През последните години интерес към използването на слънчевата енергия се е увеличил драстично, а дори и този източник също така се отнася до удължаване, вниманието, отделено на него в света, ни кара да го разгледа възможно отделно. Потенциална енергия на базата на използването на директна слънчева светлина, изключително високо. Имайте предвид, че използването само на 0,0125% от размера на слънчева енергия може да осигури всичко се нуждае от глобална енергийна днес, както и използването на 0.5% - за пълно покриване на нуждите на бъдещето. За съжаление, това е малко вероятно някой ден тези огромни потенциални ресурси ще могат да се приложат по-голям мащаб. Един от най-сериозните пречки пред реализирането на такава ниска интензивност на слънчевата радиация. Дори и при най-добрите атмосферни условия (южна ширина, небе) на слънчевата излъчване е по-малко от 250 W / m2. то зало- на слънчева радиация колектори "събира" на годината, необходима за посрещане на нуждите на цялото човечество енергия трябва да ги поставите на територията на 130 000 km2. Колектори трябва да използват огромни размери също води до значителни разходи за материали.
Най-простият слънчевата радиация колектор е затъмнени метал (обикновено алуминий) лист, в който тръба са разположени в циркулиращ флуид в него. Загрява със слънчева енергия, погълната от колектора, течността тече за директна употреба. Според изчисленията, производство на слънчеви колектори милионкв. км, изисква приблизително 10 ^ 4т на алуминий.
Доказана е и днес световните запаси от този метал се оценява на 1,17 * 10 ^ 9 тона. От написаното става ясно, че има различни фактори, които ограничават властта на слънчева енергия. Да предположим, че за производството на колекторите в бъдеще ще бъде възможно да се прилагат не само алуминий, но също така и други материали. Независимо дали ситуацията ще се промени в този случай?
Ние изхождаме от факта, че отделен етап на разработка на енергия (след 2100), всички енергийни нужди на света ще бъдат покрити от слънчева енергия. В този модел, можем да очакваме, че в този случай е необходимо да "събере" слънчева енергия на площ от 1 х 10 6-3 х 10 6 km 2. В същото време, общата площ на обработваемата земя в света днес е 13 * 10 ^ 6 km2.Solnechnaya власт принадлежи към най-съществените-интензивни форми на производство на енергия. Мащабните използване на слънчевата енергия води до огромно увеличение на материалните изисквания, а оттам и на работната сила за добив на суровини, неговото обогатяване, които получават материали, производствени хелиостати колектори, друго оборудване, тяхното транспортиране. Изчисленията показват, че за производството на 1 MW * година електричество с помощта на слънчевата енергия нужда да се харчат от 10 000 до 40 000 човекочаса. В традиционната енергия от изкопаеми горива, цифрата е 200-500 човекочаса. Досега електрическа енергия, роден на слънчевите лъчи, е много по-скъпа от тази, получена чрез конвенционални методи. Учените се надяват експериментите, които те държат в пилотни инсталации и централи, ще ви помогнат да се реши не само технически, но и икономически проблеми.
Слънчева на ширина 60 °
Един от лидерите на практическото използване на слънчевата енергия се превърна Швейцария. Там е построена около 2600 слънчеви елементи на капацитет силиций phototransformator от 1 до 1000 кВт и слънчев колектор устройството за генериране на топлинна енергия. Програмата, извършена под името и слоган. Той има значителен принос за решаването на проблемите на околната среда и енергийната независимост на страната днес, които внасят повече от 70 на сто от енергията.
Големите фирми са монтирани на покривите на промишлени сгради geliostantsii до 300 кВт. Една такава станция може да покрие нуждите на енергията на предприятието с 50-70%.
В районите на алпийските планини, където е неизгодно за лежаха електропроводи, изградени самостоятелни слънчеви батерии.
Работна опит показва, че слънцето е в състояние да осигури енергийните нужди на най-малко всички жилищни сгради в страната.
Слънчеви системи, установяващи се на покривите и стените на сградите, на пътища антишумовите огради, в транспорта и промишлени сгради не се нуждаят, за да се настанят с висока стойност в селското или градска зона.
Самостоятелна соларна инсталация в село Гримсел осигурява енергия за дневно осветление на магистрала тунел. Близо Сур слънчеви панели, монтирани на 700-метров участък от загражденията за звукоизолация, произвежда годишно 100 кВт на електрическа енергия. На слънчеви батерии мощност 320 кВт инсталирана на BIRAL твърда поръчка на покрива на производствения си сграда в Münsingen почти напълно покриване на технологичните нужди на предприятието в топлинна и електрическа енергия.
Модерната концепция за използване на слънчевата енергия се изразява най-пълно в строителството на сгради прозорец фабрика за стъкло в arisdorf където слънчевите панели с общ капацитет от 50 кВт има роля в дизайна на допълнителни подови елементи и дизайна на фасадата е назначен.
силициеви соларни клетки ефективност със силно нагряване е значително намалени и, следователно, при слънчеви панели са прокарани вентилационни канали за изпомпване на външен въздух. Най-топъл въздух работи като охладител събиране устройства. Тъмно синьо, пенливо в слънчевите фотоволтаици по южното и западното фасадите на административната сграда на, давайки мрежа 9 кВт на властта, да служи като облицовка.
GELIOMOBIL ДНЕС
Един от най-големите части на Програмата "Solar-91" - развитието на превозни средства, използващи слънчева енергия като средство четвърт от енергийните ресурси, необходими за страната. Всяка година в Швейцария проведе международен слънчеви автомобили рали. рали писта, дължината на 644 км, посочени по пътищата на Северозападна Швейцария и Австрия. Спортове, съставен от 6-дневни фази на всяка дължина - от 80 до 150 Km.
Швейцарските граждани имат високи очаквания за децентрализирано производство на електрическа и топлинна енергия свои собствени слънчеви системи. Това съответства на независимостта и автономията на швейцарската характер, чувство за цивилизован собственик, не съжаляваше средства в името на чистотата на планински въздух, вода и земя. Наличие на личен geliostantsy стимулира развитието на електрониката на страната и електротехника, апаратура, технологии, нови материали и други високотехнологични индустрии.
Изминаха четири години. "Тур дьо Sol" се превърна в неофициалното световно първенство. В петия "Solar рали", която се проведе през 1989 г., на която присъстваха над 100 представители от Германия, Франция, Англия, Австрия, САЩ и други страни. Въпреки това, повече от половината от geliomobiley все още е собственост на швейцарските пионерите. През следващите пет години, идеята за сериен geliomobil. Geliomobil сериен счита, ако фирмата-производител е продал не по-малко от 10-минутни проби, и те имат сертификат за разрешаване движение по обществените пътища.
Енергията на слънцето
Има и други области в развитието на слънчевата енергия. Това преди всичко използването на фотосинтеза способността на растенията. Вече е създаден и успешно работи, все още е в лаборатория, photobiochemical система, където на фотонна енергия се използва за пренос на електрони. Те са прототип на бъдещата Ефективността на конвертора, като се използват принципите на естествената фотосинтеза.
Решаването на въпроси на "икономика" на слънчевата енергия, ние не може да попадне в често срещано погрешно схващане: сравнение скъпо, но много млад слънчевата технология за преобразуване на енергия в електричество с помощта на слънчеви клетки на евтина, но "мръсни", използвайки технологията на нефт и газ. Ефективност на този нов вид енергийни ресурси трябва да бъдат сравнени с тези форми на енергия, които ще бъдат в същия мащаб, използвани в бъдеще.
Изчисленията показват, че разходите за широк производство на синтетични течни горива с помощта на слънчева енергия ще бъде равна на 60 долара за барел. За сравнение, ние се отбележи, че днес цената на барел петрол от Персийския залив е 35 долара.
Интензитетът на слънчевата светлина на морското равнище е 1-3 кВт на квадратен метър. Ефективността на най-добрите слънчеви панели е 12-18 на сто. Като се има предвид ефикасността на трансформация на слънчева светлина енергия чрез слънчеви клетки позволява да се получи с един квадратен метър е не повече от 2,1 кВт на властта.
Опит в използването на слънчевата енергия в умерените ширини, показва, че слънчевата енергия директно изгодно да се натрупват и се използва като топлина. Разработване на проектни предложения за Аляска и Северна Канада. Природните и климатични условия в тези райони са сравними с условията на средата зона на страната ни. Има две основни направления в развитието на слънчевата енергия: глобално решение на въпроса за доставките на енергия и създаването на соларни инвертори, предназначени за конкретни местни проблеми. Тези преобразуватели са, от своя страна, са разделени на две групи: висока и ниска температура.
През първите преобразуватели тип слънчеви лъчи се концентрират в малка област, температурата се повишава до 3000 ° С Вече съществуват такива инсталации. Те се използват, например, за топене на метали.
Най-голямата част от слънчевите преобразуватели работи при много по-ниски температури - около 100-200 ° С С тяхна помощ, водата се загрява, се обезсолява, издигнат от ямките. Слънчевата кухня за приготвяне на храна. Концентрираните сушени слънчевата топлина зеленчуци, плодове и дори замразени продукти. слънчевата енергия може да се натрупва по време на деня за отопление на домовете и оранжерии през нощта.
Слънчеви системи изискват почти никакви разходи за поддръжка, няма разходи нужда ремонт и се нуждаят само от тяхното изграждане и поддържане на чистотата. Те могат да работят за неопределено време.
концентратори SUNLIGHT
От детството, много се помни, че през хартията колективната леща може да възпламени от слънчева светлина. Лещите не се използват индустриални приложения: те са тежки, скъпи и трудни за производство.
Фокус слънчеви лъчи, както е възможно и с помощта на вдлъбнато огледало. Тя е основната част на слънчевата концентратор, устройството, в което паралелни слънчеви лъчи, събрани от вдлъбнато огледало. Ако във фокуса на огледалото за поставяне на тръбата с вода, той се затопля. Това е принципът на слънчеви преобразуватели на директни действия.
Най-ефективно могат да бъдат използвани в южните ширини, но в средната лента те са в употреба. Огледала се използват в системи или традиционна - стъкло, или изработени от полиран алуминий. (. Фигура 2) Най-ефективните слънчеви концентратори са под формата:
- цилиндрична параболоид (а);
- въртене параболоид (б);
- плоско-линеен Френел леща (в).
Loose Industries компания в завода за слънчеви газ власт в Калифорния използва система от параболична-цилиндрични отражатели под формата на дълга чрез. В фокус с проходите на охлаждащата течност тръба - бифенил, загрява се до 350 ° С Парашутът се завърта за проследяване на слънцето е само около една ос (вместо две, както плоски хелиостати). Възможно е да се опрости системата за слънчева проследяване. Слънчевата енергия може да се превърне директно в механична енергия. Той използва двигател на Стърлинг. Ако фокусът на параболично огледало с диаметър 1.5 m за да се установи динамичен датчик, който функционира съгласно цикъл на Стърлинг, получена мощност (1 кВт) е достатъчно, за да се повиши на дълбочина 20 метра 2 m3 вода на час.
В действителност Solar плосък линеен Френел леща се използва рядко, поради високата си цена.
Бойлери за топла вода е най-вече отделните стопанства. Апаратът се състои от кутия с намотка, студен воден резервоар, резервоар акумулатор и тръби. Тръба неподвижно монтирана под ъгъл от 30-50 ° с ориентацията на юг. Студеният, по-тежък, водата се подава в дъното на кутията, където се нагрява и изместени от студената вода влиза в резервоара за съхранение. Тя може да се използва за отопление, душ, или за други битови нужди. Дневната производителност при ширина от 50 ° е приблизително равна на 2 кВт / ч на квадратен метър. Температурата на водата в резервоара достигне 60-70 °. Монтаж ефективност - 40%.
Heat хъбове Всеки, който някога е бил в оранжерията, знаят как много различни условия в нея от страна на другите: Температура над него. Слънчевите лъчи почти свободно преминават през прозрачното покритие и се нагрява почвата, растенията, стени, покривна конструкция. В обратна посока малко топлина се разсейва поради повишената концентрация на въглероден диоксид. На подобен принцип на работа и топлина концентратори.
Това е - дърво, метални или пластмасови кутии, с едната страна на затворената единично или двойно стъкло. В кутията за максимално усвояване на слънчевите лъчи е поставена вълнообразна ламарина, боядисана в черно. Кутията се нагрява от въздуха или водата, които са взети периодично или непрекъснато от там от вентилатор или помпа.
Жилищна сграда с слънчева енергия
Средна годишна стойност от общата слънчева радиация при ширина от 55 °, идващи на ден на 20 m 2 хоризонтална повърхност е 50-60 кВт / ч. Това съответства на потреблението на енергия за отопление на къщата 60 м2.
За работните условия на средата група сезонно обитаеми жилища е най-подходящ въздушен отоплителната система. Въздухът се нагрява в слънчевия колектор и тръбата се доставя в стаята. Лесен за употреба на въздушен охладител в сравнение с течност са очевидни:
- няма никаква опасност, че системата ще се замразява;
- няма нужда от тръби и кранове;
- простота и ниска цена.
Недостатък - слаб огън капацитет на въздуха.
В структурно отношение колектора е поредица от остъклени вертикални тръби, вътрешната повърхност на която е боядисана в черно мат боя, производство няма мирис на отопление. ширина Канален от около 60 cm. В частта на устройството за слънчев колектор на къща предпочитано изпълнение вертикално. Той е много по-лесно в строителството и бъдещата поддръжка. В сравнение с изкупвач наклонен (например, заема част от покрива) не се изисква уплътнение срещу вода, няма проблем натоварване от сняг, с вертикално стъкло лесно да се измие праха.
колектор плоски, в допълнение към пряко слънчево лъчение, получава разпръснати и отразена радиация: при облачно време, с лека облачност, да речем, при тези обстоятелства, това, което ние наистина трябва в средната лента. Плосък колектор не произвежда висококачествен топлина, като се концентрира колектор, но това не е необходимо за отоплението на конвекция е достатъчно да имат ниска степен на топлина. Слънчевият колектор се намира на фасадата с южно изложение (допустимо отклонение до 30 ° на изток или запад).
Неравномерност на слънчевата радиация през деня, както и желанието за отопление на къщата през нощта и в облачен ден диктува необходимостта от устройство за съхранение на топлина. През деня тя се натрупва топлинна енергия и дава нощта. За да работите с се смята за колектор на въздуха е най-рационално чакъл и камъче батерията. Това е евтино, лесно да се строи.
Чакъл запълване може да бъде поставен в термично изолирани вдлъбната мазето на къщата. Отопляем въздух се вдухва в с батерия фен.
Корпус, с площ от 60 m 2. Обемът на акумулатор е от 3 до 6 м3. Разпръсна определено качество на изпълнение слънчеви клетки, изолация, и режим на слънчевата радиация в даден район.
слънчево отопление къща система работи в четири режима (Фигура 4 а-г.):
- отопление и натрупване на топлинна енергия (а);
- отопление от батерията (В);
- натрупване на топлинна енергия (в);
- отопление от колектора (д).
В студен слънчеви дни, нагретият въздух се издига в резервоара и през отворите в тавана на помещението. Циркулацията на въздуха се дължи на естествена конвекция. В топлите дни, ясно горещ въздух се взема от горната част на зоната на колектора и изпомпва от вентилатор през чакъла, зареждане на акумулатора топлина. За през нощта, а в случай на облачно време в стаята да изтласква въздуха батерията и се връща в отопляваното помещение.
В центъра на Слънчевата система се предвижда само частични потребностите от топлинна енергия. Опитът показва, че сезонната икономия на гориво чрез използването на слънчевата енергия да достигне 60%.
Свързани статии