Solenergi - dette ... Ved hjelp av solcellepaneler

I de senere årene, forskere er spesielt interessert i alternative energikilder. Olje og gass vil ende før eller senere, så tenk på hvordan vi kommer til å overleve i denne situasjonen, er det nødvendig nå. I Europa er vindturbiner mye brukt, som prøver å trekke ut energi fra havet, og vi snakker om solenergi. Tross alt, stjernen, som vi ser nesten hver dag i himmelen, kan hjelpe oss å bevare ikke-fornybare ressurser og forbedre miljøet. Verdien av solen til jorden kan ikke overvurderes - det gir varme, lys, og lar funksjonen til alt liv på planeten. Så hvorfor ikke finne ham et annet program?

Litt historie

I midten av det 19. århundre fysikeren oppdaget Aleksandr Edmon Bekkerel den fotovoltaiske effekt. Ved slutten av dette århundret Charlz Fritts utviklet den første innretning i stand til å prosessere solenergi til elektrisitet. Vi brukte selen belagt med et tynt lag av gull. Effekten var svak, men det er ifølge foreliggende oppfinnelse er ofte forbundet med begynnelsen av solenergi era. Noen forskere er ikke enig med denne formuleringen. De kalte grunnleggeren av æra av solenergi verdenskjente forskeren Alberta Eynshteyna. I 1921 fikk han Nobelprisen for sin forklaring av lovene i den eksterne fotoelektriske effekten.

Det ville synes at solenergi - dette er en lovende måte for utvikling. Men det er mange hindringer i slik at det passer inn i alle hjem - i hovedsak økonomiske og miljømessige. Hva er inkludert i prisen på solcellepaneler, hvor mye skade de kan forårsake miljøet og hva annet det finnes måter å generere energi, får vi vite senere.

metoder opphopning

Det mest presserende oppgave knyttet til domestisering av energien fra solen, er ikke bare å motta den, men akkumulering. Og dette er den vanskeligste. Foreløpig har forskerne utviklet bare tre måter å fullt temmingen av solenergi.

Den første er basert på bruk av en parabolske speil og litt som å spille med et forstørrelsesglass, som er kjent for alle fra barndommen. Lyset passerer gjennom objektivet, samle på ett punkt. Hvis du legger et stykke papir, vil den lyse opp når temperaturen krysset solens stråler er utrolig høy i dette stedet. Den parabolske speil er en konkav skive, likner en grunn bolle. Dette speil, i motsetning til lupen ikke overfører men reflekterer sollys samle det på ett punkt, som er generelt rettet mot en svart vannrør. Denne fargen blir brukt fordi det best absorberer lys. Vann i røret under virkningen av sollys varmer opp og kan brukes til å generere elektrisk kraft eller for oppvarming av små hus.

flat varmeapparat

Denne fremgangsmåten bruker en helt annen system. Solar mottaker ser ut som en flerlagsstruktur. Dens virkemåte er som følger.

Som passerer gjennom glasset, stråler faller på den mørklagte metall som er kjent for å være bedre absorberer lys. Solstråling blir omdannet til termisk energi , og varmer opp vannet, som er under jernplaten. Videre, alle forekommer som i den første metoden. Det oppvarmede vann kan anvendes enten for oppvarming eller for å produsere elektrisk energi. Imidlertid er effekten av denne metoden ikke er høy nok til å bruke den overalt.

Vanligvis er den således oppnådde solenergi - det er varmt. For elektrisitet er mye mer sannsynlig å bruke den tredje metoden.

solceller

De fleste av oss er kjent med slike energikilder. Det innebærer bruk av ulike batterier eller solcellepaneler, som kan bli funnet på takene av mange av dagens boliger. En slik metode er komplisert tidligere beskrevet, men er mye mer lovende. Det er han som gir deg muligheten til å konvertere solenergi til elektrisitet i industriell skala.

Spesielle paneler beregnet på å fange opp stråler laget av silikarike krystaller. Den sollys som faller på dem, banker en elektron ut av banen. I sin plass, søker umiddelbart hverandre, og dermed oppnås sammenhengende kjede i bevegelse, noe som skaper en strøm. Det brukes en gang om nødvendig å tilveiebringe anordninger eller lagres i form av elektrisitet i særskilte batterier.

Populariteten til denne metoden basert på det faktum at det tillater deg å få mer enn 120 watt med bare én kvadratmeter solcellepanel. I dette tilfellet panelene har en relativt liten tykkelse, som tillater dem å plassere nesten hvor som helst.

Typer av silisium paneler

Det finnes flere typer av solceller. Det første laget ved hjelp av et enkelt krystallsilikon. Deres effektivitet er ca 15%. Disse solcellepaneler er den dyreste.

Effektivitet av celler fremstilt av polykrystallinsk silisium, når 11%. De koster mindre som materiale for dem oppnås ved en forenklet teknologi. Den tredje typen er den mest økonomiske og har et minimum effektivitet. Dette panelet av amorft silisium, som er ikke-krystallinsk. I tillegg til dårlig ytelse, de har en stor ulempe - skjørhet.

Noen produsenter for å øke effektiviteten involvere begge sider av solcellepanel - og bak. Dette gjør det mulig å fange lyset i store volumer, og øker mengden av energi som produseres av 15-20%.

innenlandske produsenter

Solenergi i verden blir stadig mer vanlig. Selv i vårt land er vi interessert i å lære om bransjen. Til tross for at Russland ikke har vært veldig aktiv er utviklingen av alternativ energi, har en viss fremgang er oppnådd. Foreløpig opprettelse av paneler for solenergi tar noen organisasjoner - det meste akademiske institusjoner av ulike slag, og fabrikker for produksjon av elektrisk utstyr.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mekanisk Plant".
3. All-russiske Research Institute for Elektrifisering of Agriculture.
4. Machine Building NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC "Ryazan Plant av metall-keramiske enheter."
7. JSC Pravdinsky pilotanlegg kilder til en nåværende "positive".

Dette er bare en liten del av selskapene, tar en aktiv del i utviklingen av alternativ energi i Russland.

Innvirkning på miljøet

Avslag på kull og olje energikilder er ikke bare knyttet til det faktum at disse ressursene vil før eller senere gå tom. Det faktum at de er meget skadelig for miljøet - forurensende jord, luft og vann, bidra til utvikling av sykdommer hos mennesker og redusere immunitet. Det er derfor alternative energikilder må være trygg fra et miljømessig synspunkt.

Silisium, som benyttes til fremstilling av solceller i seg selv er sikker, fordi det er et naturlig materiale. Men etter rengjøring det forblir avfall. De kan forårsake skade på mennesker og miljø ved feil bruk.

I tillegg er det side helt fylt med solcellepaneler, kan forstyrre naturlig belysning. Dette vil føre til endringer i det eksisterende økosystemet. Men generelt, er virkningen på miljøet av anordninger for omforming av solenergi minimal.

økonomi

Den største kostnaden ved fremstilling av solceller er forbundet med den høye prisen av råmaterialer. Som vi har sett, er de spesielle paneler laget med silisium. Til tross for at dette mineralet er utbredt i naturen, med sitt bytte knyttet et stort problem. Det faktum at silisium, som er mer enn en fjerdedel av massen av jordskorpen, er ikke egnet for fremstilling av solceller. For dette formål egner seg bare rent materiale oppnås ved hjelp av industrielle metoder. Uheldigvis ut av sanden for å få rent silisium er meget problematisk.

For prisen denne ressursen er sammenlignbar med uran brukes i kjernekraftverk. Det er derfor prisen på solceller i dag er fortsatt på et relativt høyt nivå.

moderne teknologi

De første forsøkene på å temme solenergi der i lang tid. Siden da er mange forskere aktivt engasjert i jakten på den mest effektive utstyret. Det må være ikke bare økonomisk konkurransedyktig, men også kompakt. Dens effektivitet må strebe etter det maksimale.

De første trinn til en ideell anordning for å motta og å omdanne solenergi har blitt gjort til oppfinnelsen av silisium batterier. Selvfølgelig er prisen ganske høy, men panelene kan plasseres på tak og vegger av hus, hvor de ikke vil forstyrre noen. Effektiviteten av slike batterier er ubestridelig.

Men den beste måten å øke populariteten til solenergi - gjør det billigere. Tyske forskere har allerede foreslått å erstatte silisium, syntetiske fibre, som kan integreres i et stoff eller andre materialer. Effektiviteten av en slik solcelle er ikke veldig høy. Men den konstante ispedd med syntetiske fibre kan, i det minste, for å gi strøm til en smarttelefon eller spiller. Arbeider aktivt innen nanoteknologi. Sannsynligvis vil de tillate sola å bli den mest populære kilden til energi i dette århundret. Selskapets spesialister Scates AS fra Norge har allerede uttalt at nanoteknologi vil redusere kostnadene av solcellepaneler er 2 ganger.

Solenergi for boliger

På bolig, noe som i seg selv vil sikre at drømmen om mange sikkert: det er ingen avhengighet av sentralvarme, problemer med å betale regninger og skade på miljøet. Allerede mange land er aktivt bygge boliger, forbruker kun energi fra alternative kilder. Et slående eksempel - den såkalte solenergi huset.

Under byggingen vil det kreve større investeringer enn det tradisjonelle. Men etter flere års drift, vil alle kostnader betales tilbake - må betale for oppvarming, varmtvann og elektrisitet. I solens hus alle disse kommunikasjon er knyttet til bestemte fotoelektriske paneler som er plassert på taket. Og dermed oppnådd energiressursene ikke bare brukt på dagens behov, men også for å samle til bruk om natten og i overskyet vær.

Foreløpig er bygging av slike hus gjennomføres ikke bare i land nær ekvator, der solens energi for å produsere den enkleste måten. De har også reist i Canada, Finland og Sverige.

Fordeler og ulemper

Utvikling av teknologier for å utnytte solenergi overalt, kan være mer aktiv. Men det er noen grunner til hvorfor det er fortsatt ikke en prioritet. Som vi har sagt ovenfor, ved fremstilling av paneler som ble fremstilt av miljøskadelige stoffer. I tillegg inneholder den ferdige utstyr i sin sammensetning av gallium, arsen, kadmium og bly.

Det reiser en rekke spørsmål og behovet for resirkulering av fotovoltaiske paneler. Etter 50 års arbeid vil de være uegnet til tjeneste, og de må liksom drepe. Betyr det forårsake enorm skade på naturen? Det bør også huske på at solenergi - er ustadig ressurseffektivitet av produksjonen som er avhengig av tid på dagen og været. Dette er en betydelig ulempe.

Men proffene, selvfølgelig. Solenergi kan fremstilles i praktisk talt et hvilket som helst punkt på jorden, og utstyr for dets fremstilling og transformasjon kan være så liten at den får plass på baksiden av smarttelefon. Hva er mer viktig, er det en fornybar ressurs, som er, vil mengden av solenergi forblir uendret i minst tusen år.

prospekter

Utviklingen av solenergiteknologier bør resultere i lavere kostnader for å skape elementer. Allerede er det glasspaneler som kan installeres på Windows. Utviklingen av nanoteknologi har gjort det mulig å finne opp en maling som sprøytes på solcellepaneler og kunne erstatte silisiumlaget. Hvis kostnaden for solenergi faller et par ganger, vil dens popularitet også vokse mange ganger.

Lage små paneler for individuell søknad vil tillate folk i alle tilfeller å bruke solenergi - hjemme, i bilen eller i landet. Takket være deres distribusjon for å redusere belastningen på det sentrale kraft, fordi folk vil være i stand til å lade små elektronikk.

Shells eksperter mener at innen 2040 om lag halvparten av verdens energi vil bli generert fra fornybare ressurser. Allerede i Tyskland, er solenergi forbruket vokser raskt, og batterikapasiteten er mer enn 35 gigawatt. Japan er også aktivt med å utvikle denne industrien. Disse to landene - lederne av solenergi i verden. Sannsynligvis, snart selskap av USA.

Andre alternative energikilder

Forskere ikke slutte å puslespill over det faktum at du fortsatt kan brukes til å produsere elektrisitet eller varme. Gi eksempler på de mest lovende alternative energikilder.

Vindturbiner kan nå bli funnet i nesten alle land. Selv på gatene i mange russiske byer installere lys som er selvforsynt med elektrisitet fra vindkraft. Gjerne kostnadene høyere enn gjennomsnittet, men over tid vil de refundere forskjellen.

En lang tid siden ble det funnet opp teknologi for å produsere energi ved hjelp av vanntemperaturforskjellen mellom havoverflaten og i dypet. Kina er aktivt kommer til å utvikle dette området. I de kommende årene, utenfor kysten av Kina skal bygge det største kraftverket kjører på denne teknologien. Det er andre bruk av havet. For eksempel, i Australia, planlegger å etablere et kraftverk som genererer energi fra kraften fra vannstrømmer.

Det er mange andre måter å produsere elektrisitet eller varme. Men på bakgrunn av mange andre solenergi alternativer - det er virkelig lovende område av vitenskap.