Používání sluneční energie na Zemi. Perspektivy využití energie Slunce na Zemi
K dnešnímu dni problém spotřeby energieje poměrně akutní - zdroje planety nejsou nekonečné a po dobu své existence lidstvo poměrně zničilo to, co bylo dáno přírodou. V současné době se aktivně čerpají uhlí a ropa, jejichž zásoby se každým dnem zmenšují. Síla myšlení umožnila lidstvu udělat neuvěřitelný krok do budoucnosti a využívat jadernou energii, přinášející s ním obrovské nebezpečí pro celé prostředí.
Neméně akutní je otázka ekologické -aktivní vyčerpání zdrojů a jejich další využití nepříznivě ovlivňuje stav planety, mění nejen povahu půdy, ale i klimatické podmínky.
Proto je vždy zvláštní pozornostbyl dán přírodním zdrojům energie, jako je například voda nebo vítr. Konečně, po tolika letech aktivního výzkumu a vývoje, lidstvo "rostlo", aby využilo energie Slunce na Zemi. Jde o něj, o kterém se bude dále diskutovat.
Co je přitažlivé v tomto
Předtím, než přistoupíte k konkrétním příkladům,zjistíme, jaký byl tento typ extrakce energie výzkumníků z celého světa tak zajímá. Jeho hlavním přínosem je nevyčerpatelnost. Navzdory četným hypotézám je pravděpodobnost, že hvězda jako Slunce vyjde v blízké budoucnosti, je extrémně malá. Proto před lidstvem je příležitost přijímat čistou energii zcela přirozeným způsobem.
Druhá nepochybná výhoda použitíenergie Slunce na Zemi spočívá v ekologické kompatibilitě této možnosti. Dopad na životní prostředí za takových podmínek bude nulový, což zase poskytuje světu mnohem jasnější budoucnost než to, co se otevírá konstantním těžením omezených podzemních zdrojů.
Konečně bychom měli věnovat zvláštní pozornost skutečnosti, že využívání sluneční energie představuje pro člověka nejméně nebezpečí.
Jak opravdu
Teď se dostaneme k věci. Pod poněkud poetickým názvem "sluneční energie" skutečně skrývá konverzi záření na elektřinu pomocí speciálně vyvinutých technologií. Tento proces zajišťují fotovoltaické články, které lidstvo aktivně využívá pro své vlastní účely a poměrně úspěšně.
Sluneční záření
To se tak stalo historicky jako podstatné jméno"Radiace" způsobuje člověku poněkud negativní asociace, spíše než pozitivní v souvislosti s těmito technogenickými katastrofami, které svět dokázal v životě přežít. Nicméně technologie využívající energii Slunce na Zemi vyžaduje spolupráci s ním.
Ve skutečnosti je tento typ záření elektromagnetickým zářením, jehož rozsah je v rozmezí od 2,8 do 3,0 μm.
Tak úspěšně používá lidstvoSolární spektrum se ve skutečnosti skládá ze tří typů vln: ultrafialové (asi 2%), asi 49% jsou světelné vlny a konečně tolik, co je nezbytné pro infračervené záření. Solární energie má malý počet dalších komponent, ale jejich role je tak bezvýznamná, že nemají žádný zvláštní dopad na život na Zemi.
Množství sluneční energie vstupující na Zemi
Nyní, když složení použito ve prospěchje definováno lidské spektrum, je třeba poznamenat ještě jeden důležitý rys tohoto zdroje. Použití sluneční energie na Zemi se zdá být velmi nadějné také proto, že je k dispozici v poměrně velkém počtu při prakticky minimálních nákladech na zpracování. Celkové množství energie vyzařované hvězdou je extrémně velké, ale přibližně 47% povrchu Země dosahuje ekvivalentu sedmi set čtyř čtyřicet kilowatthodin. Pro srovnání lze poznamenat, že pouze jeden kilowatthodina může poskytnout desetiletou provoz 100-wattové žárovky.
Výkon slunečního záření a využití energiena Zemi samozřejmě závisí na řadě faktorů: klimatické podmínky, úhel dopadu paprsků na povrchu, čas roku a geografické umístění.
Kdy a kolik
Je snadné odhadnout denní částkusluneční energie, která zasahuje povrch Země, se neustále mění, protože přímo závisí na pozici planety ve vztahu k Slunci a na pohybu samotného svítidla. Již dlouho je známo, že v poledne je ozařování maximum, zatímco ráno a večer je počet paprsků dosahujících mnohem menší.
S jistotou to můžeme řícivyužití sluneční energie bude nejproduktivnější v oblastech co nejblíže rovníku, protože tam je rozdíl mezi nejvyššími a nejnižšími indexy minimální, což naznačuje maximální množství záření, které dosáhne povrchu planety. Například v oblasti pouštních afrických lokalit dosahuje roční množství záření v průměru 2 200 kilowatthodin, zatímco v Kanadě, nebo například ve střední Evropě, hodnoty nepřesahují 1000 kilowatthodin.
Sluneční energie v historii
Pokud si myslíte co nejvíce, zkuste to"Stuť" velkou hvězdu, která ohřívá naši planetu, začala ve starověku v době pohanství, kdy každý prvek byl ztělesněn v oddělené božstvo. Nicméně, samozřejmě, pak o využití sluneční energie, dokonce řeč nemohl být - ve světě kouzlo vládl.
Téma využití energie Slunce na Zemi se staloaktivně rostou teprve koncem XIV - začátkem XX. století. Vědecký průlom ve vědě byl proveden v roce 1839 Alexandrem Edmondem Becquerelem, který se stal průkopníkem fotovoltaického efektu. Studium tohoto tématu se výrazně zvýšilo a již o 44 let později Charles Fritz dokázal navrhnout první modul založený na pozlaceném selénu. Takové využití energie Slunce na Zemi dalo malé množství elektřiny uvolněné - celkový výkon pak nebyl více než 1%. Nicméně pro celé lidstvo to byl opravdový průlom, otevírající nové horizonty vědy, o kterých jsme nikdy předtím ani nesnívali.
Dosud byla energetická technologieSlunce na Zemi zažívá rychlé vzestupy, ale ne méně rychlý pád, ale tato věda je neustále doplněna o nové skutečnosti a můžeme doufat, že v dohledné budoucnosti se před námi otevřou dveře do zcela nového světa.
Příroda proti nám
Již jsme mluvili o výhodách využití energie Slunce na Zemi. Nyní věnujme pozornost nedostatkům této metody, která bohužel není o nic menší.
Z důvodu přímého závislost na geografickémpolohou, klimatickými podmínkami a pohybem Slunce, vytváření solární energie v dostatečném množství vyžaduje obrovské územní náklady. Důležité je, že čím je oblast spotřeby a zpracování slunečního záření větší, tím větší množství čisté energie získáme na výstupu. Umístění takových obrovských systémů vyžaduje velké množství volného prostoru, což způsobuje určité potíže.
Další problém související s používánímenergie Slunce na Zemi je přímo závislé na denní době, protože výroba v noci bude nula a ráno a večer je mimořádně bezvýznamná.
Další rizikový faktor je sám o soběpočasí - náhlé změny v podmínkách mohou mít velmi negativní dopad na provoz tohoto typu systému, protože způsobují potíže při ladění požadované kapacity. V jistém smyslu mohou být situace s výraznou změnou absorpce a výroby nebezpečné.
Čisté, ale drahé
Používání sluneční energie na Zemije v současné době obtížné kvůli vysokým nákladům. Fotočlánky nezbytné pro provádění hlavních procesů mají poměrně vysoké náklady. Samozřejmě, pozitivní aspekty využívání tohoto druhu zdrojů z něj činí návratnost, avšak z ekonomického hlediska v současné době není nutné mluvit o plné návratnosti peněžních nákladů.
Nicméně, jak ukazuje trend, cena fotovoltaických článků postupně klesá, takže s časem může být tento problém zcela vyřešen.
Nevhodnost procesu
Používání Slunce jako zdroje energieje také obtíž, protože tento způsob zpracování zdrojů je spíše namáhavý a nepohodlný. Spotřeba a zpracování záření přímo závisí na čistotě desek, což je poměrně problematické. Navíc ohřev prvků, jimž lze zabránit pouze použitím nejvýkonnějších chladicích systémů, má mimořádně nepříznivý vliv na proces, což vyžaduje dodatečné náklady na materiál, v neposlední řadě.
Kromě toho se desky používané v solárních kolektorech po 30 letech aktivní práce postupně stávají nevhodnými pro použití a náklady na fotobuňky byly diskutovány dříve.
Ekologická záležitost
Dříve se říkalo, že použití tohoto druhuzdroj může zachránit lidstvo před vážnými problémy s životním prostředím v budoucnu. Zdroje zdrojů a konečný produkt jsou skutečně ekologicky čisté.
Nicméně využití sluneční energie,princip solárních kolektorů je použití speciálních desek s fotobuňkami, které vyžadují masu toxických látek: olovo, arzen nebo draslík. Jejich použití nepoškozuje životní prostředí, avšak s ohledem na omezené období jejich provozu, v průběhu času může být použití oplatků vážným problémem.
K omezení negativního dopadu na životní prostředí se výrobci postupně stěhují na tenkovrstvé desky, které mají nižší náklady a méně škodlivé pro životní prostředí.
Metody přeměny záření na energii
Filmy a knihy o budoucnosti lidstva nám to dávajítéměř vždy stejný obraz tohoto procesu, který se ve skutečnosti může výrazně lišit od skutečnosti. Existuje několik způsobů, jak převést.
Nejběžnější je dříve popsané použití fotobuněk.
Jako alternativa je lidstvo aktivněvyužívá solární tepelnou energii založenou na ohřevu speciálních ploch, což umožňuje správné směrování získané teploty k ohřevu vody. Pokud proces co nejvíce zjednodušíte, lze ho porovnat s nádrží používanými pro letní sprchy v soukromých domech.
Další způsob, jak využít radiaciProdukce energie je "solární plachta", která může pracovat pouze ve vzdušném prostoru. Tento druh systému přeměňuje záření na kinetickou energii.
Problém nedostatku generace v nociden je částečně řešen solárními balónovými elektrárnami, jejichž práce pokračuje v důsledku akumulace energie a trvání procesu chlazení.
My a sluneční energie
Zdroje sluneční a větrné energie na Zemijsou používány velmi aktivně, ačkoli si to často nevšimujeme. Již bylo zmíněno společné ohřev vody v letní sprchě. Ve skutečnosti se nejčastěji využívá sluneční energie pro tento účel. Nicméně existuje řada dalších příkladů: téměř každá prodejna osvětlení může najít žárovky, které mohou pracovat bez elektřiny dokonce v noci díky energii nahromaděné během dne.
Zařízení na bázi fotobuněk se aktivně používají na všech typech čerpacích stanic a ventilačních systémů.
Včera, dnes, zítra
Jeden z nejdůležitějších zdrojů lidstva -solární energie a vyhlídky na jeho využití jsou extrémně velké. Tato pobočka je aktivně financována, rozšiřována a zlepšována. Nyní je solární energie maximálně rozvinutá v USA, kde ji některé regiony využívají jako plnohodnotný alternativní zdroj výživy. Stejně tak fungují elektrárny tohoto typu v poušti Mojave. Jiné země již dlouho absolvovaly kurz týkající se tohoto typu elektřiny, který v blízké budoucnosti pravděpodobně vyřeší problém znečištění životního prostředí.
