(044) 536-21-39 Контакты

ТЕСТОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Альтернативные источники энергии - наше будущее

18.06.2012

Солнце - чистый и возобновляемый источник энергии

Солнце — единственный значительный источник нашей энергии (нефть, газ, уголь — все это запасенная древняя энергия, тоже пришедшая на Землю от Солнца), и этот источник энергии неисчерпаем. Энергия солнца – это чистый и возобновляемый источник энергии. На сегодняшний день солнечное излучение, несомненно, является одним из распространённых источников энергии на планете, доступное практически в любой точке земного шара и в количестве, значительно превышающее потребности всего человечества. Ресурсы солнечной энергии практически неограниченны. Так, количество её, достигшее поверхности Земли в течение минуты больше чем энергия, доступная из всех других источников в течение года.

Это значит, что солнечная энергия может играть ключевую роль в создании чистого, стабильного и надежного будущего. Экологически чистые источники энергии, такие как солнечная энергия, могут помочь удовлетворить растущий спрос на энергию, одновременно снижая загрязнения и предотвращая ущерб окружающей среде и здоровью. 

Некоторые ученые и отраслевые эксперты считают, что благодаря возобновляемым источникам энергии может быть удовлетворено более половины мирового спроса на энергию в течение следующих 50 лет, несмотря на то, что рост энергетических потребностей в мире с каждым годом неумолимо растет.

Не секрет, электричество часто производится за счет сжигания ископаемого топлива, такого как: нефть, уголь и природный газ. Очевидно, что использование ископаемых видов топлива несет за собой выбросы в атмосферу более чем на 6 миллиардов тонн углекислого газа в год. В то время как работа фотоэлектрических систем не выделяет вредных веществ, которые могут нанести ущерб здоровью человека или окружающей среде и не способствует глобальному потеплению, что на сегодняшний день является все более и более значимым. Иными словами, за счет сокращения обычного производства электроэнергии можно предотвратить значительные выбросы в атмосферу.

Что  ждет человечество - энергетический голод или энергетическое изобилие?  Сейчас, как никогда остро встал вопрос, о том, каким будет будущее планеты в энергетическом плане. 

Уровень материальной, а, в конечном счете, и духовной культуры  людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израсходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше.

Уже давно разработаны многочисленные  способы  производства энергии,  в первую очередь электрической. Структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась  таким  образом,  что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, то есть при сжигании топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии,  преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. К сожалению,  запасы нефти,  газа,  угля не бесконечны. Природе, чтобы  создать  эти  запасы,  потребовались  миллионы лет, израсходованы они будут за сотни. Сегодня в мире стали всерьез задумываться  над тем,  как не  допустить  хищнического разграбления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века.

Потенциальные возможности энергетики, основанной на применении непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Использование солнечной энергии является одним из весьма перспективных направлений энергетики. Экологичность, возобновляемость ресурсов, отсутствие затрат на капремонт фотомодулей как минимум в течение первых 30 лет эксплуатации, в перспективе - снижение стоимости относительно традиционных методов получения электроэнергии - всё это является положительными сторонами солнечной энергетики.

Использование всего 0,0005% энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а 0,5% - полностью покрыть потребности на перспективу.

Энергия солнца – это чистый и возобновляемый источник энергии. Подсчитано, что небольшого процента солнечной энергии вполне достаточно для обеспечения нужд транспорта, промышленности и нашего быта не только сейчас, но и в обозримом будущем. Более того, независимо от того, будем мы ее использовать или нет, на энергетическом балансе Земли и состоянии биосферы это никак не отразится.

Кроме того, что фотоэлектрические установки не оказывают воздействия на природную среду, они еще и бесшумны, не имеют движущихся частей, требуют минимального обслуживания и не нуждаются в воде. Их можно монтировать в отдаленных или засушливых районах, мощность таких установок составляет от нескольких ватт (портативные модули для средства связи и измерительных приборов) до многих мегаватт (площадь несколько миллионов квадратных метров).

Поиски экологически чистых возобновляемых локальных источников энергии, а также новых способов ее передачи не менее актуальны. Известен важный с этой точки зрения аргумент в пользу солнечной энергетики - катастрофически увеличивающийся парниковый эффект. Международное сообщество пришло к единому мнению: главный виновник парникового эффекта - увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, что является следствием сжигания углеродного топлива.

Наиболее экономичная возможность использования солнечной энергии - направлять ее на получение вторичных видов энергии в солнечных районах земного шара.

На сегодняшний день, электростанции на солнечных панелях - это надежная и безопасная в использовании технология, что позволило ей достаточно эффективно закрепиться на рынке. За альтернативными источниками энергии стоит наше будущее. Необходимо объединить усилия для борьбы за чистую планету, чистый воздух, чистую воду!

 

Фотоэлектрические системы

Для прямого преобразования световой или солнечной энергии в электроэнергию используются фотоэлементы (по-английски Photovoltaics, от греческого photos - свет и названия единицы электродвижущей силы - вольт).

Преобразование солнечного света в электричество происходит в фотоэлементах, изготовленных из полупроводникового материала, например, кремния, которые под воздействием солнечного света вырабатывают электрический ток. Соединяя фотоэлементы в модули, а те, в свою очередь, друг с другом, можно строить крупные фотоэлектрические станции.

Солнечные фотоэлектрические системы просты в обращении и не имеют движущихся механизмов. В основе действия фотоэлементов лежит физический принцип, при котором электрический ток возникает под воздействием света между двумя полупроводниками с различными электрическими свойствами, находящимися в контакте друг с другом. Совокупность таких элементов образует фотоэлектрическую панель, либо модуль. Фотоэлектрические модули, благодаря своим электрическим свойствам, вырабатывают постоянный, а не переменный ток. Он используется во многих простых устройствах, питающихся от батарей. Переменный же ток, напротив, меняет свое направление через регулярные промежутки времени. Именно этот тип электричества поставляют энергопроизводители, он используется для большинства современных приборов и электронных устройств. В простейших системах постоянный ток фотоэлектрических модулей используется напрямую. Там же, где нужен переменный ток, к системе необходимо добавить инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

В ближайшие десятилетия значительная часть мирового населения познакомится с фотоэлектрическими системами. Благодаря им исчезнет традиционная необходимость сооружения крупных дорогостоящих электростанций и распределительных систем. По мере того, как стоимость фотоэлементов будет снижаться, а технология - совершенствоваться, откроется несколько потенциально огромных рынков фотоэлементов. К примеру, фотоэлементы, встроенные в стройматериалы, будут осуществлять вентиляцию и освещение домов. Потребительские товары - от ручного инструмента до автомобилей - выиграют в качестве от использования компонентов, содержащих фотоэлектрические компоненты. Коммунальные предприятия также смогут находить все новые способы применения фотоэлементов для удовлетворения потребностей населения.

К простейшим фотоэлектрическим системам относятся:

· Солнечные насосы - фотоэлектрические насосные установки являются долгожданной альтернативой дизельным генераторам и ручным насосам. Они качают воду именно тогда, когда она особенно нужна - в ясный солнечный день. Солнечные насосы просто устанавливать и эксплуатировать. Небольшой насос может установить один человек за пару часов, причем ни опыт, ни специальное оборудование для этого не нужны.

· Фотоэлектрические системы с аккумулятором - аккумулятор заряжается от солнечного генератора, запасает энергию и делает ее доступной в любое время. Даже в самых неблагоприятных условиях и в отдаленных пунктах фотоэлектрическая энергия, сохраняемая в аккумуляторах, может питать необходимое оборудование. Благодаря аккумулированию электроэнергии фотоэлектрические системы служат надежным источником электропитания днем и ночью, в любую погоду. Фотоэлектрические системы, оснащенные аккумулятором, во всем мире питают осветительные приборы, сенсоры, звукозаписывающее оборудование, бытовые приборы, телефоны, телевизоры и электроинструменты.

·  Фотоэлектрические системы с генераторами - когда электричество нужно непрерывно или возникают периоды, когда его нужно больше, чем может выработать одна только фотобатарея, ее может эффективно дополнить генератор. В дневные часы фотоэлектрические модули удовлетворяют дневную потребность в энергии и заряжают аккумулятор. Когда аккумулятор разряжается, двигатель-генератор включается и работает до тех пор, пока батареи не подзарядятся. В некоторых системах генератор восполняет недостаток энергии, когда потребление электричества превышает общую мощность аккумуляторов. Двигатель-генератор вырабатывает электричество в любое время суток. Таким образом, он представляет собой прекрасный резервный источник питания для дублирования ночью или в ненастный день фотоэлектрических модулей, зависящих от прихотей погоды. С другой стороны, фотоэлектрический модуль работает бесшумно, не требует ухода и не выбрасывает в атмосферу загрязняющие вещества. Комбинированное использование фотоэлементов и генераторов способно снизить первоначальную стоимость системы. Если резервной установки нет, фотоэлектрические модули и аккумуляторы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечивать питание ночью.

· Фотоэлектрические системы, присоединённые к сети - в условиях централизованного энергоснабжения, подключенная к сети фотоэлектрическая система может обеспечивать часть необходимой нагрузки, другая часть при этом поступает из сети. В этом случае аккумулятор не используется. Тысячи домовладельцев в разных странах мира используют такие системы. Энергия фотоэлементов либо используется на месте, либо подается в сеть. Когда же владельцу системы нужно больше электричества, чем она вырабатывает - например, вечером, то возросшая потребность автоматически удовлетворяется за счет сети. Когда же система вырабатывает больше электричества, чем может потребить хозяйство, излишек отправляется (продается) в сеть. Таким образом, коммунальная сеть выступает в роли резерва для фотоэлектрической системы, как аккумулятор - для автономной установки.