На исследовании и развитии сферы солнечной энергетики основано будущее человечества

О солнечной энергетике

Практически все оборудование производственное или бытовое работает не просто так, а на разных видах топлива. К примеру, это электричество или бензин. Но постепенно запасы заканчиваются. Пока это далеко не у всех укладывается в голове, но это так. Возможно, скоро будет энергетический дефицит, и современное общество не сможет нормально функционировать. На основании таких заключений проводятся исследования по открытиям нового вида получения энергии. Прежде всего, рассматривается версия получения энергии от солнца. Оказывается, солнечная энергетика использовалась с давних времен. Ее применение отмечено исследователями в освещении и обогревании первобытных жилищ. Энергия солнечного света – это на сегодняшний день один из неиссякаемых источников. Преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую происходит с помощью технических устройств. Эта отрасль активно развивается, хотя имеются некоторые проблемы. Что такое гелиоэнергетика? Это когда источники энергии солнца преобразовываются в иные виды энергии.

Солнце – современный источник энергии

Преобразование солнечной энергии

Энергия от лучей светила получается из доступных источников, возобновляемых самостоятельно. От солнца для сельскохозяйственной отрасли идет положительная отдача, необходимая для производительности труда, так как для этого не нужно специально обустраивать шахты или бурить скважины. Есть еще неоспоримые преимущества солнечной энергии. Например, то, что за нее не надо платить, хотя все же приходится вкладывать средства в установку технических устройств и оборудования, а также в разработку проекта и монтаж.

Энергия, получаемая от солнца, не имеет постоянного характера, ее подача периодическая. Чтобы ее использование было бесперебойным, необходимо для начала обеспечить ее накопление, а использование ее для энергетических целей должно быть совместимо с другим источником энергии. На сегодняшний день проблема современного преобразования солнечной энергии в тепловую или электрическую заключается в том, что ее преобразователи несовершенны. На основании этого все перспективы развития техники направлены на повышение производительности и увеличение коэффициента полезного действия, а также снижение затрат на эти устройства.

Использование солнечной энергии все же на сегодняшний день существует. Это, например, такое природное явление, как ветер, он не стал бы дуть с силой без подогрева солнечными лучами. Испарение воды из природных или искусственных источников тоже происходит под действием нагрева солнца. Сама по себе вода, как известно, используется для гидроэнергетической сферы промышленности. Отсюда можно сделать заключение, что солнце влияет на многие сферы жизни, а также на иные энергетические отрасли экономики.

Солнечные лучи направляют на поверхность земли радиацию. Всего имеется три типа радиационных волн:

  • световые, находящиеся в спектре, примерно, на 50%;
  • инфракрасные, которые попадают на землю тоже приблизительно на 50%, за счет их происходит нагревание земной поверхности;
  • ультрафиолетовые, которые обеспечивают устранение микробов, количество их – не более 2%. Они невидимы для человеческого глаза.

Сведения из истории и перспективы

Солнечная энергия интересовала наших предков уже давно. Согласно легенде,Архимед Архимед сжег дотла целый флот врага у своего города. Как ни странно, но он при этом не использовал специальные средства для поджога, а просто взял обычные зеркала для концентрации солнечных лучей в одной точке. В районе Ближнего Востока дворцы знатных людей отапливали водой, которая нагревалась с помощью солнечной энергии, и это длилось на протяжении не одной тысячи лет. Соль получали выпариванием под нагревом солнечных лучей.

Учеными постоянно проводили исследования по опытным работам с нагревательными приборами или аппаратами. Один из исследователей предложил водонагреватель, работа которого была основана на нагреве стеклянной крышки. Пример простой: ящик был выполнен из дерева, а сверху накрыт стеклом, устройство  находилось на открытом месте и подвергалось прямому воздействию солнечных лучей – происходил нагрев. В конце XVIII века использовали линзы – нагрев от лучей солнца концентрировался на определенном месте. И такое изобретение было прекрасным решением для плавления чугуна.

Использование солнечной энергии для преобразования в механическую применялось и в батареях, изобретенных во Франции. В конце XIX было запатентовано еще одно уникальное изобретение – это инсолятор, служащий для фокусирования лучей при помощи линзы на паровом котле, который применялся для запуска в работу печатной машины. В Америке использование энергии солнца применялось в агрегате, мощностью в 15 лошадиных сил. Продолжительное время инсоляторы применялись для преобразования воды в парообразное состояние, а преобразованная энергия использовалась для совершения заданной работы. В 53-ем году прошедшего столетия было изобретено первое устройство, с помощью которого происходило преобразование солнечной энергии в иную. Оно напоминало современные батареи, работающие от солнца. А фотоэлемент, работа которого основана на этом открытии, был запатентован в 70-е годы прошлого столетия. В России с каждым годом все активнее развивается эта отрасль, и она требует вложений немалых денежных средств.

Солнце как источник энергии стало использоваться для полупроводниковых фотоэлементов в Советском Союзе. Коэффициент полезного их действия составлял не более 1%, но по прошествии многих лет он повысился до 15%. Затем американскими учеными были разработаны и внедрены для производственных и бытовых нужд солнечные батареи. Источники от энергии солнца имели грандиозный успех.

Чтобы системы, функционирующие от солнца, были большей мощности, невысокий уровень КПД должен быть компенсирован большей площадью фотоэлементов. Довольно затратная технология, так как кремниевые полупроводники очень дорого стоят. При повышении КПД пропорционально растет и стоимость приобретаемых материалов. Соответственно это и является первым препятствием для использования таких батарей. Но, несмотря на все трудности, исследования все же продолжаются, а солнечная энергетика в России развивается, как и в других странах.

Следует отметить, что используемые в мире элементы на полупроводниках имеют достаточную долговечность. Поэтому они пользуются спросом в быту. Сегодня некоторые страны имеют даже солнечные электростанции. Такие, к примеру, как Индия и Саудовская Аравия. Существуют проекты по созданию таких станций в космическом пространстве, вне атмосферы. Перспективы солнечной энергетики не потеряют своего потенциала, а излучение от него улавливается непосредственно на орбите, затем преобразовывается в микроволновые источники, и только после этого цикла энергия передается на Землю.

Оценка энергии

Источники энергии солнца и их числовые характеристики должны выражаться в единицах. Специалистами используется такой термин, как солнечная постоянная, которая эквивалентна 1367 Вт. Именно это количество энергии, полученной от солнечных лучей, приходится на квадратный метр земной поверхности. Но с учетом того, что солнечные лучи не всегда обогревают землю, так как наступает ночь, то это количество уменьшается примерно в три раза.

Применение энергии солнца

Альтернативная энергетика

Солнечная энергетика в России, развитие ее как отрасли науки возможно во многих производственных сферах. Например, в пищевой промышленности, автомобилестроении, строительстве, машиностроении и в иных областях. Российская промышленность тоже развивается, идет в ногу со временем, и солнце как альтернативный источник энергии уже используется. Энергетика от использования лучей солнца в России применяется и для бытовых нужд: для обогрева помещений или приготовления пищи. Развивать эту сферу необходимо, не останавливаясь на достигнутом, ведь альтернативные источники энергии в мире, а также в РФ – солнечные лучи. Гелиоэнергетика – эта одно из перспективных научных направлений, интересующих многих людей и не только ученых.

Энергетическим будущим мира все же будет энергия, получаемая от солнечных лучей.

На ту же тему
Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Наверх