Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт заочно-вечернего обучения
Кафедра экономики и цифровых бизнес-технологий
РЕФЕРАТ
Вариант 2
«Использование солнца как источника тепловой Энергии»
Выполнил:
студент группы: ЭМЭНмз 20-1________ Бережнов Н.А
Проверил: ________ Лукина Г.В
Иркутск 2022
Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт заочно-вечернего обучения
Кафедра экономики и цифровых бизнес-технологий
ЗАДАНИЕ
По дисциплине «Возобновляемые источники энергии»
Студенту ЭМЭНмз 20-1Бережнову Н.А
Тема реферата: «Использование солнца как источника тепловой Энергии»
Исходные данные:
Специализированная литература, аналитические и статистические данные по теме исследования, интернет-ресурсы.
Рекомендуемая литература:
1. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др. - СПб.: Наука, 2012.-314 с.
2. Твайделл Д. Возобновляемые источники энергии / Д.Твайделл, А.Уэйр. - М.: Эиергоатомиздат, 1990. - 390 с.
3. Девинс Д. Энергия: Пер. с англ / Д.Девинс. М: Энергоатомиздат, 1985,-360 с.
4. Виссарионов В.И. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии / В.И.Виссарионов, Л.А.Золотов. - М.: МЭИ, 2006. - 156 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………..4
1 Энергетическая светимость Солнца и спектральные характеристики солнечного излучения ……………………………………………………………………5
2 Прямое и рассеянное облучение………………………………………………..7
3 Влияние географических координат,ориентировки приемника облучения в пространстве, времени суток и времени года……………………………………9
4 Нагревание воды…………………………………………………………………11
5 Солнечные колекторы и способы повышения его эффективности……..……12
6 Обогрев помещения и горячее водоснабжение………………………………..13
7 Солнечные кондиционеры………………………………………………………15
8 Промышленное и сельскохозяйственное использование……………………..16
9 Тепловые электростанции…………………………………………………….…17
10 Теплицы…………………………………………………………………………19
Заключение…………………………………………………………………………21
Список литературы………………………………………………………………...23
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день проблема расхода энергии стоит достаточно остро – ресурсы планеты не бесконечны и за всю свою историю человечество изрядно использовало то, что было дано природой. Сейчас очень активно проводится добыча угля и нефти, запасы, которых с каждым днем становятся всё меньше.
Сила мысли позволила человечеству сделать невероятный шаг в будущее и использовать атомную энергию, привнеся вместе с этим благом огромную опасность для всей окружающей среды.
Актуальность темы проекта заключается в том, что остро стоит экологический вопрос – активная добыча ресурсов и их дальнейшее использование плохо сказывается на состоянии планеты, изменяя не только природу почв, но даже климатические условия.
Люди всегда уделяли особенное внимание таким источникам энергии, к примеру, как вода или ветер. Наконец, спустя многих лет исследований и разработок человечество «доросло» до использования энергии Солнца на Земле. О нём и пойдёт далее речь.
Использование энергии солнца на земле играет важную роль в жизни человека. При помощи своего тепла солнце, как источник энергии, нагревает всю поверхность нашей планеты. Благодаря его тепловой мощности дуют ветра, нагреваются моря, реки, озера, существует все живое на земле.
Возобновляемые источники тепла люди начали использовать ещё много лет назад, когда современных технологий ещё не существовало. Солнце является самым доступным на сегодняшний день поставщиком тепловой энергии на земле.
1 Энергетическая светимость Солнца и спектральные характеристики солнечного излучения.
Плотность потока солнечного излучения, падающего на площадку, перпендикулярную этому потоку и расположенную над атмосферой на расстоянии 150 млн. км от Солнца, равна солнечной постоянной G0=1,353 кВт/м2. Это - так называемое солнечное космическое излучение.
Солнечное излучение обусловлено ядерными реакциями в ядре Солнца, где температура достигает 10 млн. кельвин. Внешние неактивные слои, нагретые до 5800К, изменяют спектр, и к верхней границе атмосферы поступает излучение в диапазоне 0,3…2,5 микрон.
Солнечный спектр состоит из трёх участков: (1) ультрафиолетовое излучение (с длиной волны до 0,4 микрон) - составляет 9% интенсивности, (2) видимое излучение (0,4…0,7 микрон) - 45% интенсивности и (3) инфракрасное излучение (более 0,7 микрон) - 46% интенсивности.[1]
Часть энергии солнечного излучения доходит до Земли в виде прямых солнечных лучей. Другая часть, достигая атмосферы, рассеивается облаками и пылью и доходит до поверхности Земли в виде рассеянного излучения. Первую часть потока в отличии от второй можно сфокусировать и в таком виде использовать в технических устройствах. Отношение интенсивности направленного потока к полной интенсивности излучения меняется от 0,9 в ясный день до нуля в пасмурный день.
Максимальная плотность направленного солнечного излучения на 1 м2 поверхности Земли - около 1 кВт/м2 в диапазоне волн 0,3…2,5 микрон. Это - коротковолновое излучение и оно включает видимый спектр. В зависимости от времени суток, места, погоды плотность излучения меняется в десятки раз. Эта тепловая энергия может быть использована с помощью технических устройств. Плотность потока энергии излучения, связывающая атмосферу с поверхностью земли также около 1 кВт/м2 , но уже в диапазоне длинных волн 5…25 микрон.
Полная энергия солнечного излучения, которая приходится на единицу поверхности за день, представляет собой суточную облучённость. Величина суточной облучённости (Н) зависит от широты местности и времени года. В высоких широтах сезонные изменения особенно велики из-за меняющейся продолжительности дня, меняющейся ориентации приёмной площадки (горизонтальной плоскости), изменяющегося поглощения в атмосфере.[3]
Сезонные изменения суточной облучённости горизонтальной приёмной площадки в ясный день на разных широтах - представлены на графике, рис.1 Летом она составляет 25…26 МДж/м2 в день или 7 кВт·ч/м2 в день во всех широтах, зимой - в высоких широтах она намного меньше из-за более короткого дня, косого падения лучей и большего ослабления атмосферой. Расстояние, пройденное прямыми солнечными лучами через атмосферу, зависит от угла падения (зенитного угла) и высоты над уровнем моря. При этом важно не только само расстояние, а взаимодействие излучения с атмосферными газами и парами. Увеличение длины пути при наклонном падении луча по сравнению с путём при нормальном падении называют оптической массой. Облученность горизонтальной площадки в течение суток летом и зимой характеризуется на рисунке.
Рисунок 1. График суточной облучаемости
Прохождение солнечного коротковолнового излучения через атмосферу сопровождается: поглощением, т.е. переходом энергии излучения в тепло, с последующим излучением света большей длины волны, (2) рассеянием, т.е. изменением направления распространения света в зависимости от длины волны, (3) отражением, которое не зависит от длины волны.
Прохождение в атмосфере различно для разных участков спектра солнечного и атмосферного излучения. Оно приводит к повышению температуры.
Коротковолновая ультрафиолетовая область (до 0,3 микрон) почти полностью отсутствует на уровне моря, так как поглощается кислородом О2 , О3 , О и азотом N2.
Коротковолновая ультрафиолетовая область (0,3…0,4 микрон) - частично проходит.
Видимый диапазон (0,4…0,5 микрон) почти полностью проходит через чистую (не загрязнённую) атмосферу. Это почти половина потока солнечного излучения.
Ближняя инфракрасная область (0,7…2,5 микрон) - почти половина солнечного космического излучения - в значительной степени (на 20%) поглощается в атмосфере в основном парами воды и углекислого газа СО2.
Инфракрасный диапазон (более 12 микрон) - для него атмосфера почти непрозрачна.[4]
2 Прямое и рассеянное облучение
Солнце, имеющее температуру фотосферы (излучающей поверхности) около 6000°, излучает энергию в пространство во всех направлениях. Часть этой энергии в виде огромного пучка параллельных солнечных лучей попадает на Землю. Солнечная энергия, дошедшая до поверхности Земли в виде прямых лучей Солнца, носит название прямой солнечной радиации. Но не вся солнечная радиация, направленная на Землю, доходит до земной поверхности, так как солнечные лучи, проходя через мощный слой атмосферы, частично поглощаются ею, частично рассеиваются молекулами и взвешенными частичками воздуха, некоторая часть отражается облаками. Та часть солнечной энергии, которая рассеивается в атмосфере, называется рассеянной радиацией. Рассеянная солнечная радиация распространяется в атмосфере и попадает к поверхности Земли. Нами этот вид радиации воспринимается как равномерный дневной свет, когда Солнце полностью закрыто облаками или только что скрылось за горизонтом.
Прямая и рассеянная солнечная радиация, достигнув поверхности Земли, не полностью поглощается ею. Часть солнечной радиации отражается от земной поверхности обратно в атмосферу и находится там в виде потока лучей, так называемой отраженной солнечной радиации.
Состав солнечной радиации весьма сложный, что связано с очень высокой температурой излучающей поверхности Солнца. Условно по длине волн спектр солнечной радиации делят на три части: ультрафиолетовую (з<0,4<м видимую глазом (зот 0,4м до 0,76м) и инфракрасную часть (з >0,76м). Кроме температуры солнечной фотосферы, на состав солнечной радиации у земной поверхности влияет еще поглощение и рассеивание части солнечных лучей при их прохождении через воздушную оболочку Земли. В связи с этим состав солнечной радиации на верхней границе атмосферы и у поверхности Земли будет неодинаков. На основании теоретических расчетов и наблюдений установлено, что на границе атмосферы на долю ультрафиолетовой радиации приходится 5%, на видимые лучи -- 52% и на инфракрасные -- 43%. У земной же поверхности (при высоте Солнца 40°) ультрафиолетовые лучи составляют только 1%, видимые -- 40%, а инфракрасные -- 59%.[2]
3 Влияние географических координат,ориентировки приемника облучения в пространстве, времени суток и времени года
Рисунок 2. Зенитный угол θ, угол наклона β и азимут γ для наклонной поверхности
1.- нормаль к горизонтальной плоскости;
2.- нормаль к наклонной плоскости.
Угол наклона β. Угол между рассматриваемой плоскостью и горизонтальной (0 <β<900 для поверхностей, обращённых к экватору; 900<β<1800 для поверхностей повёрнутых от экватора). Азимут γ. Отклонение от меридиана проекции на горизонтальную плоскость нормали к поверхности приёмника ( γ=0 для плоскости, ориентированной строго на юг, γ>0- ориентированной к западу от направления строго на юг; γ<0- к востоку. Для горизонтальной плоскости γ=0).
Угол падения θ. Угол между направлением потока излучения и нормалью к ней. Собирающий приёмник должен быть всегда расположен прямо по направлению потока солнечного излучения (должно выполняться условие θ = 0). Облучённость Нh есть сумма направленной и рассеянной компонент:
Приёмник удобно располагать по направлению к экватору. Например, вс еверном полушарии строго на юг, с наклоном, равным широте.
Рисунок 3. Облучённость горизонтальной поверхности (52° сев. широты, 0° зап. долготы, практически ясные дни). Продолжительность дня и облучённость летом выше, чем зимой Во многих районах типичные средние значения Нс составляют 50-70%, рассчитанных для ясного неба из - за облаков и пыли. Только в пустынях не выше среднего значения.
1. Рано утром, или поздно вечером, когда Солнце низко над горизонтом, угол может превысить 90о (т.е. cosθ может быть отрицательным). В этом случае источник света окажется за фиксированным приемником. На это следует обращать внимание при анализе конкретных систем.
Формулы, как правило, получены для случаев, когда все углы положительны, и в частности φ>0.[1]
Приемник, собирающий излучение, должен быть всегда расположен прямо по направлению потока солнечного излучения (должно выполняться условия θ = 0). Однако оптимальное расположение фиксированного плоского приемника или коллектора сразу не просматривается. Облученность Нс есть сумма направленной и рассеянной компоненты:
В конкретных случаях расположение приемника будет определяться не только ориентацией существующих сооружений, но и тем, когда нужно получать больший поток энергии – утром или вечером.[4]
Однако, беря во внимание, что сosθ 1 для θ < 30o 30, изменение азимута или угла наклона на о слабо влияет на полную собранную энергию. В течение года угол падения в полдень по солнечному времени значительно меняется, поэтому необходимо изменять и наклон приемника.
4 Нагревание воды
Наиболее эффективные и распространенные солнечные водонагреватели. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходят для всех типов климата и рекомендуются для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации. Оснащенный контроллером, коллектор автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает заданную температуру. При не достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.
Рисунок 4. Солнечный водонагреватель
5 Солнечный коллектор и способы повышения его эффективности
В Центральной Азии на каждый квадратный метр поверхности, находящийся перпендикулярно солнечным лучам, падает 800--1000 Ватт энергии за 1 час, то есть примерно 1 кВт/ч. А 1 кВт/ч - это то количество энергии, которое необходимо, чтобы 10-ти тонный грузовик с места разогнался до скорости 100 км/ч !!!
Собрать и использовать эту энергию для нагрева воды, Вам поможет солнечный водонагреватель-коллектор.
Особенность коллекторов состоит в том, что лучевоспринимающая поверхность обработана компонентами, которые обеспечивают максимальное тепловосприятие за счет их избирательности к тепловому спектру солнечного потока и нагревают воду, проходящую по трубкам внутри.
Солнечный водонагреватель-коллектор состоит из короба со змеевиком, бака холодной воды, бака-аккумулятора и труб. Короб стационарно устанавливается под углом 30-50 с ориентацией на южную сторону. Холодная, более тяжелая, вода постоянно поступает в нижнюю часть короба, там она нагревается и, вытесненная холодной водой, поступает в бак-аккумулятор. Она может быть использована для отопления, для душа либо для других бытовых нужд.
Для нагрева 100 литров воды солнечная установка должна иметь 2- 3 м солнечных коллекторов. Такая водонагревательная установка в солнечный день обеспечит нагрев воды до температуры 90°С . В зимний период до 50°С.
В климатических условиях Центральной Азии солнечные водонагреватели-коллекторы особенно эффективны.[5]
Плоский солнечный водонагреватель-коллектор - устройство с поглощающей панелью плоской конфигурации и плоской прозрачной изоляцией для поглощения энергии Солнца.
Это плоская тепловоспринимающая панель - абсорбер, площадью 1- 2 м, в которой имеются каналы для жидкости. Поверхность этой панели, обращенная к Солнцу - черная, для лучшего нагрева. Для снижения тепловых потерь она устанавливается в корпус, выполненный в виде плоской рамы. Снизу панель теплоизолированна, а сверху защищена прозрачной изоляцией - специальным стеклом, пластиком или пленкой.
В качестве тепловоспринимающей панели можно использовать любой металлический или пластмассовый лист с каналами для теплоносителя. Металлические абсорберы изготавливаются из алюминия или стали двух типов: лист-труба и штампованные панели (труба в листе). Пластмассовые панели не находят широкого применения из-за быстрого старения под действием солнечных лучей и малой теплопроводности.[2]
Для достижения более высоких температур теплоносителя поверхность панели покрывают спектрально-селективными слоями, активно поглощающими коротковолновое излучение солнца и снижающими ее собственное тепловое излучение в длинноволновой части спектра. Слои создаются на основе «черного никеля», «черного хрома», окиси меди на алюминии, окиси меди на меди.
Другим способом улучшения характеристик плоских коллекторов является создание вакуума между тепловоспринимающей панелью и прозрачной изоляцией для уменьшения тепловых потерь (вакуумные солнечные коллекторы четвертого поколения).
Вакуумный солнечный водонагреватель-коллектор
В вакуумном водонагревателе-коллекторе объем, в котором находится черная поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранять по тери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения селективного покрытия. Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе мал, теплоноситель в нем можно нагреть до температур 120 -- 160°С .
6 Обогрев помещения и горячее водоснабжение
Открытый резервуар на поверхности Земли (рис.5), например, бассейн. Ёмкость с водой нагревается под действием солнечного излучения, однако повышение температуры ограничено, т.к. тепло легко передаётся Земле. Открытый резервуар, изолированный от Земли (рис.5). Тепловые потери меньше, но повышение температуры ограничено вследствие низкого коэффициента поглощения воды (αпв = 1-τ<<1) и значительная часть тепла идёт на испарение.
Чёрный резервуар Потери тепла на испарение равны 0. Чёрная поверхность поощает излучение лучше, чем вода (αп= 0,9). Вода нагревается до 450С. Чёрная резина быстро разрушается на Солнце.
Чёрный резервуар с изолированным дном. Если изолировать дно приёмника (рис.5), потери тепла можно уменьшить в два раза. В качестве изолятора можно использовать стеклоткань, пенополистирол, древесную стружку, минвату и т.д.
Уменьшить радиационные потери, если её поверхность делать не чёрной, а Наличие стеклянной крышки примерно в 4 раза повышает сопротивление теплопотерям. Температура воды может быть повышена на 500 С.[6]
Вода протекает по параллельным трубкам, закреплённым на зачернённой металлической пластине. Здесь необходимо обеспечивать низкое термическое сопротивление между пластиной и трубками и вдоль пластины между трубками. Диаметр трубок составляет 2 см, расстояние между ними 20 см, толщина пластины 0,3 см. Пластину с трубками для защиты от ветра помещают в контейнер со стеклянной крышкой. Заполненная водой пластина более эффективна, чем трубчатая, т.к. имеет большую поверхность теплового контакта.
Рисунок 5. Обогрев и горячее водоснабжение помещения
7 Солнечные кондиционеры
Солнечную энергию можно использовать для охлаждения воздуха, например, в абсорбционных холодильниках. В компрессионных холодильниках рабочая жидкость испаряется в процессе теплообмена при повышенном давлении. В абсорбционном холодильнике необходимое повышение давления, обеспечивается разностью давления паров хладагента в генераторе и поглотителе, содержащем пары хладагента над разбавленным раствором.
Рисунок 6 Схема работы абсорбционного холодильника
В абсорбционном холодильнике требуется подвод тепла для повышения температуры в генераторе. Тепло, необходимое для работы абсорбционных холодильников, может быть получено от солнечных нагревательных систем. Однако этот процесс имеет низкую эффективность. В настоящее время это экономически выгодно только в районах, удалённых от стандартных энергосетей.
8 Промышленное и сельскохозяйственное использование
Технологии применения солнечной энергии для агропромышленного комплекса решают широкий спектр задач в сфере сельскохозяйственной деятельности. Могут быть внедрены в любой ее отрасли. Наличие свободных территорий и значительной площади крыш и стен домов и хозяйственных построек позволяет получать и накапливать большие количества бесплатной электроэнергии.
Монтаж фотоэлектрических систем выполняется для производства электроэнергии, которую можно применять для работы насосов, электропастуха на выпасах, медогонок на пасеке, электроножей и другого оборудования, а также обеспечения электричеством жилых зданий.
Воздушные коллекторы служат для обогрева и вентиляции помещений, создавая комфортную среду проживания для людей, сельскохозяйственных животных и поддерживая показатели температуры и влажности на заданном уровне.
Парники и теплицы, оборудованные гелиопанелями, не только сохраняют тепло и накапливают его, задерживая внутри, но и обеспечивают необходимый растениям микроклимат.
Применение устройств для отопления и проветривания в зерно- и овощехранилищах, на складах позволяет обойтись без непрерывного участия обслуживающего персонала в поддержании заданных параметров среды и сохранить урожай, здания и технику наилучшим образом.[7]
В последнее время вторую жизнь обрели двигатели Стирлинга. Запатентованные еще в 1816 году, эти двигатели сейчас получают самое широкое распространение. Экологически чистые, без каких-либо выбросов в атмосферу, работающие практически бесшумно и от любых внешних источников тепла, они поставлены сейчас на службу в солнечных тепловых электростанциях.
Гелиевые установки, созданные на базе двигателей Стирлинга, строятся по модульному принципу, так же, как и тарельчатые электростанции. Только в этом случае вместо приемников с жидкостью в фокусе параболических зеркал устанавливаются двигатели Стирлинга
Для использования этих двигателей в качестве одного из основных компонентов электростанции потребовалось их усовершенствование. После соответствующих модернизаций стало возможным преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня в электричество без промежуточных кривошипно-шатунных механизмов. Тем самым была достигнута очень высокая эффективность тепловой солнечной электростанции. В некоторых случаях этот показатель эффективности превышал 31%.[7]
Рисунок 7.Башенные солнечные тепловые электростанции
Эти электростанции называются так потому, что в центре их установлена энергетическая башня, высота которой может достигать тридцати метров. В этой башне, в ее верхней точке, расположен резервуар с водой. Для того чтобы обеспечить максимальное поглощение тепловой энергии солнца, этот резервуар покрывается черной термостойкой краской. Сам резервуар выполняется из жаропрочного металла. Ниже резервуара располагается система насосов, которая подает вырабатываемый пар на турбины.
Вокруг башни концентрическими кругами расположены так называемые гелиостаты – зеркала. Одно такое зеркало имеет отражательную поверхность в несколько квадратных метров. Каждое зеркало закреплено на отдельной опоре с поворотным механизмом. Поворотные механизмы всех гелиостатов синхронизированы и управляются общим командным боком. Это самая сложная часть электростанции. Сложная потому, что она должна обеспечить точное позиционирование на солнце всех без исключения зеркал с таким расчетом, чтобы отраженные лучи солнца постоянно попадали точно на установленную в башне емкость с водой.
В безоблачный солнечный день резервуар прогревается так, что температура внутри его поднимается до 700°С. Перегретый пар подается насосами на турбины, которые вращают генераторы, вырабатывающие электрический ток. Поскольку режимы работы гелиевой тепловой установки и температурный диапазон мало чем отличаются от аналогичных показателей обычных ТЭС, то в них применяются стандартные турбогенераторы, выпускаемые серийно. При этом солнечные электростанции дают на выходе более высокую мощность и показывают достаточно высокий КПД – до 20%.
10Теплицы
Установка солнечных батарей на промышленные тепличные комплексы для их освещения является широко распространенной практикой во многих южных и африканских странах. В Европе солнечные панели тоже находят применение, но все же они не столь часто используются из-за особенностей климата. На что же нужно обратить внимание, решив оборудовать свою теплицу солнечными батареями?
Инвестирование в альтернативные источники энергии пока что кажется рисковой затеей для России — ведь наша страна богата относительно недорогим природным газом, который можно использовать для отопления, а преобразование солнечного света в электричество, которое можно использовать, например, для досветки, пока является достаточно дорогой технологией, которая слишком долго будет окупаться.
Итак, основными преимуществами солнечных батарей являются:
-экологичность
-бесплатная и бесконечная солнечная энергия
-долгий срок службы солнечных панелей (около 50 лет)
-вполне может быть выгодно для жарких и солнечных регионов
Тем не менее, есть ряд факторов, которые многие не учитывают. Например:
-расположение теплицы
На солнечную энергоэффективость значительно влияет расположение теплицы, т. к. если вблизи неё есть крупные строения или деревья, по нескольку часов в сутки отбрасывающие тень, эффективность батарей будет снижаться.
Также нужно учитывать, что разные виды солнечных батарей по разному реагируют на затемнение: поликристаллическим панелям тень не так страшна, хоть она и снизит их продуктивность, а вот работу монокристаллической панели тень остановит полност-уход за солнечными батареями
С одной стороны кажется, что солнечные батареи вовсе не требуют никакого ухода — их устройство максимально простое, у них нет подвижных и склонных к частой поломке деталей.
Да, монолитная система солнечных батарей является надежной и прочной конструкцией, которая редко дает сбой при отсутствии намеренных механических повреждений.
Единственное, что потребуется — мыть батареи от пыли и других возможных загрязнений как можно чаще, так как пыль на их поверхности может снизить энергоэффективность аж на 7-10%.
Рисунок 8. Теплица с солнечными батареями
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время используется лишь небольшая доля солнечной энергии, поскольку существующие солнечные панели имеют относительно низкую эффективность и очень дороги в изготовлении. Однако не следует сразу отказываться от почти неисчерпаемого источника чистой энергии: по мнению экспертов, одна только солнечная энергия может покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Также возможно повысить эффективность солнечных установок в несколько раз, и, разместив их на крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим отопление домов, нагрев воды и работу бытовых электроприборов даже в умеренных широтах, а не упомянуть тропики. Для нужд промышленности, требующих большого энергопотребления, вы можете использовать километровые пустоши и пустыни, полностью покрытые мощными солнечными электростанциями. Но солнечная энергия сталкивается со многими трудностями при строительстве, размещении и эксплуатации солнечных энергетических установок на тысячах квадратных километров земной поверхности. Поэтому общая доля солнечной энергии была и останется довольно скромной, по крайней мере, в обозримом будущем.
В настоящее время разрабатываются новые космические проекты с целью изучения Солнца, проводятся наблюдения, в которых принимают участие десятки стран. Данные о процессах, происходящих на Солнце, получены с использованием оборудования, установленного на искусственных спутниках Земли и космических ракетах, на горных вершинах и в глубинах океанов.[7]
Большое внимание следует уделить тому факту, что производство энергии, которое является необходимым средством существования и развития человечества, оказывает влияние на природу и окружающую среду человека. С одной стороны, тепло и электричество настолько прочно вошли в жизнь и производственную деятельность человека, что человек даже не представляет своего существования без него и потребляет неисчерпаемые ресурсы как должное. С другой стороны, люди все больше внимания уделяют экономическому аспекту энергетики и требуют экологически чистого производства энергии. Это свидетельствует о необходимости решения ряда вопросов, в том числе перераспределения средств на нужды человечества, практического использования достижений в народном хозяйстве, поиска и разработки новых альтернативных технологий для получения тепла и электроэнергии и т. д.[3]
Сейчас ученые исследуют природу Солнца, выясняют его влияние на Землю, работают над проблемой использования практически неисчерпаемой солнечной энергии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др. - СПб.: Наука, 2012.-314 с.
2. Твайделл Д. Возобновляемые источники энергии / Д.Твайделл, А.Уэйр. - М.: Эиергоатомиздат, 2010. - 390 с.
3. Девинс Д. Энергия: Пер. с англ / Д.Девинс. - М.: Энергоатомиздат, 2015,-360 с.
4. Виссарионов В.И. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии / В.И.Виссарионов, Л.А.Золотов. - М.: МЭИ, 2006. - 156 с.
5. Энергетическая безопасность и малая энергетика // XXI век: сб. докл: Всероссийской НТК. - СПб., 2012.
6. Альбом для проектирования установок солнечного горячего водоснабжения / В.К.Аверьянов, А.И.Тютюннинков, А.В.Синица и др. - СПб. - Тула, 2012.-55 с.
7. Оборудование нетрадиционной и малой энергетики: справочник — каталог / Ю.Д. Арбузов, П.П. Безруких и др. - АО "Новые и возобновляемые источники энергии", 2012. - 167 с. |
Скачать 299.23 Kb.