Теория:
Солнце – основа жизни на нашей планете, самый мощный источник энергии - естественный и экологически чистый. Солнце производит энергию, не переставая, в течение миллиардов лет. Она общедоступная и бесплатная, поэтому активно используется человечеством для своих нужд. Каждый час солнце излучает на Землю больше энергии, чем человечеству необходимо в год.
Человечество научилось использовать солнечную энергию как в виде тепла, так и преобразовывать в другие виды энергии – электрическую и механическую. Изобретенные человеком технологии, преобразовывающие солнечную энергию в электрическую или тепловую, называются солнечной энергетикой.
Кажется, что солнечная энергетика – новое направление, получившее развитие в последние десятилетия. Однако еще наши предки 200 лет назад использовали линзы и зеркала для нагрева воды и разведения огня.
Развитие науки и технологий позволяет обеспечивать человечество солнечным электричеством, т.е. полученным путем преобразования солнечной энергии в электрическую. Такое преобразование осуществляется с помощью солнечных батарей. Фотоэлектрические панели могут быть огромными, используемыми для установки на специальных фотоэлектростанциях, компактными, которые могут устанавливаться на крышах отдельных домов или построек, и совсем маленькими (для оснащения отдельных устройств). Есть автомобили на солнечных батареях, солнечные батареи устанавливают на корабли и самолеты, а уж про космос и говорить нечего.
Интересный факт: первые солнечные панели были использованы для питания спутников, вращающихся вокруг Земли. В 1958 году в США был запущен спутник Авангард 1, на котором размещалось шесть солнечных батарей мощностью около 1 Вт.
Многие знакомы с так называемыми фотоэлементами, или солнечными батареями, которые установлены на портативных калькуляторах. Ячейки сделаны из полупроводниковых материалов, подобных тем, которые содержатся в компьютерных чипах. Когда солнечный свет попадает в ячейки, он выбивает электроны из атомов материала. Когда электроны проходят через ячейку, они генерируют электричество.
У солнечных тепловых электростанций масштаб гораздо больше. Они используют различные методы для концентрации солнечной энергии в качестве источника тепла. Тепло используется для кипячения воды и последующего приведения в действие паровой турбины, которая вырабатывает электроэнергию практически так же, как угольные и атомные электростанции.
Помимо того, что солнечная энергия – неисчерпаемый источник, не оказывающий воздействия на окружающую среду, он еще и универсален. Солнечные элементы генерируют энергию в отдаленных местах, куда невозможно проложить кабель от электростанции. Мобильные конструкции, к которым относятся солнечные элементы, можно перевезти и установить в любом, даже самом труднодоступном месте. Сегодня солнечные батареи применяются для обеспечения бесперебойного питания пунктов метеорологических наблюдений и базовых станций сотовых операторов.
Автономное получение энергии
Есть разные способы использования солнечной энергии. Большие окна на солнечной стороне здания позволяют солнечному свету проникать в помещение и нагревать стены и пол. Нагретые за день поверхности выделяют тепло ночью, что помогает поддерживать комфортную температуру в здании. Точно так же абсорбирующие пластины на крыше могут нагревать жидкость в трубах, снабжающих дом горячей водой.
У солнечной энергии есть и минусы: она не вырабатывается ночью при отсутствии накопителя (батареи), а облачная погода может сделать технологию ненадежной в течение дня. Солнечные технологии достаточно дорогостоящие и требуют выделения отдельных участков земли для установки панелей для сбора солнечной энергии.
Несмотря на недостатки, использование солнечной энергии в течение последних 15 лет стремительно растёт.
Кажется, что солнечная энергетика – новое направление, получившее развитие в последние десятилетия. Однако еще наши предки 200 лет назад использовали линзы и зеркала для нагрева воды и разведения огня.
Развитие науки и технологий позволяет обеспечивать человечество солнечным электричеством, т.е. полученным путем преобразования солнечной энергии в электрическую. Такое преобразование осуществляется с помощью солнечных батарей. Фотоэлектрические панели могут быть огромными, используемыми для установки на специальных фотоэлектростанциях, компактными, которые могут устанавливаться на крышах отдельных домов или построек, и совсем маленькими (для оснащения отдельных устройств). Есть автомобили на солнечных батареях, солнечные батареи устанавливают на корабли и самолеты, а уж про космос и говорить нечего.
Интересный факт: первые солнечные панели были использованы для питания спутников, вращающихся вокруг Земли. В 1958 году в США был запущен спутник Авангард 1, на котором размещалось шесть солнечных батарей мощностью около 1 Вт.
Многие знакомы с так называемыми фотоэлементами, или солнечными батареями, которые установлены на портативных калькуляторах. Ячейки сделаны из полупроводниковых материалов, подобных тем, которые содержатся в компьютерных чипах. Когда солнечный свет попадает в ячейки, он выбивает электроны из атомов материала. Когда электроны проходят через ячейку, они генерируют электричество.
У солнечных тепловых электростанций масштаб гораздо больше. Они используют различные методы для концентрации солнечной энергии в качестве источника тепла. Тепло используется для кипячения воды и последующего приведения в действие паровой турбины, которая вырабатывает электроэнергию практически так же, как угольные и атомные электростанции.
Помимо того, что солнечная энергия – неисчерпаемый источник, не оказывающий воздействия на окружающую среду, он еще и универсален. Солнечные элементы генерируют энергию в отдаленных местах, куда невозможно проложить кабель от электростанции. Мобильные конструкции, к которым относятся солнечные элементы, можно перевезти и установить в любом, даже самом труднодоступном месте. Сегодня солнечные батареи применяются для обеспечения бесперебойного питания пунктов метеорологических наблюдений и базовых станций сотовых операторов.
Автономное получение энергии
Есть разные способы использования солнечной энергии. Большие окна на солнечной стороне здания позволяют солнечному свету проникать в помещение и нагревать стены и пол. Нагретые за день поверхности выделяют тепло ночью, что помогает поддерживать комфортную температуру в здании. Точно так же абсорбирующие пластины на крыше могут нагревать жидкость в трубах, снабжающих дом горячей водой.
У солнечной энергии есть и минусы: она не вырабатывается ночью при отсутствии накопителя (батареи), а облачная погода может сделать технологию ненадежной в течение дня. Солнечные технологии достаточно дорогостоящие и требуют выделения отдельных участков земли для установки панелей для сбора солнечной энергии.
Несмотря на недостатки, использование солнечной энергии в течение последних 15 лет стремительно растёт.
Установка солнечных панелей
На данный момент лидерами по развитию солнечной энергетики являются Китай, США, Япония, Германия, Индия и Италия. За последние 10 лет Европейский союз начал производить и потреблять в 50 раз больше солнечной энергии. Солнечные электростанции активно строятся и в других странах, в том числе в Беларуси.
Развитие солнечной энергетики напрямую зависит от инсоляции (количества световой энергии, падающей на единицу поверхности). Продолжительность открытого солнечного облучения в нашей стране составляет в среднем 1800 часов в год. В осенне-зимний период солнечного света очень мало; даже в солнечные дни, которых может быть не более 10 в месяц, открытое солнце наблюдается в среднем по 3 часа. За май, июнь и июль отмечается почти 50% годового поступления солнечного излучения на территорию нашей страны, в то время как за ноябрь, декабрь и январь поступает лишь 5%. Конечно, по инсоляции Республика Беларусь отстаёт от территорий, близких к экватору, однако находится примерно на одном уровне с такими странами, как Германия, Япония, Канада, где солнечная энергетика развивается очень активно. Поэтому у ученых и практиков не осталось сомнений в том, что получать солнечную электроэнергию в странах, сопоставимых по инсоляции с Беларусью, вполне целесообразно.
Сейчас в Беларуси реализуются несколько проектов, помогающих школам, детским садам и больницам переходить на использование возобновляемых источников энергии, в частности, установить солнечные панели (к примеру, в рамках инициативы Европейского союза «EU4Energy»).
Развитие солнечной энергетики напрямую зависит от инсоляции (количества световой энергии, падающей на единицу поверхности). Продолжительность открытого солнечного облучения в нашей стране составляет в среднем 1800 часов в год. В осенне-зимний период солнечного света очень мало; даже в солнечные дни, которых может быть не более 10 в месяц, открытое солнце наблюдается в среднем по 3 часа. За май, июнь и июль отмечается почти 50% годового поступления солнечного излучения на территорию нашей страны, в то время как за ноябрь, декабрь и январь поступает лишь 5%. Конечно, по инсоляции Республика Беларусь отстаёт от территорий, близких к экватору, однако находится примерно на одном уровне с такими странами, как Германия, Япония, Канада, где солнечная энергетика развивается очень активно. Поэтому у ученых и практиков не осталось сомнений в том, что получать солнечную электроэнергию в странах, сопоставимых по инсоляции с Беларусью, вполне целесообразно.
Сейчас в Беларуси реализуются несколько проектов, помогающих школам, детским садам и больницам переходить на использование возобновляемых источников энергии, в частности, установить солнечные панели (к примеру, в рамках инициативы Европейского союза «EU4Energy»).
Фотоэлектрическая система
В солнечных странах, где электроэнергия стоит дорого, собственники частных домов и владельцы офисов устанавливают на крышах солнечные панели и используют солнечное электричество.
Солнечные панели на крыше здания
В солнечных странах, где электроэнергия стоит дорого, собственники частных домов и владельцы офисов устанавливают на крышах солнечные панели и используют солнечное электричество.
Солнечные панели на крыше здания