Η χρήση της ηλιακής ενέργειας ως εναλλακτικής πηγής

Τι είναι η ηλιακή ενέργεια

Ο ήλιος είναι ένα αστέρι, μέσα στο οποίο, σε συνεχή τρόπο, λαμβάνουν χώρα θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Ως αποτέλεσμα συνεχιζόμενων διεργασιών, απελευθερώνεται τεράστια ποσότητα ενέργειας από την επιφάνεια του ήλιου, μέρος της οποίας θερμαίνει την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας.

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια πηγή ανανεώσιμης και φιλικής προς το περιβάλλον ενέργειας.

Πώς μπορείτε να υπολογίσετε την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας

Οι ειδικοί χρησιμοποιούν για να αξιολογήσουν μια τέτοια τιμή όπως η ηλιακή σταθερά. Είναι ίσο με 1367 Watt. Αυτό είναι πόση ηλιακή ενέργεια ανά τετραγωνικό μέτρο του πλανήτη.Περίπου το ένα τέταρτο χάνεται στην ατμόσφαιρα. Η μέγιστη τιμή στον ισημερινό είναι 1020 watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Λαμβάνοντας υπόψη την ημέρα και τη νύχτα, τις αλλαγές στη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων, αυτή η τιμή πρέπει να μειωθεί κατά άλλες τρεις φορές.

Κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στον χάρτη του πλανήτη

Οι εκδοχές για τις πηγές ηλιακής ενέργειας εκφράστηκαν πολύ διαφορετικές. Προς το παρόν, οι ειδικοί λένε ότι η ενέργεια απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της μετατροπής τεσσάρων ατόμων Η2 σε έναν πυρήνα He. Η διαδικασία προχωρά με την απελευθέρωση σημαντικής ποσότητας ενέργειας. Για σύγκριση, φανταστείτε ότι η ενέργεια μετατροπής 1 γραμμαρίου Η2 είναι συγκρίσιμη με αυτή που απελευθερώνεται κατά την καύση 15 τόνων υδρογονανθράκων.

Η ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας σε διάφορες χώρες και οι προοπτικές της

Εναλλακτικοί τύποι ενέργειας, που περιλαμβάνουν την ηλιακή, αναπτύσσονται ταχύτερα στις τεχνολογικά προηγμένες χώρες. Αυτές είναι οι ΗΠΑ, η Ισπανία, η Σαουδική Αραβία, το Ισραήλ και άλλες χώρες όπου υπάρχει μεγάλος αριθμός ηλιόλουστων ημερών το χρόνο. Η ηλιακή ενέργεια αναπτύσσεται επίσης στη Ρωσία και τις χώρες της ΚΑΚ. Είναι αλήθεια ότι ο ρυθμός μας είναι πολύ πιο αργός λόγω των κλιματικών συνθηκών και των χαμηλότερων εισοδημάτων του πληθυσμού.

Στη Ρωσία παρατηρείται σταδιακή ανάπτυξη και δίνεται έμφαση στην ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας στις περιοχές της Άπω Ανατολής. Σταθμοί ηλιακής ενέργειας κατασκευάζονται σε απομακρυσμένους οικισμούς της Γιακουτίας. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε οικονομία στα εισαγόμενα καύσιμα. Σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάζονται επίσης στο νότιο τμήμα της χώρας. Για παράδειγμα, στην περιοχή Lipetsk.

Όλα αυτά τα δεδομένα μας επιτρέπουν να συμπεράνουμε ότι πολλές χώρες του κόσμου προσπαθούν να εισαγάγουν τη χρήση της ηλιακής ενέργειας όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτό είναι σχετικό επειδή η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται συνεχώς και οι πόροι είναι περιορισμένοι.Επιπλέον, ο παραδοσιακός ενεργειακός τομέας μολύνει πολύ το περιβάλλον. Επομένως, η εναλλακτική ενέργεια είναι το μέλλον. Και η ενέργεια του ήλιου είναι ένας από τους βασικούς τομείς του.

Εκδρομή στην ιστορία

Πώς έχει εξελιχθεί η ηλιακή ενέργεια μέχρι σήμερα; Ο άνθρωπος σκέφτεται τη χρήση του ήλιου στις δραστηριότητές του από τα αρχαία χρόνια. Όλοι γνωρίζουν τον μύθο σύμφωνα με τον οποίο ο Αρχιμήδης έκαψε τον εχθρικό στόλο κοντά στην πόλη του τις Συρακούσες. Για αυτό χρησιμοποίησε εμπρηστικούς καθρέφτες. Πριν από αρκετές χιλιάδες χρόνια, στη Μέση Ανατολή, τα ανάκτορα των ηγεμόνων θερμάνονταν με νερό, το οποίο θερμαινόταν από τον ήλιο. Σε ορισμένες χώρες, εξατμίζουμε το θαλασσινό νερό στον ήλιο για να πάρουμε αλάτι. Οι επιστήμονες έκαναν συχνά πειράματα με συσκευές θέρμανσης που τροφοδοτούνταν από ηλιακή ενέργεια.

Τα πρώτα μοντέλα τέτοιων θερμαντήρων κατασκευάστηκαν στους αιώνες XVII-XVII. Συγκεκριμένα, ο ερευνητής N. Saussure παρουσίασε την εκδοχή του για τον θερμοσίφωνα. Είναι ένα ξύλινο κουτί με γυάλινο καπάκι. Το νερό σε αυτή τη συσκευή θερμάνθηκε στους 88 βαθμούς Κελσίου. Το 1774, ο A. Lavoisier χρησιμοποίησε φακούς για να συγκεντρώνει τη θερμότητα από τον ήλιο. Και έχουν επίσης εμφανιστεί φακοί που επιτρέπουν τοπικά να λιώσει ο χυτοσίδηρος σε λίγα δευτερόλεπτα.

Μπαταρίες που μετατρέπουν την ενέργεια του ήλιου σε μηχανική δημιουργήθηκαν από Γάλλους επιστήμονες. Στα τέλη του 19ου αιώνα, ο ερευνητής O. Musho ανέπτυξε έναν θερμαντήρα που εστίαζε δοκούς με φακό σε λέβητα ατμού. Αυτός ο λέβητας χρησιμοποιήθηκε για τη λειτουργία του τυπογραφείου. Στις Ηνωμένες Πολιτείες εκείνη την εποχή, ήταν δυνατό να δημιουργηθεί μια μονάδα που τροφοδοτείται από τον ήλιο με χωρητικότητα 15 "άλογα".

Insolator O. Musho

Στη δεκαετία του τριάντα του περασμένου αιώνα, ο ακαδημαϊκός της ΕΣΣΔ A.F. Ioffe πρότεινε τη χρήση φωτοκυττάρων ημιαγωγών για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας.Η απόδοση της μπαταρίας εκείνη την εποχή ήταν μικρότερη από 1%. Χρειάστηκαν πολλά χρόνια μέχρι να αναπτυχθούν ηλιακά κύτταρα με απόδοση 10-15 τοις εκατό. Στη συνέχεια οι Αμερικανοί κατασκεύασαν ηλιακούς συλλέκτες σύγχρονου τύπου.

Φωτοκύτταρο για ηλιακή μπαταρία

Αξίζει να πούμε ότι οι μπαταρίες ημιαγωγών είναι αρκετά ανθεκτικές και δεν απαιτούν προσόντα για τη φροντίδα τους. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται συχνότερα στην καθημερινή ζωή. Υπάρχουν επίσης ολόκληροι σταθμοί ηλιακής ενέργειας. Κατά κανόνα, δημιουργούνται σε χώρες με μεγάλο αριθμό ηλιόλουστων ημερών το χρόνο. Πρόκειται για το Ισραήλ, τη Σαουδική Αραβία, το νότο των ΗΠΑ, την Ινδία, την Ισπανία. Τώρα υπάρχουν απολύτως φανταστικά έργα. Για παράδειγμα, ηλιακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εκτός της ατμόσφαιρας. Εκεί το φως του ήλιου δεν έχει χάσει ακόμη ενέργεια. Δηλαδή, η ακτινοβολία προτείνεται να συλληφθεί σε τροχιά και στη συνέχεια να μετατραπεί σε μικροκύματα. Στη συνέχεια, με αυτή τη μορφή, η ενέργεια θα σταλεί στη Γη.

Τύποι πάνελ

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ηλιακών συλλεκτών που χρησιμοποιούνται σήμερα. Ανάμεσα τους:

1. Πολυ- και μονοκρύσταλλο.
2. Αμορφος.

Τα μονοκρυσταλλικά πάνελ χαρακτηρίζονται από χαμηλή παραγωγικότητα, αλλά είναι σχετικά φθηνά, επομένως είναι πολύ δημοφιλή. Εάν είναι απαραίτητο να εξοπλιστεί ένα πρόσθετο σύστημα τροφοδοσίας για εναλλακτική παροχή ρεύματος όταν το κύριο είναι απενεργοποιημένο, τότε η αγορά μιας τέτοιας επιλογής είναι πλήρως δικαιολογημένη.

Οι πολυκρυστάλλοι βρίσκονται σε ενδιάμεση θέση σε αυτές τις δύο παραμέτρους. Τέτοια πάνελ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή κεντρικής τροφοδοσίας σε μέρη όπου δεν υπάρχει πρόσβαση σε σταθερό σύστημα για οποιονδήποτε λόγο.

Όσον αφορά τα άμορφα πάνελ, επιδεικνύουν τη μέγιστη παραγωγικότητα, αλλά αυτό αυξάνει σημαντικά το κόστος του εξοπλισμού. Σε συσκευές αυτού του τύπου υπάρχει άμορφο πυρίτιο. Αξίζει να σημειωθεί ότι εξακολουθεί να μην είναι ρεαλιστική η αγορά τους, αφού η τεχνολογία βρίσκεται στο στάδιο της πειραματικής εφαρμογής.

Τι είναι οι μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας

Ένα πολλά υποσχόμενο έργο στο ενεργειακό σύμπλεγμα του 21ου αιώνα είναι η χρήση και η εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτό θα μειώσει την επιβάρυνση του οικολογικού συστήματος του πλανήτη. Η χρήση παραδοσιακών πηγών επηρεάζει αρνητικά το περιβάλλον και οδηγεί στην εξάντληση του εσωτερικού της γης. Αυτά περιλαμβάνουν:

1. Μη ανανεώσιμο:

• κάρβουνο;
• φυσικό αέριο;
• λάδι;
• Ουρανός.

2. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας:

• ξύλο;
• υδροηλεκτρική ενέργεια.

Η εναλλακτική ενέργεια είναι ένα σύστημα νέων τρόπων και μεθόδων λήψης, μετάδοσης και χρήσης ενέργειας, οι οποίες χρησιμοποιούνται ανεπαρκώς, αλλά είναι ωφέλιμες για το περιβάλλον.

Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας (AES) είναι ουσίες και διεργασίες που υπάρχουν στο φυσικό περιβάλλον και καθιστούν δυνατή την απόκτηση της απαραίτητης ενέργειας.

Προϋποθέσεις εργασίας και αποτελεσματικότητας

Είναι προτιμότερο να αναθέσετε τον υπολογισμό και την εγκατάσταση του ηλιακού συστήματος σε επαγγελματίες. Η συμμόρφωση με την τεχνική εγκατάστασης θα εξασφαλίσει τη λειτουργικότητα και θα επιτύχει τη δηλωμένη απόδοση. Για να βελτιωθεί η απόδοση και η διάρκεια ζωής, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες αποχρώσεις.

θερμοστατική βαλβίδα. Στα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης σπάνια τοποθετείται θερμοστατικό στοιχείο, αφού η γεννήτρια θερμότητας είναι υπεύθυνη για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας. Ωστόσο, κατά την τοποθέτηση ενός ηλιακού συστήματος, δεν πρέπει να ξεχνάμε την προστατευτική βαλβίδα.

Η θέρμανση της δεξαμενής στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία αυξάνει την απόδοση του συλλέκτη και σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ηλιακή θερμότητα ακόμη και σε συννεφιασμένο καιρό

Η βέλτιστη θέση της βαλβίδας είναι 60 cm από τη θερμάστρα. Όταν βρίσκεται κοντά, ο «θερμοστάτης» θερμαίνεται και εμποδίζει την παροχή ζεστού νερού.

Θέση της δεξαμενής αποθήκευσης. Η δεξαμενή αποθήκευσης ζεστού νερού χρήσης πρέπει να εγκατασταθεί σε προσβάσιμο μέρος.

Όταν τοποθετείται σε ένα συμπαγές δωμάτιο, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο ύψος των οροφών

Ο ελάχιστος ελεύθερος χώρος πάνω από τη δεξαμενή είναι 60 εκ. Αυτό το διάκενο απαιτείται για τη συντήρηση της μπαταρίας και την αντικατάσταση της ανόδου μαγνησίου

Εγκατάσταση δοχείου διαστολής. Το στοιχείο αντισταθμίζει τη θερμική διαστολή κατά την περίοδο στασιμότητας. Η εγκατάσταση της δεξαμενής πάνω από τον εξοπλισμό άντλησης θα προκαλέσει υπερθέρμανση της μεμβράνης και την πρόωρη φθορά της.

Η βέλτιστη θέση για το δοχείο διαστολής είναι κάτω από την ομάδα αντλιών. Η επίδραση της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια αυτής της εγκατάστασης μειώνεται σημαντικά και η μεμβράνη διατηρεί την ελαστικότητά της περισσότερο.

Σύνδεση του ηλιακού κυκλώματος. Κατά τη σύνδεση σωλήνων, συνιστάται η οργάνωση ενός βρόχου. Το "Thermoloop" μειώνει την απώλεια θερμότητας, εμποδίζοντας την έξοδο του θερμαινόμενου υγρού.

Τεχνικά σωστή έκδοση της υλοποίησης του «βρόχου» του ηλιακού κυκλώματος. Η παραμέληση της απαίτησης προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας στη δεξαμενή αποθήκευσης κατά 1-2 ° C τη νύχτα

Βαλβίδα ελέγχου. Αποτρέπει την «ανατροπή» της κυκλοφορίας του ψυκτικού. Με έλλειψη ηλιακής δραστηριότητας, η βαλβίδα αντεπιστροφής εμποδίζει τη διάχυση της θερμότητας που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Ανάπτυξη ηλιακής ενέργειας

Όπως έχει ήδη σημειωθεί, τα στοιχεία που αντικατοπτρίζουν σήμερα τα χαρακτηριστικά της ανάπτυξης της ηλιακής ενέργειας αυξάνονται σταθερά.Το ηλιακό πάνελ έχει πάψει εδώ και καιρό να είναι όρος για έναν στενό κύκλο τεχνικών ειδικών και σήμερα όχι μόνο μιλούν για ηλιακή ενέργεια, αλλά αποκομίζουν και κέρδη από τα ολοκληρωμένα έργα.

Τον Σεπτέμβριο του 2008, ολοκληρώθηκε η κατασκευή ενός σταθμού ηλιακής ενέργειας που βρίσκεται στον ισπανικό δήμο Olmedilla de Alarcón. Η μέγιστη ισχύς του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής Olmedilla φτάνει τα 60 MW.

Ηλιακός σταθμός Olmedilla

Στη Γερμανία λειτουργεί ο ηλιακός σταθμός Waldpolenz, ο οποίος βρίσκεται στη Σαξονία, κοντά στις πόλεις Brandis και Bennewitz. Με μέγιστη ισχύ 40 MW, αυτός ο σταθμός είναι ένας από τους μεγαλύτερους σταθμούς ηλιακής ενέργειας στον κόσμο.

Ηλιακός σταθμός Waldpolenz

Απροσδόκητα για πολλούς, τα καλά νέα άρχισαν να ευχαριστούν την Ουκρανία. Σύμφωνα με την EBRD, η Ουκρανία μπορεί σύντομα να γίνει ηγέτης μεταξύ των πράσινων οικονομιών στην Ευρώπη, ειδικά σε σχέση με την αγορά ηλιακής ενέργειας, η οποία είναι μια από τις πιο υποσχόμενες αγορές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Λειτουργούν ηλιακοί σταθμοί

• Περιοχή Όρενμπουργκ:
  «Σακμάρσκαγια ιμ. A. A. Vlaznev, με εγκατεστημένη ισχύ 25 MW.
  Perevolotskaya, με εγκατεστημένη ισχύ 5,0 MW.
• Δημοκρατία του Μπασκορτοστάν:
  Buribaevskaya, με εγκατεστημένη ισχύ 20,0 MW.
  Bugulchanskaya, με εγκατεστημένη ισχύ 15,0 MW.
• Δημοκρατία του Αλτάι:
  Kosh-Agachskaya, με εγκατεστημένη ισχύ 10,0 MW.
  Ust-Kanskaya, με εγκατεστημένη ισχύ 5,0 MW.
• Δημοκρατία της Χακασίας:
  «Abakanskaya», με εγκατεστημένη ισχύ 5,2 MW.
• Περιοχή Belgorod:
  «AltEnergo», με εγκατεστημένη ισχύ 0,1 MW.
• Στη Δημοκρατία της Κριμαίας, ανεξάρτητα από το Ενιαίο Ενεργειακό Σύστημα της χώρας, υπάρχουν 13 σταθμοί ηλιακής ενέργειας συνολικής ισχύος 289,5 MW.
• Επίσης, ένας σταθμός λειτουργεί εκτός συστήματος στη Δημοκρατία της Σαχά-Γιακουτία (1,0 MW) και στην Επικράτεια Υπερ-Βαϊκάλη (0,12 MW).

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής βρίσκονται στο στάδιο της ανάπτυξης και κατασκευής έργων

• Στην Επικράτεια του Αλτάι, 2 σταθμοί συνολικής χωρητικότητας σχεδιασμού 20,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2019.
• Στην περιοχή του Αστραχάν, 6 σταθμοί συνολικής χωρητικότητας 90,0 MW σχεδιάζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017.
• Στην περιοχή του Βόλγκογκραντ, το 2017 και το 2018 σχεδιάζεται να τεθούν σε λειτουργία 6 σταθμοί συνολικής ισχύος σχεδιασμού 100,0 MW.
• Στο Trans-Baikal Territory, 3 σταθμοί συνολικής χωρητικότητας σχεδιασμού 40,0 MW προγραμματίζεται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2018.
• Στην περιοχή του Ιρκούτσκ, 1 σταθμός με προβλεπόμενη ισχύ 15,0 MW προγραμματίζεται να τεθεί σε λειτουργία το 2018.
• Στην περιοχή Lipetsk, 3 σταθμοί συνολικής χωρητικότητας 45,0 MW σχεδιάζεται να τεθούν σε λειτουργία το 2017.
• Στην περιοχή του Ομσκ, 2 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 40,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2019.
• Στην περιοχή του Όρενμπουργκ, ο 7ος σταθμός, σχεδιασμένης ισχύος 260,0 MW, προγραμματίζεται να τεθεί σε λειτουργία το 2017-2019.
• Στη Δημοκρατία του Μπασκορτοστάν, 3 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 29,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2018.
• Στη Δημοκρατία της Buryatia, 5 μονάδες με προβλεπόμενη ισχύ 70,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2018.
• Στη Δημοκρατία του Νταγκεστάν, 2 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 10,0 MW προγραμματίζεται να τεθούν σε λειτουργία το 2017.
• Στη Δημοκρατία της Καλμυκίας, το 2017 και το 2019 προγραμματίζεται να τεθούν σε λειτουργία 4 σταθμοί προβλεπόμενης ισχύος 70,0 MW.
• Στην περιοχή Σαμάρα, 1 σταθμός προβλεπόμενης ισχύος 75,0 MW προγραμματίζεται να τεθεί σε λειτουργία το 2018.
• Στην περιοχή Σαράτοφ, 3 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 40,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2018.
• Στην Επικράτεια της Σταυρούπολης, 4 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 115,0 MW προγραμματίζονται να τεθούν σε λειτουργία το 2017-2019.
• Στην περιοχή Τσελιάμπινσκ, 4 σταθμοί με προβλεπόμενη ισχύ 60,0 MW προγραμματίζεται να τεθούν σε λειτουργία το 2017 και το 2018.

Η συνολική προβλεπόμενη ισχύς των υπό ανάπτυξη και κατασκευή ηλιακών σταθμών είναι 1079,0 MW.
Οι θερμοηλεκτρικές γεννήτριες, οι ηλιακοί συλλέκτες και οι ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις και στην καθημερινή ζωή. Η επιλογή και ο τρόπος χρήσης επιλέγεται από τον καθένα για τον εαυτό του.

Ο αριθμός των τεχνικών συσκευών που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, καθώς και ο αριθμός των υπό κατασκευή ηλιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, η χωρητικότητά τους, μιλούν από μόνα τους - στη Ρωσία, εναλλακτικές πηγές ενέργειας πρέπει να υπάρχουν και να αναπτύσσονται.

Μετάδοση ηλιακής ενέργειας στη Γη

Η ηλιακή ενέργεια από έναν δορυφόρο μεταδίδεται στη Γη χρησιμοποιώντας έναν πομπό μικροκυμάτων μέσω του χώρου και της ατμόσφαιρας και λαμβάνεται στη γη από μια κεραία που ονομάζεται rectenna. Το rectenna είναι μια μη γραμμική κεραία που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει την ενέργεια του πεδίου του κύματος που προσπίπτει σε αυτό.

μετάδοση λέιζερ

Οι πρόσφατες εξελίξεις προτείνουν τη χρήση του λέιζερ με νέα λέιζερ στερεάς κατάστασης που επιτρέπουν την αποτελεσματική μεταφορά ενέργειας. Μέσα σε λίγα χρόνια, μπορεί να επιτευχθεί ένα εύρος απόδοσης από 10% έως 20%, αλλά περαιτέρω πειραματισμοί πρέπει να ληφθούν υπόψη για τους πιθανούς κινδύνους που μπορεί να προκαλέσει στα μάτια.

ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ

Σε σύγκριση με τη μετάδοση με λέιζερ, η μετάδοση μικροκυμάτων είναι πιο προηγμένη, έχει υψηλότερη απόδοση έως και 85%. Οι ακτίνες μικροκυμάτων είναι πολύ κάτω από τα επίπεδα θανατηφόρας συγκέντρωσης, ακόμη και με παρατεταμένη έκθεση. Οπότε ένας φούρνος μικροκυμάτων με συχνότητα κύματος μικροκυμάτων 2,45 GHz με συγκεκριμένη προστασία είναι εντελώς ακίνδυνος. Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές κυψέλες διέρχεται μέσω ενός μαγνητρονίου, το οποίο μετατρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Αυτό το ηλεκτρομαγνητικό κύμα διέρχεται από τον κυματοδηγό, ο οποίος σχηματίζει τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Η αποτελεσματικότητα της ασύρματης μετάδοσης ισχύος εξαρτάται από πολλές παραμέτρους.

Σημαντικές Τεχνολογικές Πληροφορίες

Αν εξετάσουμε λεπτομερώς την ηλιακή μπαταρία, η αρχή λειτουργίας είναι εύκολα κατανοητή. Ξεχωριστά τμήματα της φωτογραφικής πλάκας αλλάζουν την αγωγιμότητα σε ξεχωριστά τμήματα υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας.

Ως αποτέλεσμα, η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για ηλεκτρικές συσκευές ή να αποθηκευτεί σε αφαιρούμενα αυτόνομα μέσα.

Για να κατανοήσουμε αυτή τη διαδικασία με περισσότερες λεπτομέρειες, πρέπει να αξιολογηθούν αρκετές σημαντικές πτυχές:

1. Η ηλιακή μπαταρία είναι ένα ειδικό σύστημα φωτοβολταϊκών μετατροπέων που σχηματίζουν μια κοινή δομή και συνδέονται με μια συγκεκριμένη σειρά.
2. Υπάρχουν δύο στρώματα στη δομή των φωτομετατροπέων, τα οποία μπορεί να διαφέρουν ως προς τον τύπο αγωγιμότητας.
3. Για την κατασκευή αυτών των μετατροπέων χρησιμοποιούνται γκοφρέτες πυριτίου.
4. Φώσφορος προστίθεται επίσης στο πυρίτιο στη στιβάδα τύπου n, η οποία προκαλεί περίσσεια ηλεκτρονίων με αρνητικά φορτισμένο δείκτη.
5. Το στρώμα τύπου p είναι κατασκευασμένο από πυρίτιο και βόριο, το οποίο οδηγεί στο σχηματισμό των λεγόμενων "οπών".
6. Τελικά, και τα δύο στρώματα βρίσκονται μεταξύ ηλεκτροδίων με διαφορετικά φορτία.

Πού χρησιμοποιείται η ηλιακή ενέργεια;

Η χρήση της ηλιακής ενέργειας αυξάνεται κάθε χρόνο. Όχι πολύ καιρό πριν, η ενέργεια του ήλιου χρησιμοποιήθηκε για τη θέρμανση του νερού στην εξοχική κατοικία στο καλοκαιρινό ντους. Και σήμερα, διάφορες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται ήδη για τη θέρμανση ιδιωτικών κατοικιών, σε πύργους ψύξης. Τα ηλιακά πάνελ παράγουν την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την τροφοδοσία μικρών χωριών.

Χαρακτηριστικά της χρήσης της ηλιακής ενέργειας

Η φωτοενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται σε φωτοβολταϊκά στοιχεία. Πρόκειται για μια δομή δύο στρωμάτων που αποτελείται από 2 ημιαγωγούς διαφορετικών τύπων. Ο ημιαγωγός στο κάτω μέρος είναι τύπου p και ο επάνω είναι τύπου n. Το πρώτο έχει έλλειψη ηλεκτρονίων και το δεύτερο έχει περίσσεια.

Τα ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό τύπου n απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία, προκαλώντας την αποτροχία των ηλεκτρονίων σε αυτόν. Η ισχύς του παλμού είναι αρκετή για να μετατραπεί σε ημιαγωγό τύπου p. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια κατευθυνόμενη ροή ηλεκτρονίων και παράγεται ηλεκτρισμός. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται στην παραγωγή ηλιακών κυψελών.

Μέχρι σήμερα, παράγονται διάφοροι τύποι φωτοκυττάρων:

• Μονοκρυσταλλικό. Παράγονται από μονοκρυστάλλους πυριτίου και έχουν ομοιόμορφη κρυσταλλική δομή.Μεταξύ άλλων τύπων, ξεχωρίζουν με την υψηλότερη απόδοση (περίπου 20 τοις εκατό) και αυξημένο κόστος.
• Πολυκρυσταλλικό. Η δομή είναι πολυκρυσταλλική, λιγότερο ομοιόμορφη. Είναι φθηνότερα και έχουν απόδοση 15 έως 18 τοις εκατό.
• Λεπτή μεμβράνη. Αυτά τα ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονται με ψεκασμό άμορφου πυριτίου σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα. Τέτοια φωτοκύτταρα είναι τα φθηνότερα, αλλά η απόδοσή τους αφήνει πολλά περιθώρια. Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή εύκαμπτων ηλιακών συλλεκτών.

απόδοση ηλιακών πάνελ

Σε τι μετατρέπεται η ηλιακή ενέργεια και πώς παράγεται;

Η ηλιακή ενέργεια ανήκει στην κατηγορία των εναλλακτικών. Αναπτύσσεται δυναμικά, προσφέροντας νέες μεθόδους λήψης ενέργειας από τον Ήλιο. Μέχρι σήμερα, τέτοιες μέθοδοι απόκτησης ηλιακής ενέργειας και περαιτέρω μετασχηματισμού της είναι γνωστές:

• φωτοβολταϊκά ή φωτοηλεκτρική μέθοδος - συλλογή ενέργειας με χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων.
• ζεστός αέρας - όταν η ενέργεια του Ήλιου μετατρέπεται σε αέρα και αποστέλλεται στη στροβιλογεννήτρια.
• ηλιακή θερμική μέθοδος - θέρμανση με ακτίνες μιας επιφάνειας που συσσωρεύει θερμική ενέργεια.
• "ηλιακό πανί" - μια συσκευή με το ίδιο όνομα, που λειτουργεί σε κενό, μετατρέπει τις ακτίνες του ήλιου σε κινητική ενέργεια.
• μέθοδος μπαλονιού - η ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει τον κύλινδρο, όπου λόγω της θερμότητας παράγεται ατμός, ο οποίος χρησιμεύει για την παραγωγή εφεδρικής ηλεκτρικής ενέργειας.

Η λήψη ενέργειας από τον Ήλιο μπορεί να είναι άμεση (μέσω ηλιακών κυψελών) ή έμμεση (χρησιμοποιώντας τη συγκέντρωση της ηλιακής ενέργειας, όπως συμβαίνει με την ηλιακή θερμική μέθοδο).Τα κύρια πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι η απουσία επιβλαβών εκπομπών και το χαμηλότερο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό ενθαρρύνει έναν αυξανόμενο αριθμό ανθρώπων και επιχειρήσεων να στραφούν στην ηλιακή ενέργεια ως εναλλακτική. Η πιο ενεργή εναλλακτική ενέργεια χρησιμοποιείται σε χώρες όπως η Γερμανία, η Ιαπωνία και η Κίνα.

Ηλιακά πάνελ, συσκευή και εφαρμογή

Πιο πρόσφατα, η ιδέα της απόκτησης δωρεάν ηλεκτρικής ενέργειας φαινόταν φανταστική. Όμως οι σύγχρονες τεχνολογίες βελτιώνονται συνεχώς και αναπτύσσεται και η εναλλακτική ενέργεια. Πολλοί αρχίζουν να χρησιμοποιούν τις νέες εξελίξεις, όντας μακριά από το δίκτυο, αποκτώντας πλήρη αυτονομία και χωρίς να χάνουν την αστική άνεση. Μια τέτοια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι τα ηλιακά πάνελ.
Το πεδίο εφαρμογής τέτοιων μπαταριών προορίζεται κυρίως για την παροχή ρεύματος σε εξοχικές κατοικίες, κατοικίες και εξοχικές κατοικίες, που βρίσκονται μακριά από γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος. Δηλαδή σε μέρη όπου απαιτούνται πρόσθετες πηγές ηλεκτρισμού.

Τι είναι μια ηλιακή μπαταρία - αυτοί είναι πολλοί αγωγοί και φωτοκύτταρα συνδεδεμένα σε ένα σύστημα που μετατρέπουν την ενέργεια που λαμβάνεται από τις ακτίνες του ήλιου σε ηλεκτρικό ρεύμα. Η απόδοση αυτού του συστήματος φτάνει κατά μέσο όρο το σαράντα τοις εκατό, αλλά αυτό απαιτεί κατάλληλες καιρικές συνθήκες.

Είναι λογικό να εγκαταστήσετε ηλιακά συστήματα μόνο σε εκείνες τις περιοχές όπου ο καιρός είναι ηλιόλουστος τις περισσότερες ημέρες του χρόνου. Αξίζει επίσης να ληφθεί υπόψη η γεωγραφική θέση του σπιτιού. Αλλά βασικά, υπό ευνοϊκές συνθήκες, οι μπαταρίες μειώνουν σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από το γενικό δίκτυο.

Αποδοτικότητα ηλιακών μπαταριών

Ένα φωτοκύτταρο, ακόμα και το μεσημέρι με καθαρό καιρό, παράγει πολύ λίγη ηλεκτρική ενέργεια, που αρκεί μόνο για τη λειτουργία ενός φακού LED.

Για να αυξηθεί η ισχύς εξόδου, πολλά ηλιακά κύτταρα συνδυάζονται παράλληλα για να αυξήσουν τη σταθερή τάση και σε σειρά για να αυξήσουν το ρεύμα.

Η απόδοση των ηλιακών συλλεκτών εξαρτάται από:

• η θερμοκρασία του αέρα και η ίδια η μπαταρία.
• σωστή επιλογή αντίστασης φορτίου.
• τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου·
• παρουσία / απουσία αντιανακλαστικής επίστρωσης.
• ισχύς εξόδου φωτός.

Όσο χαμηλότερη είναι η εξωτερική θερμοκρασία, τόσο πιο αποτελεσματικά λειτουργούν τα φωτοκύτταρα και η ηλιακή μπαταρία συνολικά. Όλα είναι απλά εδώ. Αλλά με τον υπολογισμό του φορτίου, η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη. Θα πρέπει να επιλεγεί με βάση την τρέχουσα έξοδο από τον πίνακα. Αλλά η αξία του ποικίλλει ανάλογα με τους καιρικούς παράγοντες.

Τα ηλιακά πάνελ παράγονται με την προσδοκία μιας τάσης εξόδου που είναι πολλαπλάσιο των 12 V - εάν πρόκειται να τροφοδοτηθούν 24 V στην μπαταρία, τότε δύο πάνελ θα πρέπει να συνδεθούν σε αυτήν παράλληλα

Η συνεχής παρακολούθηση των παραμέτρων της ηλιακής μπαταρίας και η χειροκίνητη ρύθμιση της λειτουργίας της είναι προβληματική. Για να το κάνετε αυτό, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τον ελεγκτή ελέγχου, ο οποίος προσαρμόζει αυτόματα τις ρυθμίσεις του ίδιου του ηλιακού πάνελ προκειμένου να επιτύχετε τη μέγιστη απόδοση και τους βέλτιστους τρόπους λειτουργίας από αυτό.

Η ιδανική γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου στο ηλιακό κύτταρο είναι ευθεία. Ωστόσο, όταν αποκλίνει εντός 30 μοιρών από την κάθετο, η απόδοση του πίνακα πέφτει μόνο κατά περίπου 5%. Αλλά με μια περαιτέρω αύξηση αυτής της γωνίας, ένα αυξανόμενο ποσοστό ηλιακής ακτινοβολίας θα ανακλάται, μειώνοντας έτσι την απόδοση του ηλιακού στοιχείου.

Εάν η μπαταρία απαιτείται να παράγει μέγιστη ενέργεια το καλοκαίρι, τότε θα πρέπει να προσανατολίζεται κάθετα στη μέση θέση του Ήλιου, την οποία καταλαμβάνει στις ισημερίες την άνοιξη και το φθινόπωρο.

Για την περιοχή της Μόσχας, αυτό είναι περίπου 40-45 μοίρες στον ορίζοντα. Εάν το μέγιστο χρειάζεται το χειμώνα, τότε το πάνελ πρέπει να τοποθετηθεί σε πιο κάθετη θέση.

Και κάτι ακόμα - η σκόνη και η βρωμιά μειώνουν σημαντικά την απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Τα φωτόνια μέσα από ένα τέτοιο «βρώμικο» φράγμα απλά δεν τα φτάνουν, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει τίποτα για να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα πάνελ πρέπει να πλένονται τακτικά ή να τοποθετούνται έτσι ώστε η σκόνη να ξεπλένεται από μόνη της από τη βροχή.

Ορισμένα ηλιακά πάνελ έχουν ενσωματωμένους φακούς για τη συγκέντρωση της ακτινοβολίας στο ηλιακό στοιχείο. Σε καθαρό καιρό, αυτό οδηγεί σε αύξηση της απόδοσης. Ωστόσο, με έντονη θολότητα, αυτοί οι φακοί μόνο κακό προκαλούν.

Εάν ένα συμβατικό πάνελ σε μια τέτοια κατάσταση συνεχίσει να παράγει ρεύμα, αν και σε μικρότερους όγκους, τότε το μοντέλο φακού θα σταματήσει να λειτουργεί σχεδόν εντελώς.

Ο ήλιος θα πρέπει ιδανικά να φωτίζει ομοιόμορφα μια μπαταρία φωτοκυττάρων. Εάν ένα από τα τμήματα του αποδειχθεί σκοτεινό, τότε τα μη φωτισμένα ηλιακά κύτταρα μετατρέπονται σε παρασιτικό φορτίο. Όχι μόνο δεν παράγουν ενέργεια σε μια τέτοια κατάσταση, αλλά την παίρνουν και από τα στοιχεία εργασίας.

Τα πάνελ πρέπει να τοποθετηθούν έτσι ώστε να μην υπάρχουν δέντρα, κτίρια και άλλα εμπόδια στη διαδρομή των ακτίνων του ήλιου.