اقلام برای استفاده از انرژی خورشیدی در زمین. استفاده از انرژی خورشیدی. انرژی خورشیدی در تاریخ

امروزه مشکل مصرف انرژی کاملاً حاد است - منابع سیاره بی پایان نیستند و در طول وجود آن ، بشریت تقریباً آنچه را که طبیعت داده بود ویران کرده است. در حال حاضر، زغال سنگ و نفت به طور فعال استخراج می شود که ذخایر آن هر روز کمتر می شود. به بشریت اجازه داد تا گامی باورنکردنی به سوی آینده بردارد و از انرژی هسته ای استفاده کند و خطر بزرگی را برای کل محیط زیست به همراه داشته باشد.

موضوع زیست محیطی کمتر مبرم نیست - استخراج فعال منابع و استفاده بیشتر از آنها تأثیر مضری بر وضعیت سیاره دارد و نه تنها ماهیت خاک، بلکه حتی شرایط آب و هوایی را تغییر می دهد.

به همین دلیل است که همیشه به منابع طبیعی انرژی مانند آب یا باد توجه ویژه ای شده است. سرانجام، پس از سال‌ها تحقیق و توسعه فعال، بشریت با استفاده از انرژی خورشید روی زمین "بزرگ" شده است. این همان چیزی است که در ادامه در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

چه چیزی در مورد آن جذاب است؟

قبل از رفتن به مثال‌های خاص، بیایید دریابیم که چرا این نوع استخراج انرژی توجه بسیاری از محققان در سراسر جهان را به خود جلب کرده است. سرمایه اصلی آن را می توان پایان ناپذیری نامید. علیرغم فرضیه های متعدد، احتمال اینکه ستاره ای مانند خورشید در آینده نزدیک خاموش شود بسیار کم است. این بدان معنی است که بشریت این فرصت را دارد که انرژی پاک را به روشی کاملاً طبیعی به دست آورد.

دومین مزیت بدون شک استفاده از انرژی خورشیدی در زمین، سازگاری با محیط زیست این گزینه است. تأثیرات زیست‌محیطی تحت چنین شرایطی صفر خواهد بود، که به نوبه خود آینده بسیار روشن‌تری را نسبت به آینده‌ای که با استخراج مداوم منابع محدود زیرزمینی باز می‌شود، برای کل جهان فراهم می‌کند.

در نهایت باید به این نکته توجه ویژه داشت که خورشید کمترین خطر را برای خود شخص ایجاد می کند.

مثل واقعا

حالا بریم سر اصل مطلب. نام تا حدودی شاعرانه "انرژی خورشیدی" در واقع تبدیل تشعشعات را به الکتریسیته با استفاده از فناوری های ویژه توسعه یافته پنهان می کند. این فرآیند توسط سلول های فتوولتائیک ارائه می شود که بشریت به طور فعال برای اهداف خود و کاملاً موفقیت آمیز از آنها استفاده می کند.

تابش خورشیدی

از نظر تاریخی اتفاق افتاده است که اسم "تابش" در یک شخص بیشتر تداعی های منفی را در ارتباط با بلایای انسان ساخته که جهان در طول زندگی خود موفق به زنده ماندن شده است به وجود می آورد تا مثبت. با این وجود، فناوری استفاده از انرژی خورشیدی در زمین شامل کار با آن است.

در واقع این نوع تابش، تابش الکترومغناطیسی است که دامنه آن از 2.8 تا 3.0 میکرون می باشد.

طیف خورشیدی که با موفقیت مورد استفاده بشر قرار گرفته است، در واقع از سه نوع امواج تشکیل شده است: امواج ماوراء بنفش (حدود 2٪)، تقریباً 49٪ امواج نور هستند و در نهایت، انرژی خورشیدی نیز تعداد کمی از امواج را شامل می شود اما نقش آنها به قدری ناچیز است که تأثیر خاصی بر حیات زمین ندارند.

میزان برخورد انرژی خورشیدی به زمین

اکنون که ترکیب طیف مورد استفاده به نفع بشریت مشخص شده است، باید به یک ویژگی مهم دیگر این منبع اشاره کرد. استفاده از انرژی خورشیدی بر روی زمین بسیار امیدوارکننده به نظر می رسد، همچنین به این دلیل که در مقادیر نسبتاً زیاد با تقریباً حداقل هزینه پردازش در دسترس است. مقدار کل انرژی ساطع شده از ستاره بسیار زیاد است، اما تقریباً 47٪ به سطح زمین می رسد که برابر با هفتصد کوادریلیون کیلووات ساعت است. برای مقایسه، توجه می کنیم که تنها یک کیلووات ساعت می تواند ده سال کارکرد یک لامپ صد وات را فراهم کند.

البته قدرت تابش خورشید و استفاده از انرژی روی زمین به عوامل مختلفی بستگی دارد: شرایط آب و هوایی، زاویه تابش پرتوها به سطح، زمان سال و موقعیت جغرافیایی.

کی و چقدر

به راحتی می توان حدس زد که مقدار روزانه انرژی خورشیدی که روی سطح زمین می افتد دائماً در حال تغییر است ، زیرا مستقیماً به موقعیت سیاره در رابطه با خورشید و حرکت خود ستاره بستگی دارد. از قدیم شناخته شده است که در ظهر تابش حداکثر است، در حالی که در صبح و عصر تعداد پرتوهایی که به سطح می رسد بسیار کمتر است.

با اطمینان می توان گفت که استفاده از انرژی خورشیدی در مناطقی که تا حد امکان نزدیک به نوار استوایی است بیشترین بهره وری را خواهد داشت، زیرا در آنجاست که تفاوت بین بالاترین و پایین ترین شاخص ها حداقل است که نشان دهنده حداکثر میزان تابش است. سطح سیاره به عنوان مثال، در مناطق بیابانی آفریقا، میزان تشعشعات سالانه به طور متوسط ​​به 2200 کیلووات ساعت می رسد، در حالی که در کانادا یا مثلاً اروپای مرکزی این ارقام از 1000 کیلووات ساعت بیشتر نمی شود.

انرژی خورشیدی در تاریخ

اگر تا حد امکان گسترده‌تر فکر کنیم، تلاش‌ها برای "رام کردن" نور بزرگی که سیاره ما را گرم می‌کند، در زمان‌های قدیم و در زمان‌های بت پرستی آغاز شد، زمانی که هر عنصر توسط خدایی جداگانه تجسم یافت. با این حال، البته، در آن زمان استفاده از انرژی خورشیدی منتفی بود - جادو در جهان حاکم بود.

موضوع استفاده از انرژی خورشیدی در زمین تنها در اواخر قرن چهاردهم - آغاز قرن بیستم به طور فعال مطرح شد. یک پیشرفت واقعی در علم در سال 1839 توسط الکساندر ادموند بکرل انجام شد که موفق شد کاشف اثر فتوولتائیک شود. مطالعه این موضوع به طور قابل توجهی افزایش یافت و پس از 44 سال چارلز فریتز توانست اولین مدول در تاریخ را بسازد که بر اساس سلنیوم با روکش طلا ساخته شده بود. این استفاده از انرژی خورشیدی روی زمین مقدار کمی الکتریسیته آزاد شده تولید کرد - مقدار کل تولید در آن زمان بیش از 1٪ نبود. با این وجود، برای تمام بشریت این یک پیشرفت واقعی بود، که افق های جدیدی از علم را باز کرد که قبلاً هرگز رویای آن را نداشتند.

خود آلبرت اینشتین سهم بسزایی در توسعه انرژی خورشیدی داشت. در دنیای مدرن، نام این دانشمند بیشتر با نظریه نسبیت معروف او مرتبط است، اما در واقع، جایزه نوبل را دقیقاً برای مطالعه خود دریافت کرد.

تا به امروز، فناوری استفاده از انرژی خورشیدی بر روی زمین، فراز و نشیب های سریعی را تجربه می کند، اما این شاخه از دانش به طور مداوم با حقایق جدید به روز می شود و می توان امیدوار بود که در آینده قابل پیش بینی، دری به سوی دنیای کاملاً جدید باز شود. ما

طبیعت علیه ماست

قبلاً در مورد مزایای استفاده از انرژی خورشیدی در زمین صحبت کرده ایم. حال به معایب این روش می پردازیم که متاسفانه کمتر از آن ها نیست.

با توجه به وابستگی مستقیم به موقعیت جغرافیایی، شرایط اقلیمی و حرکت خورشید، تولید انرژی خورشیدی به مقدار کافی مستلزم هزینه های سرزمینی هنگفتی است. نکته پایانی این است که هر چه مساحت مصرف و پردازش تابش خورشیدی بیشتر باشد، میزان انرژی سازگار با محیط‌زیست بیشتری در خروجی دریافت خواهیم کرد. قرار دادن چنین سیستم های عظیمی نیاز به مقدار زیادی فضای آزاد دارد که باعث مشکلات خاصی می شود.

مشکل دیگر در مورد استفاده از انرژی خورشیدی در زمین، وابستگی مستقیم به زمان روز است، زیرا نسل در شب صفر و در صبح و عصر بسیار ناچیز خواهد بود.

یک عامل خطر اضافی خود آب و هوا است - تغییرات ناگهانی در شرایط می تواند تأثیر بسیار منفی بر عملکرد این نوع سیستم داشته باشد، زیرا باعث ایجاد مشکلاتی در رفع اشکال قدرت مورد نیاز می شود. به نوعی، موقعیت هایی با تغییرات ناگهانی در میزان جذب و تولید می تواند خطرناک باشد.

تمیز اما گران

استفاده از انرژی خورشیدی در زمین در حال حاضر به دلیل هزینه بالای آن دشوار است. سلول های فتوولتائیک مورد نیاز برای فرآیندهای اولیه بسیار گران هستند. البته جنبه های مثبت استفاده از این نوع منابع آن را ارزشمند می کند، اما از نظر اقتصادی، در حال حاضر نیازی به صحبت در مورد بازگشت کامل هزینه های نقدی نیست.

اما همانطور که روند نشان می دهد قیمت سلول های فتوولتائیک به تدریج در حال کاهش است تا به مرور زمان این مشکل به طور کامل حل شود.

ناراحتی فرآیند

استفاده از خورشید به عنوان منبع انرژی نیز دشوار است زیرا این روش پردازش منابع کاملاً کار بر و ناخوشایند است. مصرف و پردازش تابش مستقیماً به تمیزی صفحات بستگی دارد که اطمینان از آن کاملاً مشکل ساز است. علاوه بر این، گرم کردن عناصر تأثیر بسیار منفی بر فرآیند دارد، که تنها با استفاده از سیستم های خنک کننده قدرتمند، که نیاز به هزینه های مواد اضافی و هزینه های قابل توجهی دارد، می توان از آن جلوگیری کرد.

علاوه بر این صفحات استفاده شده در کلکتورهای خورشیدی پس از 30 سال فعالیت فعال به تدریج غیر قابل استفاده می شوند و هزینه سلول های خورشیدی قبلاً مورد بحث قرار گرفت.

موضوع زیست محیطی

قبلا گفته شده بود که استفاده از این نوع منابع می تواند بشریت را از مشکلات زیست محیطی کاملاً جدی در آینده نجات دهد. منبع منابع و محصول نهایی واقعاً تا حد امکان سازگار با محیط زیست هستند.

با این حال، با استفاده از انرژی خورشیدی، اصل کار کلکتورهای خورشیدی استفاده از صفحات مخصوص با فتوسل است که تولید آنها به مواد سمی زیادی نیاز دارد: سرب، آرسنیک یا پتاسیم. استفاده از آنها به خودی خود به محیط زیست آسیب نمی رساند، با این حال، با توجه به عمر مفید آنها، با گذشت زمان، دفع صفحات می تواند به یک مشکل جدی تبدیل شود.

برای محدود کردن اثرات منفی بر محیط‌زیست، تولیدکنندگان به تدریج به سمت ویفرهای لایه نازک روی می‌آورند که هزینه کمتر و اثرات مضر کمتری بر محیط‌زیست دارند.

راه های تبدیل تابش به انرژی

فیلم‌ها و کتاب‌های مربوط به آینده بشریت تقریباً همیشه تصویر یکسانی از این روند را به ما ارائه می‌دهند، که در واقع ممکن است تفاوت چشمگیری با واقعیت داشته باشد. چندین روش تبدیل وجود دارد.

رایج ترین استفاده از فتوسل ها است که قبلا توضیح داده شد.

به عنوان یک جایگزین، بشریت به طور فعال از انرژی حرارتی خورشیدی استفاده می کند، بر اساس گرم کردن سطوح ویژه، که اجازه می دهد آب با جهت مناسب دمای حاصل گرم شود. اگر این فرآیند را تا حد امکان ساده کنیم، می توان آن را با مخازنی که برای دوش تابستانی در خانه های شخصی استفاده می شود مقایسه کرد.

راه دیگر استفاده از تشعشع برای تولید انرژی، بادبان خورشیدی است که فقط در این نوع سیستم که تشعشعات را به

مشکل کمبود تولید در شب تا حدودی توسط نیروگاه های بالن خورشیدی حل می شود که با توجه به انباشت انرژی آزاد شده و طول مدت فرآیند خنک سازی، بهره برداری از آنها ادامه دارد.

ما و انرژی خورشیدی

منابع انرژی خورشیدی و بادی روی زمین کاملاً فعال استفاده می شود، اگرچه ما اغلب متوجه آن نمی شویم. گرم کردن محبوب آب در دوش تابستانی قبلاً ذکر شده است. در واقع، انرژی خورشیدی اغلب برای این اهداف استفاده می شود. با این حال، مثال‌های بسیار دیگری نیز وجود دارد: تقریباً در هر فروشگاه روشنایی می‌توانید لامپ‌های ذخیره‌سازی را پیدا کنید که به لطف انرژی انباشته شده در روز، می‌توانند بدون جریان الکتریکی حتی در شب کار کنند.

تاسیسات مبتنی بر فتوسل به طور فعال در انواع ایستگاه های پمپاژ و سیستم های تهویه استفاده می شود.

دیروز امروز فردا

یکی از مهم ترین منابع برای بشریت انرژی خورشیدی است و چشم انداز استفاده از آن بسیار زیاد است. این صنعت به طور فعال تامین مالی، گسترش و بهبود یافته است. اکنون انرژی خورشیدی در ایالات متحده توسعه یافته است، جایی که برخی از مناطق از آن به عنوان یک منبع انرژی جایگزین کامل استفاده می کنند. نیروگاه هایی از این نوع در کشورهای دیگر نیز فعالیت می کنند.

با سلام خدمت خوانندگان محترم سایت وبلاگ. امروز در مورد خورشید و انرژی خورشیدی صحبت خواهیم کرد. یکی از اصلی ترین مولدهای انرژی طبیعی و از همه مهمتر تمام نشدنی خورشید خورشید است. مقدار زیادی انرژی از خود ساطع می کند و بخش قابل توجهی از آن روی سطح زمین می افتد، یعنی حدود 700 کوادریلیون کیلو وات در ساعت. و ما می توانیم از تمام این انرژی خورشیدی برای اهداف خود استفاده کنیم.

از انرژی خورشیدی برای چه چیزی می توان استفاده کرد؟

طیف وسیعی از کاربردهای "قدرت" خورشید برای ساده سازی و بهبود کیفیت زندگی انسان وجود دارد. رایج ترین استفاده از انرژی خورشیدی گرم کردن آب است. علاوه بر این ، گرمایش آب می تواند کاملاً منشاء طبیعی داشته باشد - اینها عمدتاً حوضچه ها ، دریاها ، رودخانه ها (به طور کلی ، مخازن) هستند. از زمان طلوع بشر، مردم از آب گرم شده در مخازن برای آشامیدن، شستشو و سایر نیازها استفاده می کردند. امروزه مردم از گرمایش آب محلی به طور خاص برای نیازهای خود استفاده می کنند. ساده ترین مثال که احتمالا برای همه آشناست، بشکه سیاه روی پشت بام است. امروزه روش های بسیار کارآمد تری برای گرم کردن آب گرم نسبت به "بشکه سیاه" وجود دارد، اما بعداً بیشتر در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

یکی دیگر از کاربردهای به همان اندازه مهم انرژی خورشیدی، تبدیل انرژی خورشیدی به جریان الکتریکی است. ساده ترین مثال، ماشین حساب معروف با انرژی خورشیدی است. علاوه بر ماشین حساب، از انرژی خورشیدی می توان برای روشنایی، گرمایش و حمل و نقل (وسایل نقلیه الکتریکی) استفاده کرد. به طور خلاصه، خورشید می تواند جایگزین نفت، گاز، زغال سنگ و دیگر منابع طبیعی نه چندان نامحدود برای ما شود. و من مطمئن هستم که این به زودی اتفاق می افتد - این روند قبلاً شروع شده است.

چگونه می توان از انرژی خورشیدی استفاده کرد؟

شناخته شده ترین کاربرد انرژی خورشیدی پنل های خورشیدی است. آنها را می توان هم بر روی سقف ساختمان و هم بر روی سطح زمین نصب کرد، اما باید در یک منطقه باز نصب شوند و به عنوان یک قاعده، در زاویه خاصی نصب شوند که حداکثر جمع آوری انرژی خورشیدی را تضمین کند. در حال حاضر، نیروگاه های خورشیدی (متاسفانه هنوز تعداد زیادی از آنها وجود ندارد) وجود دارد که برق کل شهرها را تامین می کند. اما در حال حاضر توصیه می شود آنها را فقط در مناطق جنوبی ایجاد کنید، جایی که بیشترین تعداد روزهای آفتابی در سال وجود دارد.

همچنین، بسیاری از مردم در حال حاضر شروع به استفاده از پنل های خورشیدی برای خانه های شخصی خود کرده اند. اما در حال حاضر، به عنوان یک قاعده، آنها فقط به عنوان منبع تغذیه اضافی یا پشتیبان استفاده می شوند. اغلب، تنها 1 یا 2 پنل خورشیدی نصب می شود که فقط می تواند نور پشتیبان خانه را تامین کند. اما تکرار می کنم - این روند قبلاً شروع شده است و این نکته اصلی است. در مدت زمان نسبتاً کوتاهی خورشید جایگزین منابع انرژی مدرن خواهد شد.

سایر باتری های خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرند:

• در باتری های قابل حمل (برای شارژ تلفن و سایر ابزارها)
• نصب شده بر روی تیرهای چراغ برای روشنایی خیابان، روی فانوس های کوچک باغ و غیره.
• در چراغ های راهنمایی تنظیم کننده ترافیک
• به طور کلی تقریباً با تمام دستگاه هایی که نیاز به منبع تغذیه دارند استفاده می شود

یکی دیگر از زمینه های مهم در مورد چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی گرمایش و تامین آب گرم است. برای این کار می توان از کلکتورهای خورشیدی استفاده کرد که مانند پنل های خورشیدی در پشت بام خانه ها نصب می شوند. فقط در کلکتورها مایعی در گردش است که با انرژی خورشیدی گرم شده و به مخزن ذخیره (مخزن گرمایش غیر مستقیم) منتقل می شود. گزینه دوم برای گرمایش خورشیدی پمپ های حرارتی زمین گرمایی است. اما از انرژی خورشیدی به طور غیر مستقیم استفاده می کنند. یعنی یک پمپ حرارتی گرمای زمین را می گیرد و با استفاده از آن، خانه را گرم می کند، آب گرم را گرم می کند و حتی می تواند خانه را خنک کند. انرژی خورشیدی چه ربطی به آن دارد؟ بله، با وجود این واقعیت که زمین تجمع کننده اصلی گرمای خورشیدی است.

خب، مهمترین چیز این است که انرژی خورشیدی به همه موجودات زنده روی زمین حیات می بخشد. از همه کسانی که این مقاله را مطالعه کردند، که در آن سعی کردم طیف استفاده از انرژی خورشیدی را آشکار کنم، سپاسگزارم. اگر چیزی را از دست دادم یا سوالی دارید در نظرات بنویسید.

از زمان های قدیم، بشر از انرژی خورشیدی استفاده کرده است. به لطف آن، زندگی در سیاره ما حفظ می شود. تاثیر نور خورشید بر سطح سیاره در حال چرخش ما منجر به گرم شدن ناهموار سطح آب اقیانوس ها، دریاها، رودخانه ها، دریاچه ها و خشکی قاره می شود. تفاوت های ناشی از فشار اتمسفر، که توده های هوا را به حرکت در می آورد، به ایجاد شرایط زندگی برای گونه های متنوع گیاهی و جانوری کمک می کند. در واقع خورشید با انرژی خود منبع حیات است.

اخیراً فناوری‌هایی برای استفاده از این انرژی بی‌پایان توسعه یافته‌اند که به راحتی می‌تواند جایگزین منابع انرژی سنتی (زغال‌سنگ، گاز، نفت) شود که استفاده از آن‌ها در شرایط مختلف آب و هوایی پرهزینه است. استفاده از تاسیسات خورشیدی دارای مزایای متعددی است که با سایر منابع انرژی قابل مقایسه نیست. با استفاده از برخی از مزایا، شرکت Sveton http://220-on.ru/ با موفقیت مشکل تضمین کیفیت زندگی راحت را از طریق نصب منبع تغذیه مستقل و سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه برای صاحبان املاک و مستغلات کشور حل می کند.

مزایای اصلی

ذخایر تمام نشدنی انرژی که عملاً برای هیچ چیز داده نمی شود. تاسیسات مورد استفاده کاملا ایمن و مستقل هستند. می توان اشاره کرد که آنها مقرون به صرفه هستند، زیرا فقط تجهیزات نصب خریداری می شود. علاوه بر این، پایداری منبع تغذیه بدون هیچ گونه افزایش ولتاژ تضمین می شود. ما همچنین نشانگرهایی مانند عمر طولانی و سهولت استفاده را اضافه خواهیم کرد.

اگر همین چند سال پیش از گرمای خورشیدی عمدتاً برای گرمایش طبیعی آب زیر پرتوهای خورشید استفاده می شد، اکنون می توان تعدادی از حوزه های فعالیت انسان را فهرست کرد که در آنها انرژی خورشیدی به طور مستقیم استفاده می شود.

کاربردهای انرژی خورشیدی

اولاً در بخش کشاورزی اقتصاد ملی است - برای تولید برق، گرمایش گلخانه ها، گلخانه ها، اماکن و ساختمان ها.

ثانیاً تأمین برق مؤسسات پزشکی، بهداشتی و ورزشی.

ثالثاً در هوانوردی و فضاپیماها.

رابعاً به عنوان منبع نور در شب در شهرها.

پنجم، در تامین برق مناطق مسکونی.

ششم در تامین برق تجهیزات تامین آب گرم اماکن مسکونی.

هفتم تامین نیازهای خانوار.

روش های غیرفعال و فعالی برای تبدیل نور خورشید به انرژی حرارتی وجود دارد.

روش های غیرفعال برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی حرارتی

این روش بر این اساس استوار است که هنگام ساخت ساختمان ها چشم انداز و آب و هوای محلی در نظر گرفته می شود. در طول ساخت و ساز آنها، ویژگی های آب و هوا مورد مطالعه قرار می گیرد، که امکان استفاده از چنین منابعی از مصالح و فناوری های ساختمانی را برای به دست آوردن حداکثر اثر (به ویژه در کشورهای گرم) از تأسیسات در حال ساخت از نظر مصرف انرژی و تضمین می کند. ایمنی محیطی ساختمان بنابراین، در کشورهای گرم آنها تلاش می کنند تا به طور موثر از شرایط محلی برای چنین ساختمان هایی استفاده کنند.

روش های فعال برای استفاده از انرژی خورشیدی

کلکتورها و فتوسل های ویژه، پمپ ها، باتری ها و خطوط لوله گرمایشی مختلف ابزارهایی هستند که از طریق آنها انرژی خورشیدی تبدیل می شود. بیایید به کلکتورهای خورشیدی نگاه کنیم که انرژی خورشید را به روش های مختلفی تبدیل می کنند که نوع مناسب کلکتور را تعیین می کند.

1. برای نیازهای خانگی از کلکتور مسطح بسیار استفاده می شود که آب را تحت تأثیر نور خورشید در ظروف مناسب گرم می کند.

2. برای دماهای بالا از کلکتورهای خورشیدی خلاء استفاده می شود که با گرم کردن آب عبوری از لوله های شیشه ای واقع در منطقه ای که توسط خورشید روشن می شود کار می کنند. چنین تاسیساتی در شرایط خانگی استفاده می شود.

3. تاسیسات خشک کن از کلکتورهای هوا استفاده می کنند که توده های هوا را در زیر پرتوهای خورشید گرم می کنند.

4. کلکتورهای نوع یکپارچه، که در آن آب گرم شده در سیستم های خانگی در یک ظرف مشترک جمع آوری می شود و متعاقباً برای نیازهای مختلف، به عنوان مثال، برای دیگ های گاز استفاده می شود.

فتوسل (سلول خورشیدی، باتری) نیمه هادی است که در آن نور بدون هیچ گونه واکنش شیمیایی جریان تولید می کند و طول عمر نسبتاً طولانی دارد. چنین سلول های خورشیدی (باتری) به طور گسترده ای در زمینه فضایی استفاده می شود، اما می تواند به طور گسترده ای در زمینه های دیگر استفاده شود.

پنل های خورشیدی بسیار مقرون به صرفه هستند و به طور فزاینده ای در محیط های خانگی محبوب می شوند. به عنوان مثال، کشاورزان و زمین های خانگی به طور فزاینده ای به آنها علاقه نشان می دهند. علاوه بر این، امروزه نقاط صعب العبور در مناطق جدید و زمین های کشاورزی به ویژه در بخش آسیایی کشورمان در حال توسعه است. حمل و نقل خودرو و هوانوردی نیز فرصتی برای استفاده از پنل های خورشیدی در آینده دارد. همچنین لازم است کیفیتی مانند سازگاری با محیط زیست این سیستم ها که به سلامت آسیب نمی زند برجسته شود.

استفاده از انرژی خورشیدی در زمین گزارشی کوتاه است که احتمالات استفاده از انرژی خورشیدی را به نفع انسان برای شما بیان می کند.

استفاده از انرژی خورشیدی در زمین

خورشید یک گلوله عظیم گازی درخشان است که در آن فرآیندهای کاملاً پیچیده ای اتفاق می افتد و انرژی دائماً آزاد می شود. به لطف آن، زندگی در سیاره ما وجود دارد: جو و سطح سیاره گرم می شود، بادها می وزند، اقیانوس ها و دریاها گرم می شوند، گیاهان رشد می کنند و غیره.

انرژی خورشیدی به تشکیل سوخت های فسیلی کمک می کند که به گرما و سرما، برق و نیروی محرکه تبدیل می شوند. لامپ آب را تبخیر می کند، رطوبت را به قطرات آب تبدیل می کند و مه و ابر را تشکیل می دهد. در یک کلام، انرژی خورشید یک چرخه غول پیکر رطوبت را در سیاره ایجاد می کند، سیستم گرمایش هوا و آب سیاره.

هنگامی که نور خورشید به گیاهان می رسد، فرآیند فتوسنتز، رشد و نمو را آغاز می کند. با گرم کردن خاک، آب و هوای آن را شکل می دهد و به میکروارگانیسم ها، دانه های گیاهان و همه موجوداتی که در خاک زندگی می کنند، نشاط می بخشد. بدون انرژی خورشیدی، موجودات زنده در حالت خواب زمستانی (آنابیوز) خواهند بود.

نمونه هایی از استفاده از انرژی خورشیدی در اقتصاد ملی

انرژی خورشیدی یک منبع انرژی تجدیدپذیر طبیعی و مهمتر از همه، دوستدار محیط زیست است. دانشمندان از سراسر جهان در حال تلاش برای گسترش استفاده از آن هستند. بسیاری از کشورها برنامه های دولتی برای توسعه فناوری های انرژی خورشیدی ایجاد کرده اند.

بیشترین مصرف انرژی خورشیدی در ترکیه و اسرائیل مشاهده می شود. و رکورد تعداد خانه های مجهز به سیستم گرمایش آب خورشیدی در قبرس است.

در فعالیت های کشاورزی، یعنی در مجتمع کشت و صنعت، از انرژی خورشیدی نیز استفاده می شود. قرار است آن را در تمام بخش های اقتصاد ملی معرفی کند. مناطق آزاد دیوارها و سقف خانه ها و ساختمان های جانبی امکان انباشته شدن مقدار کافی برق و رایگان را فراهم می کند. از سیستم های فتوولتائیک می توان برای راه اندازی چوپان های برقی در مراتع، پمپ ها، چاقوهای برقی، دستگاه های عسل گیر در زنبورستان ها و تامین برق ساختمان های مسکونی استفاده کرد.

کلکتورهای هوا با انرژی خورشیدی محیطی را برای زندگی مردم و حیوانات مزرعه ایجاد می کنند و همچنین رطوبت و دما را در همان سطح از پیش تعیین شده حفظ می کنند.

گلخانه‌ها و گلخانه‌های مجهز به هلیوپنل گرما را جمع‌آوری و حفظ می‌کنند و یک محیط کوچک برای گیاهان فراهم می‌کنند.

دستگاه های مبتنی بر انرژی خورشیدی برای تهویه و گرمایش تاسیسات نگهداری سبزیجات و غلات با حفظ پارامترهای مشخص شده توسط انسان استفاده می شود.

امیدواریم مقاله «استفاده از انرژی خورشیدی» به شما در آماده شدن برای درس کمک کرده باشد. و می توانید پیام خود را در مورد انرژی خورشیدی با استفاده از فرم نظر زیر ارسال کنید.

از زمان های قدیم، مردم از خورشید به عنوان قدرتمند و بزرگ صحبت می کردند و آن را در ادیان خود به یک جسم جاندار ارتقا می دادند. نور پرستش می شد، ستایش می شد، زمان با آن سنجیده می شد و همیشه منبع اولیه برکات زمینی به شمار می رفت.

نیاز به انرژی خورشیدی

هزاره ها گذشت بشریت وارد دوره جدیدی از توسعه خود شده است و از ثمرات پیشرفت سریع تکنولوژیک برخوردار است. با این حال، تا به امروز، این خورشید است که منبع اصلی طبیعی گرما و در نتیجه حیات است.

چگونه بشر از خورشید در فعالیت های روزانه خود استفاده می کند؟ بیایید این موضوع را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

"کار" خورشید

جسم آسمانی به عنوان تنها منبع انرژی مورد نیاز برای فتوسنتز در گیاهان عمل می کند. خورشید چرخه آب را به حرکت در می آورد و تنها به لطف آن است که سیاره ما تمام سوخت های فسیلی شناخته شده برای بشر را دارد. و مردم نیز از نیروی این ستاره درخشان برای رفع نیازهای خود به انرژی الکتریکی و حرارتی استفاده می کنند. بدون این، زندگی در این سیاره به سادگی غیرممکن خواهد بود.

منبع اصلی انرژی

طبیعت عاقلانه تضمین می کند که بشریت هدایای خود را از بدن بهشتی دریافت می کند. انرژی خورشیدی با ارسال امواج تشعشعی به سطح قاره ها و آب ها به زمین می رسد. علاوه بر این، از کل طیف ارسالی، فقط موارد زیر به دست ما می رسد:

1. امواج ماوراء بنفش. آنها برای چشم انسان نامرئی هستند و تقریباً 2٪ از کل طیف را تشکیل می دهند.

2. امواج نور. این تقریباً نیمی از انرژی خورشید است که به سطح زمین می رسد. به لطف امواج نور، فرد تمام رنگ های دنیای اطراف خود را می بیند.

3. امواج مادون قرمز. آنها تقریباً 49 درصد از طیف را تشکیل می دهند و سطح آب و خشکی را گرم می کنند. این امواج هستند که بیشترین تقاضا را در استفاده از انرژی خورشیدی روی زمین دارند.

اصل تبدیل امواج مادون قرمز

فرآیند استفاده از انرژی خورشیدی در زمین چگونه اتفاق می افتد؟ مانند هر عمل مشابه دیگری، طبق اصل تبدیل مستقیم انجام می شود. برای این کار فقط به یک سطح مخصوص نیاز دارید. هنگامی که نور خورشید به آن برخورد می کند، تحت فرآیند تبدیل شدن به انرژی قرار می گیرد. برای به دست آوردن گرما باید یک کلکتور در این مدار درگیر شود. امواج مادون قرمز را جذب می کند. علاوه بر این، در دستگاهی که از انرژی خورشیدی استفاده می کند، مطمئناً دستگاه های ذخیره سازی وجود دارد. برای گرم کردن محصول نهایی مبدل های حرارتی مخصوصی تعبیه شده است.

هدفی که توسط انرژی خورشیدی دنبال می شود، به دست آوردن گرما و نور بسیار مورد نیاز بشر است. صنعت جدید گاهی اوقات انرژی خورشیدی نامیده می شود. از این گذشته ، هلیوس از یونانی به معنای خورشید است.

بهره برداری از مجتمع

از نظر تئوری، هر یک از ما می توانیم یک تاسیسات خورشیدی را محاسبه کنیم. از این گذشته ، مشخص است که با گذراندن مسیر از تنها ستاره منظومه کهکشانی ما به زمین ، جریانی از پرتوهای نور بار انرژی برابر با 1367 وات در متر مربع را به همراه خواهد داشت. این به اصطلاح ثابت خورشیدی است که در ورودی لایه های جوی وجود دارد. این گزینه فقط در شرایط ایده آل امکان پذیر است که به سادگی در طبیعت وجود ندارد. پرتوهای خورشید پس از عبور از جو، 1020 وات بر متر مربع را به خط استوا می رساند. اما به دلیل تغییر روز و شب می توانیم سه برابر ارزش کمتری دریافت کنیم. در مورد عرض های جغرافیایی معتدل، نه تنها طول ساعات روز در اینجا تغییر می کند، بلکه فصلی نیز تغییر می کند. بنابراین، تولید الکتریسیته در مکان‌های دور از خط استوا باید به میزان دو ضریب دیگر در هنگام محاسبه کاهش یابد.

جغرافیای تشعشعات جسم آسمانی

انرژی خورشیدی در کجا می تواند کارآمد باشد؟ شرایط طبیعی برای استقرار گیاهان نقش مهمی در این صنعت در حال توسعه دارد.
توزیع تابش خورشید در سطح زمین ناهموار است. در برخی از مناطق، پرتو خورشید یک میهمان مورد انتظار و نادر است، در برخی دیگر می تواند تأثیر ناامید کننده ای بر همه موجودات زنده بگذارد.

مقدار تابش خورشیدی که یک منطقه خاص دریافت می کند به عرض جغرافیایی آن بستگی دارد. بیشترین دوز انرژی نور طبیعی توسط ایالت های واقع در نزدیکی استوا دریافت می شود. اما این همه ماجرا نیست. حجم شار خورشیدی به تعداد روزهای صاف بستگی دارد که هنگام حرکت از یک منطقه آب و هوایی به منطقه دیگر تغییر می کند. جریان هوا و سایر ویژگی های منطقه می تواند درجه تابش را افزایش یا کاهش دهد. مزایای انرژی خورشیدی بیشتر آشناست:

کشورهای شمال شرق آفریقا و برخی از مناطق جنوب غربی و مرکزی این قاره؛
- ساکنان شبه جزیره عربستان؛
- ساحل شرقی آفریقا؛
- شمال غربی استرالیا و برخی جزایر اندونزی؛
- ساحل غربی آمریکای جنوبی

در مورد روسیه، همانطور که اندازه گیری های انجام شده در قلمرو آن نشان می دهد، مناطق هم مرز با چین و همچنین مناطق شمالی از بالاترین دوز تابش خورشیدی برخوردار هستند. و در کجای کشور ما خورشید کمترین زمین را گرم می کند؟ این منطقه شمال غربی است که شامل سنت پترزبورگ و مناطق اطراف آن می شود.

نیروگاه ها

تصور زندگی خود بدون استفاده از انرژی خورشید روی زمین دشوار است. چگونه آن را اعمال کنیم؟ از پرتوهای نور می توان برای تولید برق استفاده کرد. نیاز به آن هر سال در حال افزایش است و ذخایر گاز، نفت و زغال سنگ به سرعت در حال کاهش است. به همین دلیل است که در دهه های اخیر مردم شروع به ساخت نیروگاه های خورشیدی کرده اند. از این گذشته ، این تاسیسات امکان استفاده از منابع انرژی جایگزین را فراهم می کند و به طور قابل توجهی باعث صرفه جویی در منابع طبیعی می شود.

نیروگاه های خورشیدی به لطف فتوسل های تعبیه شده در سطح آنها کار می کنند. علاوه بر این، در سال‌های اخیر افزایش قابل توجهی کارایی چنین سیستم‌هایی امکان‌پذیر بوده است. تاسیسات خورشیدی از جدیدترین مواد و با استفاده از راهکارهای مهندسی خلاقانه تولید شدند. این به طور قابل توجهی قدرت آنها را افزایش داد.

به گفته برخی از محققان، در آینده ای نزدیک بشریت ممکن است روش های سنتی موجود برای تولید برق را کنار بگذارد. نیازهای مردم توسط بدن بهشتی به طور کامل برآورده می شود.

نیروگاه های خورشیدی می توانند در اندازه های مختلف باشند. کوچکترین آنها خصوصی هستند. این سیستم ها تنها دارای چند پنل خورشیدی هستند. بزرگترین و پیچیده ترین تاسیسات مساحتی بیش از ده کیلومتر مربع را اشغال می کنند.

تمام نیروگاه های خورشیدی به شش نوع تقسیم می شوند. از جمله:

برج؛
- تاسیسات با فتوسل
- دیسکی شکل؛
- سهموی؛
- خلاء خورشیدی؛
- مخلوط

رایج ترین نوع نیروگاه، برج است. این یک سازه بلند است. از نظر ظاهری شبیه برجی است که مخزنی روی آن قرار دارد. ظرف با آب پر شده و رنگ مشکی می شود. در اطراف برج آینه هایی وجود دارد که مساحت آنها بیش از 8 متر مربع است. کل این سیستم به یک پنل کنترل متصل است که به لطف آن می توانید زاویه آینه ها را طوری هدایت کنید که دائماً نور خورشید را منعکس کنند. پرتوهای هدایت شده به مخزن آب را گرم می کند. این سیستم بخار تولید می کند که برای تولید برق استفاده می شود.

هنگام راه اندازی نیروگاه های فتوسل، از باتری های خورشیدی استفاده می شود. امروزه چنین تاسیساتی محبوبیت خاصی پیدا کرده اند. پس از همه، پانل های خورشیدی را می توان در بلوک های کوچک نصب کرد، که به آنها اجازه می دهد نه تنها برای شرکت های صنعتی، بلکه برای خانه های خصوصی نیز استفاده شوند.

اگر تعدادی آنتن ماهواره‌ای عظیم با صفحات آینه‌ای در داخل آن می‌بینید، بدانید که این نیروگاه‌های سهموی هستند که با تابش خورشیدی کار می‌کنند. اصل عملکرد آنها شبیه به همان سیستم های نوع برج است. آنها یک پرتو نور را می گیرند و گیرنده را با مایع گرم می کنند. سپس بخار تولید می شود که از آن برای تولید برق استفاده می شود.

ایستگاه های بشقاب به همان روشی عمل می کنند که به عنوان انواع برج و سهموی طبقه بندی می شوند. تفاوت ها فقط در ویژگی های طراحی نصب است. در نگاه اول مانند یک درخت فلزی عظیم به نظر می رسد که برگ های آن آینه های گرد و تخت است. انرژی خورشیدی در آنها متمرکز شده است.

یک روش غیر معمول برای تولید گرما در نیروگاه خورشیدی خلاء استفاده می شود. طرح آن قطعه زمینی است که با سقفی گرد پوشیده شده است. در مرکز این سازه یک برج توخالی قرار دارد که در پایه آن توربین هایی نصب شده است. چرخش پره های چنین نیروگاهی به دلیل جریان هوا که به دلیل اختلاف دما رخ می دهد رخ می دهد. سقف شیشه ای به اشعه های خورشید اجازه عبور می دهد. آنها زمین را گرم می کنند. دمای هوای داخل خانه افزایش می یابد. تفاوت در قرائت دماسنج در داخل و خارج باعث ایجاد جریان هوا می شود.

انرژی خورشیدی همچنین از نیروگاه های ترکیبی استفاده می کند. ما می توانیم در مورد چنین سیستم هایی در مواردی صحبت کنیم که مثلاً از فتوسل های اضافی روی برج ها استفاده شود.

مزایا و معایب انرژی خورشیدی

هر بخش از اقتصاد ملی جنبه های مثبت و منفی خود را دارد. آنها همچنین در هنگام استفاده از شارهای نور در دسترس هستند. مزایای انرژی خورشیدی به شرح زیر است:

سازگار با محیط زیست، زیرا محیط زیست را آلوده نمی کند.
- در دسترس بودن اجزای اصلی - فتوسل ها، که نه تنها برای مصارف صنعتی، بلکه برای ایجاد نیروگاه های کوچک شخصی نیز فروخته می شوند.
- پایان ناپذیری و خود نوسازی منبع؛
- کاهش مداوم هزینه ها

از جمله معایب انرژی خورشیدی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تأثیر زمان روز و شرایط آب و هوایی بر عملکرد نیروگاه ها.
- نیاز به ذخیره انرژی؛
- کاهش بهره وری بسته به عرض جغرافیایی که منطقه در آن قرار دارد و زمان سال.
- گرمایش زیاد هوا که در خود نیروگاه اتفاق می افتد.
- نیاز به تمیز کردن دوره ای از آلودگی، که سیستم پانل خورشیدی نیاز دارد، که به دلیل مناطق عظیمی که فتوسل ها روی آن نصب می شوند، مشکل ساز است.
- هزینه نسبتاً بالای تجهیزات، که اگرچه هر سال کاهش می یابد، اما هنوز برای مصرف کنندگان انبوه غیرقابل دسترسی است.

چشم انداز توسعه

احتمالات بیشتر برای استفاده از انرژی خورشیدی در زمین چیست؟ امروز آینده بسیار خوبی برای این مجموعه جایگزین پیش بینی می شود.

چشم انداز انرژی خورشیدی روشن است. پس از همه، کار در مقیاس عظیم در حال حاضر در این جهت در حال انجام است. هر ساله نیروگاه های خورشیدی بیشتری در کشورهای مختلف جهان ظاهر می شوند که اندازه آنها در راه حل های فنی و مقیاس آن شگفت انگیز است. علاوه بر این، متخصصان این صنعت از انجام تحقیقات علمی که هدف آن افزایش مکرر کارایی فتوسل های مورد استفاده در چنین تاسیساتی است، دست نمی کشند.

دانشمندان محاسبات جالبی انجام داده اند. اگر فتوسل‌ها بر روی زمین سیاره زمین که در هفت صدم قلمرو آن قرار می‌گرفت نصب می‌شد، حتی با بازدهی 10 درصد، گرما و نور مورد نیاز تمام بشریت را تامین می‌کرد. و این یک چشم انداز دور نیست. به هر حال، فتوسل هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، بازدهی 30 درصدی دارند. در عین حال، دانشمندان امیدوارند این مقدار را به 85 درصد برسانند.

توسعه انرژی خورشیدی با سرعت نسبتا بالایی در حال انجام است. مردم به طور جدی نگران مشکل کاهش منابع طبیعی هستند و در حال شناسایی منابع جایگزین گرما و نور هستند. چنین راه حلی از بحران انرژی اجتناب ناپذیر برای بشریت و همچنین فاجعه زیست محیطی قریب الوقوع جلوگیری می کند.