Солнечная энергетика

С того момента, когда образовалась Земля, Солнце является основным источником энергии для всех процессов на земле, начиная с фотосинтеза, который даёт возможность дышать большинству живых организмов и растений на нашей планете, и, заканчивая созданием климата комфортного для жизни людей. Использование энергии солнца выгодно по многим причинам: ежесекундно на землю попадает огромное количество солнечной энергии, солнечный свет проникает практически во все уголки нашей планеты, это неисчерпаемый источник энергии и на него можно точно рассчитывать ещё, как минимум, несколько миллионов лет.

Даже учитывая то, что около 30% всех электромагнитных волн, которые излучает солнце, достигая атмосферы земли, отражаются в космос. Значительное количество солнечной энергии доходит до нашей планеты, её общая мощность составляет около 1.7*1014 КВт., что в несколько тысяч раз превышает современные энергетические потребности человечества. Как отмечает журнал Scientific American Magazine, солнечный свет, поступающий на землю, за сорок минут способен обеспечить человечество электроэнергией на целый год. Однако, плотность потока солнечной энергии непостоянна, она зависит от многих причин, в первую очередь, от местности, времени года и погоды. Максимальной мощностью потока считается значение 1 кВт. / 1 м2., но на такую мощность излучения можно рассчитывать лишь в районах наиболее близких к экватору, главным образом, в пустынях. Средняя плотность солнечного излучения на нашей планете составляет величину близкую 200-250 Вт./ 1м2

Все современные гелиоустановки можно разделить на 2 типа - солнечные батареи и солнечные коллекторы.

Принцип работы солнечной батареи основан на механизме прямого трансформирования солнечной энергии в электрическую, этот процесс осуществляется при помощи фотоэлементов- полупроводников, синтезирующих электрический ток из солнечного света. Лучшим полупроводником в этом качестве считается кремний, поэтому он в основном и используется в гелиоустановках уже более пятидесяти лет. Солнечные батареи впервые получили практическое применение в 1957 году на первом искусственном спутнике земли. Они полностью обеспечивали его электрической энергией.

В основе работы солнечного коллектора лежит фототермический механизм преобразования энергии, то есть, происходит поглощение солнечного излучения и его дальнейшая передача теплоносителю. В качестве теплоносителя обычно выступает вода или воздух. Полученное тепло используется для обогрева помещений и любых других процессов, требующих тепла, например, отопления бассейна, приготовление пищи, а также сушка в промышленных масштабах самой разнообразной продукции.

Как уже было сказано выше, поток солнечной энергии не постоянен и зависит от погоды и времени суток. Для того чтобы коллекторная система могла выполнять свои функции круглосуточно, некоторая часть нагретого в ясные солнечные дни теплоносителя сохраняется в "специальных термосах". Это тепло используется в пасмурную погоду и по ночам.

Сегодня солнечная энергетика является одной из приоритетных отраслей разработки альтернативных источников энергии. Развивается она довольно динамично. Среди стран, лидеров в этой отрасли, США, Германия, Япония, Франция и Испания.

В среднем темпы роста потребления энергии солнца в год составляют около 33%. В данное время солнечные батареи используются в семи миллионах домов во всём мире. В Европе большинство жилищ оборудованы солнечными коллекторами уже сегодня.

Во многих странах мира развитие солнечной энергетики поддерживается государством. В Германии ещё в 1990 году началась реализация программы " 100 солнечных крыш". Чуть позже этот успешный опыт переняли и другие страны, ими были разработаны аналогичные программы. В Евросоюзе - "100 000 солнечных крыш", в США - "Миллион солнечных крыш", в Японии - "Лунный свет" и "Солнечный свет". Данные инициативы содержат льготы на строительство, беспроцентные кредиты в банках, снижение налогов и прочие блага потребителям, использующим солнечную энергию. Успешно используется гелиоэнергетика и в промышленности. Ещё в 1984 году была построена самая мощная солнечная электростанция, которая до сих пор успешно функционирует в пустыне Мохаве (Калифорния США), её общая мощность составляет 354 МВт., её вполне хватает, чтобы обеспечить энергией от 200 до 500 домов. Остальные, существующие Гелиоэлекростанции, намного уступают Калифорнийской, мощность которых доходит лишь до 11 МВт. Этого достаточно для обслуживания восьми тысяч домов.

С каждым годом становится всё больше солнечных электростанций, например, завершается строительство таких станций в США, Австралии, Корее и Китае.

Согласно последним прогнозам Европейской комиссии доля солнечной энергетики к 2030 году, в мировом производстве электроэнергии составит 4%. Основной тенденцией развития данной отрасли является поиск новых материалов, повышающих КПД гелиоустановок, а также снижение их стоимости за счёт оптимизации конструкций и организации серийного производства.

Источник: http://www.saveplanet.su