استخدام الطاقة الشمسية على الأرض. آفاق استخدام الطاقة الشمسية في العالم

حتى الآن، مشكلة استهلاك الطاقة وتكاليف حادا بما فيه الكفاية - موارد كوكب الأرض ليست لانهائية، وأثناء البشرية وجودها المدمر كبير ما أعطيت من قبل الطبيعة. في الوقت الحالي، تقوم بنشاط احتياطيات الفحم والنفط التي أصبحت كل يوم أصغر. قوة الفكر سمحت البشرية لجعل خطوة رائعة في المستقبل واستخدام الطاقة النووية، حاملا معه خطرا كبيرا لصالح البيئة بأكملها.

لا تقل إلحاحا هي مسألة البيئة - موارد التعدين النشطة واستمرار استخدامها هو ضار للدولة من هذا الكوكب، وتغيير ليس فقط طبيعة التربة، وحتى الظروف المناخية.

هذا هو السبب دائما إيلاء اهتمام خاص للمصادر الطبيعية للطاقة، لذلك، على سبيل المثال، والمياه أو الرياح. أخيرا، وبعد سنوات عديدة من البحث والتطوير للبشرية النشط "نضجت" لاستخدام الطاقة الشمسية في العالم. ذلك حول هذا الموضوع، وستواصل ذلك.

في هذا جذابة

قبل أن ننتقل إلى أمثلة ملموسة، ومعرفة ما هو الكثير من المهتمين في هذا النوع من إنتاج الطاقة من الباحثين في جميع أنحاء العالم. أصوله الرئيسي يمكن أن يسمى لا ينضب. وعلى الرغم من العديد من الفرضيات، واحتمال أن نجم مثل الشمس سوف تخرج قريبا، هو صغير للغاية. لذا، وقبل اكتشاف البشرية فرصة للحصول على طاقة نظيفة تماما بطريقة طبيعية.

ميزة واضحة الثانية لاستخدام الطاقة الشمسية في العالم هو هذا الخيار صديقة للبيئة. وتأثير ذلك على البيئة في ظل هذه الظروف يكون صفرا، وهذا بدوره يوفر العالم حيث مستقبل أفضل من تلك التي يفتح عند إنتاج المستمر لموارد المياه الجوفية محدودة.

وأخيرا، ينبغي أن نولي اهتماما خاصا لحقيقة أن استخدام الطاقة الشمسية هو أقل خطرا على الشخص.

في واقع الأمر

الآن نأتي إلى هذه النقطة. تحت بعض اسم الشعري "الطاقة الشمسية" يختبئ في الواقع تحويل الإشعاع إلى كهرباء باستخدام تقنيات وضعت خصيصا. يتم توفير هذه العملية عن طريق الخلايا الضوئية، التي البشرية كان الاستخدام الفعال للغاية لأغراضها الخاصة، وبنجاح كبير.

الإشعاع الشمسي

من ذلك حدث تاريخيا أن اسم "الإشعاع" هو الشخص أكثر سلبية أكثر من كونها إيجابية الجمعيات في اتصال مع هذه الكوارث من صنع الإنسان التي تمكنت من البقاء على قيد الحياة في العالم في حياته. ومع ذلك، وتكنولوجيا استخدام الطاقة من الشمس إلى الأرض يتيح كانت مهمة معها.

في الأساس، وهذا النوع من الإشعاع هو الإشعاع الكهرومغناطيسي، والتي تتراوح ما بين 2،8-3،0 ميكرون.

لذلك يستخدم بنجاح من قبل البشر الطيف الشمسي هو في الواقع ثلاثة أنواع من موجات: الأشعة فوق البنفسجية (حوالي 2٪)، ما يقرب من 49٪ من موجات الضوء، وأخيرا، شكلت نفس المبلغ الأشعة تحت الحمراء. الطاقة الشمسية لديها كمية صغيرة من المكونات الأخرى، ولكن دورها صغير بحيث تأثير خاص على حياة ليست لديهم أرض.

كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض

الآن، عندما يستخدم تكوين ليتم تحديد صالح الطيف البشرية، تجدر الإشارة إلى ميزة أخرى هامة من الموارد. استخدام الطاقة الشمسية على الأرض يبدو واعدا جدا أيضا لأنها متوفرة بكميات كبيرة إلى حد ما في تقريبا بأقل تكلفة لإعادة التدوير. الطاقة يشع مجموع نجمة كبيرة للغاية، ومع ذلك، فإنه يأتي إلى سطح الأرض حوالي 47٪، أي ما يعادل سبعمائة كوادريليون كيلو واط ساعة. وعلى سبيل المقارنة، نلاحظ أنه ليس هناك سوى كيلو واط ساعة واحدة سوف تكون قادرة على توفير عقد من المصابيح السلطة في مائة واط.

قوة الإشعاع الشمسي واستخدام الطاقة في العالم، بالطبع، يعتمد على عدة عوامل: الظروف المناخية، وزاوية السقوط من أشعة على السطح، الموسم والموقع الجغرافي.

متى وكيف بكثير

ليس من الصعب تخمين أن الكمية اليومية من الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض في تغير مستمر، كما هو تعتمد اعتمادا مباشرا على موقف الكواكب بالنسبة للشمس وحركة النجوم. منذ فترة طويلة كان من المعروف أنه في ضوء بعد الظهر وقت ممكن، بينما في الصباح والمساء، وعدد من أشعة الوصول إلى سطح أصغر بكثير.

بكل ثقة يمكننا القول أن استخدام الطاقة الشمسية ستكون الأكثر إنتاجية في المناطق، وعلى مقربة من الفرقة الاستوائية، لأن ذلك هو المكان الفرق بين معدلات أعلى وأدنى هو الحد الأدنى، مشيرا إلى أن الحد الأقصى لمقدار الإشعاع الذي يصل إلى سطح الكوكب. على سبيل المثال، في إقليم المناطق الصحراوية في أفريقيا المبلغ السنوي للإشعاع يصل في المتوسط 2200 كيلو واط ساعة، بينما في كندا أو، على سبيل المثال، الأرقام أقل من 1000 كيلو واط ساعة من أوروبا الوسطى.

الطاقة الشمسية في التاريخ

إذا كنت تعتقد على أوسع نطاق ممكن، محاولة "ترويض" النجم الكبير، ارتفاع درجة حرارة كوكبنا، بدأ في العصور القديمة في العصور الوثنية، و في كل عنصر تم تجسد الإله منفصلة. ولكن، بطبيعة الحال، حتى لو كان الكلام لا يمكن أن يكون على استخدام الطاقة الشمسية - في عالم السحر ملك.

أصبح أثار موضوع استخدام الطاقة الشمسية في العالم بنشاط إلا في أواخر الرابع عشر - أوائل القرن العشرين. وجاء انفراج حقيقي في العلوم في عام 1839 عن طريق الكسندر إدمون بيكريل، الذي تمكن من أن يصبح رائدا من تأثير الضوئية. وزاد دراسة هذا الموضوع بشكل كبير، وبالفعل بعد 44 عاما كان تشارلز فريتس قادرة على بناء أول في وحدة التاريخ، والذي استند على السيلينيوم مطلية بالذهب. هذا الاستخدام للطاقة الشمسية في العالم أعطى كمية صغيرة من الكهرباء صدر - كان المبلغ الإجمالي للوقت الإنتاج لا يزيد عن 1٪. ومع ذلك، كان للبشرية جمعاء تحقيق انفراج حقيقي، وفتح آفاق جديدة من العلم الذي لم يكن لديهم حتى يحلم به سابقا.

مساهمة كبيرة في تطوير الطاقة الشمسية، وعرض في الوقت ألبرت آينشتاين نفسه. في عالم اليوم، واسم عالم أكثر غالبا ما ترتبط مع نظريته الشهيرة في النسبية، ولكن في واقع الأمر على جائزة نوبل قال انه حصل عليها لدراسة من إصدار ضوئي.

إلى التكنولوجيا يومنا هذا استخدام الطاقة الشمسية في العالم يمر في الصعود، فإنه لا يقل الانخفاض السريع، ولكن يتم تحديث هذا الفرع من المعرفة باستمرار مع الحقائق الجديدة، ومن المؤمل أن يتم في المستقبل المنظور أمامنا سيفتح الباب أمام عالم جديد كليا.

طبيعة ضدنا

على مزايا استخدام الطاقة الشمسية في العالم، وقد تكلمنا بالفعل. دفع الآن الانتباه إلى أوجه القصور في هذه الطريقة، التي، للأسف، لا أقل من ذلك.

ويرجع ذلك إلى الاعتماد المباشر على الموقع الجغرافي والظروف المناخية وحركة الشمس لتطوير الطاقة الشمسية بكميات كافية أنها تتطلب تكاليف الإقليمية الضخمة. خلاصة القول هي أنه كلما زادت مساحة الاستهلاك ومعالجة الإشعاع الشمسي، وزيادة كمية الطاقة النظيفة نصل إلى الخروج. الموضع هو هذه الأنظمة ضخمة تتطلب قدرا كبيرا من المساحة الحرة، والذي يسبب بعض الصعوبات.

وثمة مشكلة أخرى تتعلق باستخدام الطاقة الشمسية في العالم، تعتمد اعتمادا مباشرا على الوقت من اليوم، وذلك لأن الانتاج ستكون الصفر ليلا، وفي وقت الصباح والمساء، وغير ذات أهمية.

عامل خطر إضافي هو الطقس نفسها - تغيير حاد في الظروف قد يؤثر سلبا على أداء مثل هذا النظام، لأنها تسبب صعوبات في تصحيح الطاقة اللازمة. في المعنى، فإن الوضع من تغير مفاجئ للامتصاص ومقدار جيل يمكن أن تكون خطيرة.

نظيفة، ولكنها مكلفة

استخدام الطاقة الشمسية على الأرض من الصعب في الوقت الحالي نظرا لتكلفتها العالية. الخلايا الضوئية، اللازمة لتنفيذ العمليات الأساسية لها تكلفة عالية. بطبيعة الحال، فإن الجوانب الإيجابية لاستخدام هذه الموارد تجعل من سداد، ولكن من الناحية الاقتصادية في الوقت الراهن ليست للحديث عن حساب استرداد التكاليف بالكامل.

ومع ذلك، كما يتضح من هذا الاتجاه، فإن سعر الخلايا الشمسية يسقط تدريجيا، حتى أنه مع مرور الوقت يمكن أن تحل المشكلة تماما.

ومن سيئات عملية

استخدام الشمس كمصدر للطاقة هو صعوبة أيضا لأن هذا الأسلوب من موارد المعالجة تستغرق وقتا طويلا وغير مريح للغاية. الاستهلاك ومعالجة الإشعاع تعتمد اعتمادا مباشرا على نقاء لوحات، والتي توفر إشكالية للغاية. وبالإضافة إلى ذلك، له تأثير سلبي للغاية على العملية وعناصر التدفئة، والتي يمكن أن تمنع فقط عن طريق استخدام نظام تبريد قوي الذي لا يتطلب أي تكاليف مواد إضافية، وكبيرة.

وبالإضافة إلى ذلك، لوحات المستخدمة في تجميع الطاقة الشمسية، بعد 30 عاما من العمل النشط تأتي تدريجيا في حالة سيئة، حيث إن تكلفة الخلايا الشمسية التي سبق ذكرها.

القضايا البيئية

وذكر في وقت سابق، أن استخدام هذا النوع من الموارد يمكن أن ينقذ البشرية من مشاكل بيئية خطيرة بما فيه الكفاية في المستقبل. مصدر البضاعة والمنتج النهائي هو في الواقع أكثر النظيفة بيئيا.

ومع ذلك، فإن استخدام الطاقة الشمسية، تجميع الطاقة الشمسية مبدأ العمل هو استخدام لوحات خاصة مع الخلايا الشمسية، وهو مطلوب لتصنيع المواد الضارة الجماعية كالرصاص والزرنيخ أو البوتاسيوم. استعمالها جدا من صديقة للبيئة لا يحقق، ولكن نظرا لفترة محدودة من عملها على التخلص من لوحات الوقت يمكن أن يكون مشكلة خطيرة.

للحد من الآثار السلبية على البيئة المصنعين تتجه إلى لوحات رقيقة، والتي لديها أقل تكلفة وتأثير أقل ضررا على البيئة.

طرق لتحويل الطاقة من الإشعاع

الأفلام والكتب التي تتحدث عن مستقبل البشرية وتعطينا دائما تقريبا صورة مماثلة لهذه العملية، والتي، في الواقع، قد تختلف اختلافا جوهريا عن الواقع. هناك عدة طرق لتحويل.

الأكثر شيوعا يمكن أن يسمى تفعيل سبق وصفها من الخلايا الضوئية.

يستخدم بدلا من ذلك الجنس البشري بنشاط الطاقة الحرارية الشمسية، بناء على أسطح التسخين الخاصة، والذي يسمح الاتجاه الصحيح عندما تكون درجة الحرارة التي تم الحصول عليها عن طريق تسخين المياه. إذا كنت تبسيط عملية قدر الإمكان، ويمكن مقارنة مع الدبابات، والتي تستخدم للاستحمام الصيف في منازل القطاع الخاص.

طريقة أخرى لتطبيق الطاقة الإشعاع لتوليد "الشراع الشمسي"، والتي يمكن أن تعمل إلا في فراغ. هذا النوع من النظام يحول الإشعاع إلى طاقة حركية.

مشكلة نقص الإنتاج خلال بالون الليل تحل جزئيا محطات الطاقة الشمسية، والعمل مستمر بسبب تراكم الطاقة المنطلقة ومدة عملية التبريد.

نحن والطاقة الشمسية

وتستخدم موارد الطاقة من الشمس والرياح على الأرض بنشاط كبير، على الرغم من أننا في كثير من الأحيان لا تلاحظ ذلك. ذكرنا سابقا تسخين المياه المبتذلة في الحمام الصيف. في الواقع، ويستخدم معظم الطاقة الشمسية لهذه الأغراض. ومع ذلك، هناك الكثير من الأمثلة الأخرى: في كل جانب تقريبا من تقنية الإضاءة مخزن يمكن العثور على الادخار المصابيح الكهربائية، والتي يمكن أن تعمل من دون تيار كهربائي حتى في الليل بسبب الطاقة التي تراكمت خلال النهار.

وتستخدم على نطاق واسع المنشآت الكهربائية الضوئية التي يوجد مقرها في محطات الضخ المختلفة، وأنظمة التهوية.

أمس واليوم وغدا

واحدة من أهم الموارد للبشرية - الطاقة الشمسية، وآفاق استخدامها مرتفعة للغاية. ويتم تمويل هذه الصناعة بنشاط، وسعت وتحسينها. الآن الطاقة الشمسية الأكثر تطورا في الولايات المتحدة، حيث تستخدم بعض المناطق على أنها مصدر بديل كامل العضوية في العرض. نفس قوة هذا النوع من العمل في صحراء موهافي. وقد وضعت دول أخرى لفترة طويلة بالطبع لهذا النوع من توليد الكهرباء التي سرعان ما قد يحل مشكلة التلوث.