Napenergia - ez ... A napelemek

Az utóbbi években a tudósok különösen érdekelt az alternatív energiaforrások. Olaj és gáz véget ér előbb vagy utóbb, így gondol, hogyan fogjuk túlélni ebben a helyzetben meg kell teremteni. Európában szélturbinák széles körben használják, aki megpróbálja az energia elvonására az óceán, és beszélünk a napenergia. Végtére is, a csillag, amit látni szinte minden nap az égen, segíthet megőrizni a nem megújuló erőforrások és a környezet javítása. Az érték a Nap a Föld nem lehet túlbecsülni - ez ad hőt, fényt, és lehetővé teszi a függvény minden élet a bolygón. Akkor miért nem találjuk meg őt egy másik alkalmazás?

Egy kis történelem

A 19. század közepén fizikus Aleksandr Edmon Bekkerel felfedezte a fényelektromos hatás. A század végére Charlz Fritts fejlesztette ki az első eszköz, amely képes feldolgozni a napenergia elektromos árammá. Használtuk a szelén bevonva vékony réteg arany. A hatás gyenge volt, de ez a találmány gyakran együtt jár az elején a napenergia korszak. Néhány tudós nem ért egyet ezzel az összetétellel. Úgy hívják az alapító a korszak napenergia világhírű tudós Alberta Eynshteyna. 1921-ben megkapta a Nobel-díjat a magyarázata a törvény a külső fotoelektromos hatás.

Úgy tűnik, hogy a napenergia - ez egy ígéretes fejlődés útján. De sok akadály annak érdekében, hogy illeszkedik minden otthonba - elsősorban gazdasági és környezetvédelmi szempontból. Mit tartalmaz a költségek napelemek, hogy mennyi kárt okozhatnak környezet és mit nem olyan módon energia előállítása, megtudjuk később.

módszerek felhalmozódása

A legsürgetőbb feladat kapcsolódó háziasítása az energia a nap, nem csak kapni, de a felhalmozódása. És ez a legnehezebb. Jelenleg a tudósok fejlesztettek ki csak 3 módon teljes háziasítása napenergia.

Az első alapja a használata a parabolikus tükör és egy kicsit olyan, mint játszani egy nagyítóval, amely ismerős minden gyermekkorától kezdve. Fény áthalad a lencse, összegyűjtése egy ponton. Ha tesz egy darab papírt, akkor kigyullad a hőmérséklet átlépte a napsugarakat hihetetlenül magas ezen a helyen. A parabolikus tükör homorú lemez, hasonlít egy sekély tálba. Ez a tükör, ellentétben a nagyító nem továbbítja, hanem tükrözi a napfényt gyűjt ez egy ponton, ami általánosságban egy fekete vízcső. Ez a szín használható, mert a legjobb elnyeli a fényt. A víz a csőben az intézkedés alapján napfény felmelegíti és fel lehet használni a villamos energiát vagy fűtésre kis házak.

lapos fűtőelem

Ez a módszer egy teljesen más rendszer. Solar vevő néz ki, mint egy többrétegű szerkezet. A működési elv a következő.

Áthaladva az üveg, a sugarak esik a sötét fém, amely arról ismert, hogy jobban elnyeli a fényt. A napsugárzás alakítjuk hőenergiává , és felmelegíti a vizet, amely alatt a vaslemez. Továbbá, minden fordul elő, mint az első módszer. A felmelegített vizet lehet használni vagy fűtés vagy termelő elektromos energiát. Hatékonysága azonban ez a módszer nem túl magas ahhoz, hogy használni mindenhol.

Tipikusan az így kapott napenergia - ez meleg. A villamos energia sokkal valószínűbb, hogy a harmadik módszer használata.

napelemek

A legtöbben tisztában vannak az ilyen típusú energiaforráshoz. Ez magában foglalja a különböző elemeket vagy napelemek, amely megtalálható a tetőn sok mai otthonokban. Egy ilyen eljárás bonyolult korábban leírt, de sokkal ígéretesebb. Ő az, aki megadja a képességét, hogy a napenergiát elektromos árammá ipari méretekben.

Különleges panelek célja, hogy rögzítse sugarak készült szilícium-dioxidban gazdag kristályok formájában. A napfény éri őket, kopogtat egy elektron ki pályára. Az ő helyében, azonnal keresi a másik, az így kapott folyamatos mozgó láncot, amely létrehoz egy áram. Ezt alkalmazzák szükség esetén azonnal olyan készülékek, illetve tárolt elektromos áram formájában a speciális akkumulátorok.

A népszerű ez a módszer azon a tényen alapul, hogy lehetővé teszi, hogy több mint 120 watt csak egy négyzetméter napelem. Ebben az esetben a panelek viszonylag kis vastagságú, ami lehetővé teszi számukra, hogy jóformán sehol.

Típusai szilícium panelek

Van többféle napelemek. Az első készült egykristály szilícium. Hatékonyságuk körülbelül 15%. Ezek a napelemek a legdrágább.

Hatékonyság sejtek készült polikristályos szilícium, eléri a 11%. Ezek olcsóbbak, mint az anyag számukra kapunk egyszerűsített technológiát. A harmadik típus a leggazdaságosabb és minimális hatékonyságát. Ez a panel amorf szilícium, amely nem kristályos. Amellett, hogy a gyenge teljesítmény, hogy van egy nagy hátránya - törékenységét.

Egyes gyártók a hatékonyság növelése bevonni mindkét oldalán a napelem - elöl és hátul. Ez lehetővé teszi, hogy utolérjék a fény nagy mennyiségben, és növeli a termelt energia 15-20% -kal.

hazai gyártók

Napenergia a világ egyre gyakoribb. Hazánkban is vagyunk érdekli a tanulás az iparban. Annak ellenére, hogy Oroszország nem volt nagyon aktív a fejlesztése alternatív energia, némi előrelépés történt. Jelenleg létrehozása panelek napenergia vesz néhány szervezet - főleg tudományos intézmények különböző formái, és gyárak termelésének az elektromos berendezések.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. All-Russian Kutatóintézet villamosítása Mezőgazdasági.
4. Gépgyártás NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC "Ryazan Plant fém-kerámia eszközök."
7. JSC Pravdinsky félüzemi források a jelenlegi „pozitív”.

Ez csak egy kis része a vállalatok, akik aktívan részt az alternatív energiaforrások Oroszországban.

A környezetre gyakorolt hatás

Megtagadása szén és olaj energiaforrások nemcsak a tényhez kapcsolódik, hogy ezek a források előbb-utóbb elfogy. Az a tény, hogy nagyon káros a környezetre - szennyezi a talaj, a levegő és a víz, hozzájárulnak az emberi betegségek és csökkenti az immunitást. Ezért az alternatív energiaforrások biztonságosnak kell lenniük, hogy környezetvédelmi szempontból.

Silicon, amelyet a termelés napelemek önmagában biztonságos, mert ez egy természetes anyag. De tisztítás után maradt hulladékot. Ezek kárt okozhatnak az emberre és a környezetre, ha nem megfelelően használják.

Ezen túlmenően, a helyszín teljesen zsúfolt napelemek, megzavarhatja a természetes világítás. Ez vezet a változásokat a meglévő ökoszisztéma. De általában, az hatással van a környezetre eszközök átalakítására napenergia minimális.

gazdaság

A legnagyobb költség termelő napelemek társított magas anyagköltséggel. Mint láttuk, a speciális panelek segítségével létrehozott szilícium. Annak ellenére, hogy ez az ásványi anyag természetben széles körben elterjedt, és az áldozatát kötve egy nagy probléma. Az a tény, hogy a szilícium, ami több mint negyede a tömeg a földkéreg, nem alkalmas a termelés napelemek. Erre a célra, alkalmas csak tiszta anyagot kapunk ipari eljárásokkal. Sajnos, a homokból, hogy tiszta szilíciumból rendkívül problematikus.

Az ár ez a forrás összevethető uránt használnak nukleáris erőművek. Éppen ezért a költsége napelemek jelenleg továbbra is meglehetősen magas szinten.

modern technológia

Az első próbálkozások megszelídíteni napenergia ott sokáig. Azóta számos kutató aktívan részt vesz a keresést a leghatékonyabb berendezés. Meg kell nem csak gazdaságilag versenyképes, ugyanakkor kompakt. Hatékonysága törekednie kell a maximumot.

Az első lépéseket egy ideális eszköz fogadására és átalakítására napenergia tettek a találmány szilícium akkumulátorok. Természetesen az ár elég magas, de a panelek lehet helyezni a tetők és falak a házak, ahol nem zavarja senki. A hatékonyság ilyen akkumulátorok tagadhatatlan.

De a legjobb módja, hogy növelje a népszerűségét napenergia - olcsóbbá válik. Német kutatók már javasolták, hogy cserélje szilícium, szintetikus szálak, amelyek integrálhatók egy szövetet vagy egyéb anyagot. Hatékonyság egy ilyen napelem nem túl magas. De az ing tarkított szintetikus szálak, legalábbis, hogy a villamos egy okostelefon vagy játékost. Aktívan dolgozik a nanotechnológia területén. Valószínűleg, hogy lehetővé teszi a nap lesz a legnépszerűbb energiaforrás ebben a században. A cég szakemberei Scates AS Norvégia már megállapította, hogy a nanotechnológia költségeit is csökkenti a napelemek 2 alkalommal.

Napenergia otthonok

A ház, amely maga gondoskodik arról, hogy az álom a sok, az biztos: nincs függés a központi fűtés, nehezen fizető számlák és a környezeti károk. Már sok országban aktívan építeni ház, fogyasztása mindössze származó energia alternatív forrásokból. Egy példája - az úgynevezett napelemes ház.

Az építkezés ideje alatt lesz szükség nagyobb beruházásokra, mint a hagyományos. De miután több éves működése, az összes költség vissza fogják fizetni - kell fizetni a fűtés, meleg víz és villany. A napelemes ház mindezen kommunikáció kötődnek konkrét napelemek a tetőn elhelyezett. És így nyert energia források nem csupán költött jelenlegi igényeket, hanem felhalmozódnak éjszakai használatra és felhős időjárás.

Jelenleg az építési ilyen házak végezzük nemcsak azokban az országokban, közel az egyenlítőhöz, ahol a nap energiát termel a legegyszerűbb módon. Azt is emelt Kanadában, Finnországban és Svédországban.

Érvek és ellenérvek

Technológiák kidolgozása kihasználni napenergia mindenhol lehetne aktívabb. De van néhány ok, amiért még mindig nem prioritás. Mint már említettük, az olyan panelek gyártásához által termelt környezetre ártalmas anyagokat. Ezen túlmenően, a kész berendezés tartalmaz összetételében gallium, arzén, a kadmium és az ólom.

Ez felvet egy csomó kérdést, és annak szükségességét, hogy az újrahasznosítás napelem. 50 év után a munka lesznek alkalmatlan szolgáltatást, és meg kell ölni valahogy. Okoz-e ez óriási kárt a természet? Azt is meg kell jegyezni, hogy a napenergia - ingatag erőforrás termelés hatékonyságát, amely függ a napszaktól és az időjárás. Ez egy jelentős hátránya.

De a profik, természetesen. Napenergia lehet előállítani gyakorlatilag bármely pontján a földön, és berendezés annak előkészítése, átalakítása lehet olyan kicsi, hogy elfér a hátán a smartphone. Mi a fontosabb, ez egy megújuló erőforrás, azaz a napenergia mennyisége változatlan marad legalább ezer éve.

kilátások

A fejlesztés a napenergia technológiák miatt a költségek kisebbek létrehozni terméket. Már vannak olyan üvegtáblák, hogy lehet telepíteni a windows. A fejlesztés a nanotechnológia lehetővé tette, hogy kitaláljon egy festéket, hogy permetezzük a napelemek és ez helyettesíti szilíciumréteg. Ha a költségek napenergia nem esik egy párszor, népszerűsége is nőni fog többször át.

Létrehozása kis panel egyedi alkalmazás lehetővé teszi az emberek minden körülmények között napenergia használata - otthon, az autóban, vagy akár az országban. Köszönhetően a forgalmazás terhelésének csökkentése a központi hatalom, mert az emberek képesek lesznek tölteni kis elektronika.

A Shell a szakértők úgy vélik, hogy 2040-re mintegy fele a világ energia jön létre a megújuló forrásokból. Már Németországban, napenergia felhasználás gyorsan növekszik, és az akkumulátor kapacitása több mint 35 gigawatt. Japán is aktívan fejlődő ebben az iparágban. Ez a két ország - a vezetők a napenergia a világon. Valószínűleg hamarosan csatlakozott az Egyesült Államokban.

Más alternatív energiaforrások

A tudósok nem szűnik meg puzzle mint az a tény, hogy akkor is lehet használni, hogy a villamos energia előállítására vagy hő hatásának. Adjon példát a legígéretesebb alternatív energiaforrások.

A szélturbinák most már megtalálható szinte minden országban. Még az utcán sok orosz városokban telepíteni lámpák, amelyek önellátó villamos szélenergia. Természetesen a költségek a magasabb az átlagnál, de idővel ők is visszatéríti a különbözetet.

Nagyon régen azt találták technológiával előállítani energia segítségével a víz hőmérséklete közötti különbség óceán felszíni és a mélyebb rétegekben. Kína aktívan fog fejlődni ezen a területen. Az elkövetkező években, partjainál Kína fognak megépíteni a legnagyobb erőmű futó ezt a technológiát. Vannak más felhasználási a tenger. Például Ausztráliában, azt tervezi, hogy létrehoz egy erőmű, amely energiát termel a nagy erővel a vízfolyások.

Sok más módja a villamos energia előállítására vagy hő hatásának. De a háttérben sok más napenergia lehetőség - ez tényleg ígéretes terület a tudomány.