Солнечная энергия

 Солнечная энергетика сегодня является одним из наиболее перспективных источников альтернативной энергии. В настоящее время уже есть достаточно много конструкций, позволяющих преобразовывать энергию солнца в электрическую или тепловую. Отрасль постепенно растёт и развивается, но, как и везде, есть свои проблемы. Обо всём этом речь пойдёт в настоящем материале.

Как развивалась солнечная энергетика до наших дней? Об использовании солнца в своей деятельности человек думал с древних времён. Всем известна легенда, согласно которой Архимед сжёг флот неприятеля у своего города Сиракузы. Он использовал для этого зажигательные зеркала. Несколько тысяч лет назад на Ближнем востоке дворцы правителей отапливали водой, которая нагревалась солнцем. В некоторых странах выпариваем морской воды на солнце получали соль. Учёные часто проводили опыты с нагревательными аппаратами, работающими от солнечной энергии.

Первые модели таких нагревателей были выпущены в XVII?XVII веках. В частности, исследователь Н. Соссюр представил свою версию водонагревателя. Он представляет собой ящик из дерева, накрытый стеклянной крышкой. Вода в этом устройстве подогревалась до 88 градусов Цельсия. В 1774 году А. Лавуазье использовал линзы для концентрации тепла от солнца. И также появились линзы, позволяющие локально расплавить чугун за несколько секунд.

 Батареи, преобразующие энергию солнца в механическую, создали французские учёные. В конце XIX века исследователь О. Мушо разработал инсолятор, фокусирующий лучи с помощью линзы на паровом котле. Этот котёл использовался для работы печатной машины. В США в то время удалось создать агрегат, работающий от солнца, мощностью в 15 «лошадей».

Первая солнечная электростанция была построена в 1912 году

Солнечная энергия участвует в круговороте воды в природе. Солнце нагревает воду на Земле, и это вызывает испарение, которое преобразуется в осадки в виде дождя или снега.

Когда вода и другие жидкости нагреваются от солнечной энергии, они претерпевают изменения и превращаются в газ. Для воды, этот газ является паром. Уже в 1897 году, Фрэнк Шуман создал систему, которая использует энергию Солнца, чтобы привести в движение маленький двигатель. Его более поздние системы улучшались и использовали воду для питания полноразмерного парового двигателя.

В 1912 году Шуман запатентовал свою систему и построил первую солнечную электростанцию энергии в Египте. Это один из наиболее важных фактов в истории использования солнечной энергии.

Электростанция Шумана была способна получать 45-52 киловатт, и стало первым масштабным коммерческим использованием солнечной энергии. По сегодняшним меркам это небольшой масштаб, но он дал начало широкому применению солнечной энергии. Этот факт вдохновил будущих изобретателей двигаться дальше. 

 Солнечная тепловая энергия является одним из видов технологий, которая способная нагревать воду, а затем использовать ее изменения, чтобы привести в действие машину. Шуман оказался провидцем, который показал всем, что солнечную энергию можно будет использовать, когда на Земле исчерпаются запасы угля и нефти.

Долгое время инсоляторы выпускались по схеме, использующей энергию солнца для превращения воды в пар. И преобразованная энергия использовалась для совершения какой-либо работы. Первое устройство, преобразующее солнечную энергию в электрическую, было создано в 1953 году в США. Оно стало прообразом современных солнечных батарей. Фотоэлектрический эффект, на котором основана их работа, был открыт ещё в 70-е годы XIX столетия.

В тридцатые годы прошлого столетия академик СССР А. Ф. Иоффе предложил использовать полупроводниковые фотоэлементы для преобразования энергии солнца. КПД батарей в то время был менее 1%. Прошло много лет до того, как были разработаны фотоэлементы, имеющие КПД на уровне 10?15 процентов. Затем американцы построили солнечные батареи современного типа.

Для получения большей мощности солнечных систем низкий КПД компенсируется увеличенной площадью фотоэлементов. Но это не выход, поскольку кремниевые полупроводники в фотоэлементах довольно дорогие. При увеличении КПД возрастает стоимость материалов. Это является главным препятствием для массового использования солнечных батарей. Но по мере истощения ресурсов их использование будет всё более выгодным. Кроме того, исследования по увеличению КПД фотоэлементов не прекращаются.

 

Солнечная выработка электроэнергии представляет собой чистую альтернативу электроэнергии из добываемого топлива, без загрязнения воздуха и воды, отсутствием глобального загрязнения окружающей среды и без каких-либо угроз для нашего общественного здравоохранения. Всего 18 солнечных дней на Земле содержит такое же количество энергии, какая хранится во всех запасах планеты угля, нефти и природного газа. За пределами атмосферы, солнечная энергия содержит около 1300 ватт на квадратный метр. После того, как она достигнет атмосферы, около одной трети этого света отражается обратно в космос, в то время как остальные продолжают следовать к поверхности Земли.

Усредненные по всей поверхности планеты, квадратный метр собирает 4,2 киловатт-часов энергии каждый день, или приблизительный энергетический эквивалент почти барреля нефти в год. Пустыни, с очень сухим воздухом и небольшим количеством облачности, могут получить более чем 6 киловатт-часов в день на квадратный метр в среднем в течение года.

 

Преобразование солнечной энергии в электричество

Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем от 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Как работают панели солнечных батарей

Солнечные фотоэлектрические (PV) панели на основе высокой, но удивительно простой технологии, которая преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.

 В 1839 году французский ученый Эдмонд Беккерель обнаружил, что некоторые материалы будут испускать искры электричества при ударе с солнечным светом. Исследователи обнаружили, что в ближайшее время это свойство, называемое фотоэлектрический эффект, может быть использовано; первая фотоэлектрическая (PV) ячейка изготовлена была из селена в конце 1800-х годов. В 1950 году ученые в Bell Labs пересматривали технологии и, используя кремний, произведенный в фотоэлементы, смогли преобразовать энергию солнечного света непосредственно в электричество.

Компоненты PV ячейки

Наиболее важными компонентами PV ячейки являются два слоя полупроводникового материала, обычно состоящего из кристаллов кремния. Сам по себе кристаллизирующийся кремний является не очень хорошим проводником электричества, поэтому в него намеренно добавляют примеси — процесс, называемый допинг-этап.

Нижний слой из фотоэлементов обычно состоит из легированного борома, который в связке с кремнием создает положительный заряд (p), в то время как верхний слой, легированный фосфором, взаимодействуя с кремнием — отрицательный заряд (n).

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку и возвращаясь в n-слой.

 

Каждая ячейка генерирует очень мало энергии (несколько ватт), поэтому они сгруппированы в виде модулей или панелей. Панели затем либо используются как отдельные единицы или сгруппированы в более крупные массивы.

Переход к электрической системе с большим количеством солнечной энергии дает много преимуществ.

Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается (в 1970 году -1кВт-ч электроэнергии, вырабатываемой с их помощью стоил 60 долларов, в 1980 году – 1доллар, сейчас -20-30 центов). Благодаря этому спрос на солнечные батареи растет на 25% в год, а ежегодный объем от продаваемых батарей превышает (по мощности) 40мВт. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 70-х годов в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5% для элементов из кристаллического кремния и 35% — из двухслойных пластин из арсенида галлия и антимода галлия. Разработаны многообещающие элементы из тонкопленочных (толщиной 1-2мкм) полупроводниковых материалов: хотя их КПД низок (не выше 16%), стоимость очень мала (не более 10% от стоимости современных солнечных батарей). В скором времени ученые предполагают, что стоимость 1кВт-ч будет равна 10 центам, что поставит солнечную энергетику на первые места в энергетической независимости многих стран.

Еще в 2013 году новость разнеслась по просторам сети: минерал перовскит произведет революцию в солнечной энергетике. Применение вместо кремния перовскита позволит снизить стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. Перовскит (титанат кальция) был обнаружен в начале 19 века в Уральских горах, назван в честь Л.А. Перовского (известного любителя минералов). Как компонент фотоэлемента начал использоваться в 2009 году.

Батареи покрываются инновационным недорогим фотоэлементом, основное достоинство которого в том, что он может конвертировать в энергию намного большее количество частей солнечного света. Перовскиты представляют собой кристаллическую структуру, которая позволяет с максимальной эффективностью впитывать солнечный свет. По предварительным оценкам использование батарей на основе перовскита может снизить стоимость киловатта энергии в семь раз.

 «Главное преимущество новых фотоэлементов заключается не столько в эффективности, сколько в том, что материал чертовски дешев. Батареи на основе перовскита, в которых не используется кремний, могут сделать солнечную энергетику по-настоящему массовой».

На сегодняшний день солнечные электростанции классифицируются на следующие типы:

- солнечная электростанция тарельчатого типа;

- башенного типа;

- солнечная электростанция, подразумевающая применение параболических концентраторов;

- электростанции, на которых используются фотобатареи;

- аэростатные электростанции;

- комбинированные солнечные электростанции.

Солнечные электростанции башенного типа основываются на принципах применения солнечной радиации и получения водяного пара. В самом центре этой конструкции располагается башня, высота которой может составлять от 18 до 24 метров (зависит от мощности и множества прочих параметров). Следует заметить, что на её верхушке располагается резервуар, заполненный водой. Он имеет черную окраску, что способствует максимально эффективному поглощению солнечного излучения. Кроме того, в этой башне располагается насосная группа, которая на турбогенератор доставляет пар. От башни по кругу на определенном расстоянии находятся гелиостаты, являющиеся зеркалами, укрепленными на опоре и подключенными к единой системе позиционирования.

Ещё одной распространенной в наше время солнечной электростанцией считается установка, в которой используются параболические концентраторы. Сущность функционирования этих СЭС состоит в нагреве теплоносителя до параметров, которые пригодны к применению в турбогенераторе. Их конструкция предусматривает монтаж параболического зеркала, отличающегося значительной длиной. Следует отметить, что специальная трубка устанавливается в фокусе параболы. Внутри нее находится теплоноситель (в большинстве случаев - масло). Он разогревается, передает теплоту воде, которая постепенно преобразуется в пар и попадает на турбогенератор.

Солнечные электростанции тарельчатого типа подразумевают использование принципа получения электрической энергии, аналогичного башенным моделям. Единственное отличие заключается в конструкции. Станция предусматривает наличие отдельных модулей, состоящих из опоры, куда закрепляется ферменная конструкция отражателя и приемника. Приемник располагается на заданном удалении от отражателя. Следует отметить, что в нем происходит концентрация отраженных солнечных лучей. Отражатель состоит из нескольких зеркал, имеющих форму тарелок, радиально находящихся на ферме. Что касается диаметров этих зеркал, то они могут достигать двух метров, а число зеркал - до нескольких десятков (зависит от мощности модуля).

 Сущность комбинированных солнечных электростанций заключается в том, что в них дополнительно монтируются теплообменные аппараты, отвечающие за получение теплой воды, применяемой как для отопления и горячего водоснабжения, так и для технических нужд.

Gemasolar Power Plant - это первая солнечная станция, которая вырабатывает энергию и ночью, а все благодаря соли, которая медленно остывает в темное время суток. Не зря слова соль и солнце созвучны! Производительность станции, строительство которой обошлось в 260 миллионов евро - 20 мегаватт. Это на два порядка меньше, чем можно получать от АЭС, но зато солнечная энергия не наносит ущерба окружающей среде и исключает экологические катастрофы. Чтобы получить ту же энергию путем сжигания топлива, потребовалось бы выбрасывать в атмосферу 30 000 тонн углекислого газа ежегодно! Gemasolar Power Plant - самая большая и, пожалуй, самая красивая станция своего типа в Европе.

Энергия солнца является одним из самых доступных возобновляемых источников на Земле. Использование солнечной энергии в народном хозяйстве положительно сказывается на состоянии окружающей среды, поскольку для её получения не требуется бурить скважины или разрабатывать шахты. К тому же, этот вид энергии свободный и не стоит ничего. Естественно, что требуются затраты на покупку и монтаж оборудования.

 Проблема в том, что солнце – это прерывистый источник энергии. Так, что требуется накопление энергии и использование её в связке с другими энергетическими источниками. Основная проблема на сегодняшний день заключается в том, что современное оборудование имеет низкую эффективность преобразования энергии солнца в электрическую и тепловую. Поэтому все разработки направлены на то, чтобы увеличить КПД таких систем и снизить их стоимость.

Кстати, очень много ресурсов на планете представляют собой производные от солнечной энергии. К примеру, ветер, который является ещё одним возобновляемым источников, не дул бы без солнца. Испарение воды и накопление её в реках также происходит под действием солнца. А вода, как известно, используется гидроэнергетике. Биотоплива также не было бы без солнца. Поэтому, помимо прямого источника энергии, солнце влияет на другие сферы энергетики.

 

Солнце отправляет к поверхности нашей планеты радиацию. Из широкого спектра излучения поверхности Земли достигают 3 типа волн:

Световые. В спектре излучения их примерно 49 процентов;

Инфракрасные. Их доля также 49 процентов. Благодаря этим волнам наша планета нагревается;

Ультрафиолетовые. В спектре солнечного излучения их примерно 2 процента. Они невидимы для нашего глаза.

Стоит сказать, что батареи на основе полупроводников достаточно долговечны и не требуют квалификации для ухода за ними. Поэтому их чаще всего используют в быту. Есть также целые солнечные электростанции. Как правило, они создаются в странах с большим числом солнечных дней в году. Это Израиль, Саудовская Аравия, юг США, Индия, Испания. Сейчас есть и совсем фантастические проекты. Например, солнечные электростанции вне атмосферы. Там солнечный свет ещё не потерял энергию. То есть, излучение предлагается улавливать на орбите и затем переводить в микроволны. Затем в таком виде энергия будет отправляться на Землю.

Как можно оценить величину солнечной энергии?

Специалисты используют для оценки такую величину, как солнечная постоянная. Она равна 1367 ватт. Именно столько энергии солнца приходится на квадратный метр планеты. В атмосфере теряется примерно четверть. Максимальное значение на экваторе – 1020 ватт на квадратный метр. С учётом дня и ночи, изменения угла падения лучей, эту величину следует уменьшить ещё в три раза.

Версии об источниках солнечной энергии высказывались самые разные. На данный момент специалисты утверждают, что энергии высвобождается в результате превращения четырёх атомов H2 в ядро He. Процесс протекает с выделением существенного количества энергии. Для сравнения представьте, что энергия превращения 1 грамма H2 сопоставима с той, что выделяется при сжигании 15 тонн углеводородов.

 

Поскольку наука на сегодняшний день не имеет устройств, работающих на энергии солнца в чистом виде, её требуется преобразовать в другой тип. Для этого были созданы такие устройства, как солнечные батареи и коллектор. Батареи преобразуют солнечную энергию в электрическую. А коллектор вырабатывает тепловую энергию. Есть также модели, совмещающие эти два вида. Они называются гибридными.

Основные способы преобразования энергии солнца представлены ниже:

фотоэлектрический;

гелиотермальный;

термовоздушный;

солнечные аэростатные электростанции.

Первый способ самый распространённый. Здесь используются фотоэлектрические панели, которые под воздействием солнца вырабатывают электрическую энергию. В большинстве случаев их делают из кремния. Толщина таких панелей составляет десятые доли миллиметра. Такие панели объединяются в фотоэлектрические модули (батареи) и устанавливаются на солнце. Чаще всего их ставят на крышах домов. В принципе, ничто не мешает разместить их на земле. Нужно, только чтобы вокруг них не было крупных предметов, других зданий и деревьев, которые могут отбрасывать тень.

Кроме фотоэлементов, для получения электрической энергии применяются тонкопленочные или гибкие солнечные панели. Их преимуществом является малая толщина, а недостатком – сниженный КПД. Такие модели часто используются в портативных зарядках для различных гаджетов.

Термовоздушный способ преобразования подразумевает получение энергию потока воздуха. Этот поток направляется на турбогенератор. В аэростатных электростанциях под действием солнечной энергии в аэростатном баллоне генерируется водяной пар. Поверхность аэростата покрывается специальным покрытием, поглощающим солнечные лучи. Такие электростанции способны работать в пасмурную погоду и в тёмное время суток благодаря запасу пара в аэростате.

Гелиотремальная энергетика основана на нагреве поверхности энергоносителя в специальном коллекторе. Например, это может быть нагрев воды для системы отопления дома. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но и воздух. Он может нагреваться в коллекторе и подаваться в систему вентиляции дома.

Все эти системы стоят достаточно дорого, но их освоение и совершенствование постепенно продолжается.

 Интересные факты

Немецкий архитектор Андре Броезель из компании Rawlemon создал солнечую батарею в форме движущего стеклянного шара. Он называет его генератором нового поколения, который будет ловить максимальное количество лучей, так как он оснащен системой отслеживания перемещения солнца и датчиками смены погоды, а это на 35 % эффективней в сравнении с стандартными солнечными батареями.

Японская энергетическая компания Shimizu Corporation в 2015 году обьявила о своем намерение построить крупную солнечную электростанцию на естественном спутнике нашей планеты — Луне. Электростанция в виде колец с солнечными батареями будет опоясывать Луну по примеру планеты Сатурн и передавать энергию на Землю. От такой солнечной станции Shimizu Corporation ожидает 13 тысяч тераватт энергии/ год. Еще не известна стоимость и дата начала такого космического строительства.

В институте прогрессивной архитектуры в Каталонии разработали солнечную панель, которая может функционировать на растениях, мхе и почве. Плюсом такой технологии является отказ от опасных токсичных материалов и тяжелых металлов в производстве солнечных панелей. Тут используются специальные бактерии в крохотных топливных ячейках, размещенных в земле под корнями растений. Бактерии нужны для выработки дешевой энергии в мини-батареях. Растения будут обеспечивать жизненный цикл бактерий, а вода служить в качестве подпитки для всей системы. Такая инновационная система может работать на территориях, где солнечного света не так уж и много, если заменить растения мхом, так как он может расти в тени.

Солнечная энергия является общедоступным, бесплатным и неисчерпаемым источником энергии. Хотя расстояние от Земли до Солнца составляет 92,96 миллионов миль, однако поток солнечного света достигает поверхности Земли примерно за 10 минут.

Использование современных технологий способных преобразовать солнечную энергию дает возможность обеспечивать электричеством и теплом дома практически в любом углу земного шара. 

 Солнечную энергию по методу использования энергетических систем подразделяют на активную и пассивную. Примерами активной системы использования солнечной энергии могут служить фотоэлектрические панели, солнечные коллекторы. Пассивные технологии солнечной энергии применяются при проектировании зданий с учетом климатических условий, выбора строительного материала и максимального использования энергии солнца, для освещения, обогрева, циркуляции воздуха в помещениях

Мощность поступающего солнечного излучения в верхних слоях атмосферы Земли составляет 174 петаватт (PW). Около 30% отражается обратно в космос, а остальное поглощается океанами, облаками и сушей. Это в десятки тысяч раз больше общепринятых показателей мощности всех электростанций на планете.

Важную роль в изоляции солнечного излучения играет непрерывный процесс циркуляции воды. Гидрологический цикл в природе происходит под влиянием солнечной энергии и силы тяжести, которые перемещают воду между океанами, атмосферой и землей. Этот процесс вызывает процесс конденсации влаги в облаках, после чего она выпадает на землю в виде осадков.

Энергия солнечного света, преобразованная в зеленых растениях в процессе фотосинтеза, может накапливать химическую энергию. В результате разложения растений в недрах земли образовываются такие полезные ископаемые как нефть, газ, уголь и торф, которые успешно используются человечеством.

В сельском хозяйстве и садоводстве специалисты стремятся использовать энергию солнца по максимуму. Биоинтенсивное земледелие, например, включает создание смешанных посадок, выращивание специальных культур круглый год. Биоинтенсивное сельское хозяйство позволяет использовать до 99% меньше энергии, чем коммерческое сельское хозяйство.

Устройства подогрева воды за счет солнечной энергии нашим предкам были известны довольно давно. В регионах, где температурные показатели достигают высоких отметок вполне реально активное использование солнечного подогрева воды и отопления зданий.

Солнечные дымоходы и пассивные системы вентиляции с использованием конвекции воздуха нагретого солнечной энергией широко применялось еще в древности. Нагретая труба и воздух под воздействием солнца создают эффект всасывания и могут использоваться как для проветривания так и для охлаждения помещений.

 Солнечная энергия успешно применяется в солнечном опреснении морской воды. В качестве испарителя-опреснителя соленой воды выступает солнце. Полученную пресную воду можно использовать для нужд сельского хозяйства, в промышленности и в быту.

Одежду можно прекрасно сушить на солнце. Благодаря солнечным лучам постельное белье и одежда пахнут свежестью, к тому же солнечный свет это природный отбеливатель и дезинфектор.

Энергия солнца поможет приготовить, высушить или пастеризовать пищу.

Солнечная энергия может быть преобразована в электрическую. В настоящее время существует два метода преобразования энергии солнца в электричество с помощью фотовольтаики (или чаще его называют прямым методом преобразования) или концентрированной солнечной энергии (непрямой метод). Прямой метод (безмашинный) — это когда энергия солнца непосредственно преобразуется в электрическую без промежуточной стадии. В непрямом (машинном методе) имеет место промежуточная стадия преобразования энергии.

Преобразованная энергии солнечного света в органических веществах при помощи фотосинтеза давно используется в качестве сырья для технических нужд человечества. Такие виды топлива, как биогаз, биодизель и другие углеводороды, полученные из биомассы водородным или метановым способом, динамично развиваются в качестве источника энергии во многих отраслях народного хозяйства.

Солнечные тепловые системы хранения способны накапливать энергию и отдавать ее для последующего использования за счет материалов с высокой удельной теплоемкостью. К таким тепловым накопителям энергии относятся камень, крупнозернистый гравий, галька, земля, вода, соль, а также другие вещества. Вещества способны накапливать тепло при смене агрегатного состояния (плавлении-твердении, испарении-конденсации) таким образом энергии накапливается много, а температура практически не меняется.

Нефтяной кризис 1970 года предопределил, как краткосрочные, так и долгосрочные перспективы в мировой экономике в потребление нефти в качестве основного горючего. Наметились тенденции широкого внедрения и распространения альтернативных источников энергии, таких как энергия солнца и энергии ветра, земли, гейзеров.

Как источник энергии будущего, солнечная энергия — это исключительно чистый, простой и естественный способ получения энергии, который не связан ни с какой биологической опасностью.

При помощи специальных конструкций энергию солнца преобразовывают в тепло или электричество, которая используется в различных отраслях народного хозяйства.

 Солнечная энергия не наносит никакого вреда окружающей среде, является экологически чистым источником, не расходуют ресурсы полезных ископаемых и не нарушает тепловой баланс планеты.

Солнечная энергия является одним из наиболее широко используемых, надежных возобновляемых источников энергии.

Использование солнечного излучения особенно важно в космосе. Энергия солнца является одним из немногих источников энергии для обеспечения работоспособности спутников, автоматических межпланетных станций и космических кораблей.

Современные разработки и научные исследования в области солнечной энергии с применением нанотехнологий в будущем уменьшат затраты, и увеличат эффективность преобразования излучения Солнца в электричество.

Солнечная энергия в будущем может стать основным источником непрерывно возобновляемой энергии в биосфере Земли.

Земля получает около 1366 ватт прямого солнечного излучения на квадратный метр.

Самым распространенным способом получения альтернативной энергии являются солнечные электростанции. Крупнейшая в мире солнечная электростанция находится в пустыне Мохаве в Калифорнии, электростанция «Айванпа» занимает площадь 13 кв.км. Данная станция производит около 30% от всей «термальной энергии», производимой в США.

Солнечная энергия способна полностью решить энергетические проблемы, когда потребность в ее использовании носит временный характер. Наиболее интересные из них это защитный чехол для мобильного телефона, рюкзак с солнечной панелью, солнечные Bluetooth-наушники. Такие зарядные устройства позволяют зарядить любую электронику, в которой есть выход USB

Современные калькуляторы, применяемые в вычислительной технике, относится к виду самых простых и маломощных источников электрического тока основанных на работе от энергии солнечного света.

Солнечные панели могут использоваться для обеспечения электроэнергией. Такие устройства практически не требуют технического обслуживания.

 

По сути, такая энергия солнечного излучения бесплатная, единственные затраты — это изначальная стоимость оборудования. Кроме того, во многих странах существует множество государственных программ и налоговых льгот, предназначенные для стимулирования использования энергии солнца. Подобная политика государства позволяет существенно сэкономить средства владельцев на установку таких устройств.

Солнечная энергия вседоступный, неиссякаемый, экологический чистый и бесшумный источник электроэнергии. Отсутствие потребности в топливном ресурсе предоставляет возможность не зависеть от его стоимости и исключает проблемы транспортировки.

В развивающихся странах газ, нефть и уголь уже стали дороже солнечной энергии.

За последние три года было установлено 60% всех солнечных батарей.

Страны, занимающие лидирующие позиции в использовании энергии Солнца — Германия, Испания, Япония и Китай. 50% всех солнечных систем производится в Японии восходящего солнца для работы в домах обычных японцев.

Японская государственная политика стимулирует жителей пользоваться панелями и возмещает почти половину затрат на их установку.

1 кВт от сжигания 77 килограмм угля равен 1 кВт, выработанной солнечной панелью.

Широкое распространение и применение солнечных батарей стало реальным благодаря американским ученым и промышленникам, создавшим в 1955 году Ассоциацию Солнечной Энергетики.

Солнечная погода не нужна для работы панелей, энергия вырабатывается и при облачности. Аккумулятор накапливает электричество в солнечные дни, а расходует его в пасмурные и непогожие.

Солнечные лучи достигают Землю всего за 8 минут.

Самая мощная заполярная солнечная электростанция находится в Российской Федерации. Она была построена в Якутии в 2016 году. Среднегодовая выработка электроэнергии солнцем на станции позволит сэкономить 16 000 000 рублей или 300 тонн топлива.

По данным исследований Германского Аэрокосмического Центра: если в Сахаре поместить солнечные панели, то 1% пустыни будет достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией весь мир! Ежегодно человечество использует 13 ТВт энергии, а Сахара может подарить миру 450 ТВт энергии.

 

Китайские ученые планируют создать первую солнечную электростанцию в космосе к 2020 году. Вес станции будет около 10 000 тонн, а стоимость разработки — 1 триллион долларов.

 Популярность энергетики Солнца в России растет с каждым днем. Сжигание газа, нефти и угля приводит к загрязнению окружающей среды и глобальному потеплению.

Первый полет самолета, оснащенного солнечными батареями, состоялся в 1974 году в Калифорнии. К сожалению, название самолета до сих пор не известно — известно лишь то, что самолет был разработан братьями Роландом и Бобом Буше.

В 1975 году в Англии была сконструирована первая в мире лодка на солнечных батареях. В 1996 году Кеничи Хори из Японии впервые пересек Тихий океан на катамаране с приводом от солнечных батарей.

В 1987 году прошли первые в мире соревнования среди автомобилей на солнечных батареях World Solar Challenge. По условиям гонки, изначальная «зарядка» авто не должна превышать 5 кВт*ч — всю остальную энергию транспортные средства должны получать от солнца. Соревнования проводятся в Австралии. Маршрут гонки составляет 3021 км.

Solar Impulse — первый в мире самолет, работающий за счет солнечных батарей

В 2009 году швейцарским аэронавтом Бертраном Пикаром был представлен первый в мире пилотируемый самолёт Solar Impulse, способный летать исключительно за счет энергии Солнца. Солнечные панели покрывают крылья, горизонтальное оперение и фюзеляж самолета. Батареи вырабатывают электроэнергию, которая используется для питания четырех электродвигателей и зарядки аккумуляторов. Технология позволяет самолету держаться в воздухе неограниченно долго, запасая энергию в аккумуляторных батареях.

С 9 марта Solar Impulse осуществляет кругосветный полет. Маршрут рассчитан на 12 участков с посадками в 9 городах. Самые длинные участки пути потребуют до 120 часов непрерывного полета.

Семьи в Древней Греции строили свои дома таким образом, чтобы получать как можно больше солнечной энергии в течение холодных зимних месяцев.

Устанавливая солнечные коллекторы мы меняем жизнь к лучшему!

Рекомендую так же посмотреть Солнечный гриль и Самая крупная солнечная электростанция на воде

Спасибо за интерес. Оценивайте, комментируйте, делитесь, подписывайтесь.