La energía solar – esto … Utilización de los paneles solares

En los últimos años, los científicos están particularmente interesados en las fuentes de energía alternativas. Petróleo y gas se terminará tarde o temprano, por lo que pensar en cómo vamos a sobrevivir en esta situación, es necesario ahora. En Europa, las turbinas eólicas son ampliamente utilizados, que está tratando de extraer energía del océano, y nos habla de la energía solar. Después de todo, la estrella que vemos casi todos los días en el cielo, puede ayudar a conservar los recursos no renovables y mejorar el medio ambiente. El valor del sol a la Tierra no puede ser sobreestimada – le da el calor, la luz y permite que la función de toda la vida en el planeta. ¿Por qué no encontrarlo otra aplicación?

Un poco de historia

En el físico mediados del siglo 19 Aleksandr Edmon Bekkerel descubrió el efecto fotovoltaico. A finales del siglo Charlz Fritts desarrolló el primer dispositivo capaz de procesar la energía solar en electricidad. Se utilizó el selenio recubierto con una fina capa de oro. El efecto era débil, pero es esta invención se asocia a menudo con el comienzo de la era de la energía solar. Algunos estudiosos no están de acuerdo con esta formulación. Llamaron al fundador de la era de la energía solar, mundialmente conocido científico Alberta Eynshteyna. En 1921 recibió el Premio Nobel por su explicación de las leyes del efecto fotoeléctrico externo.

Parecería que la energía solar – esta es una manera prometedora de desarrollo. Sin embargo, hay muchos obstáculos con el fin de que se ajuste a cada hogar – principalmente económicas y ambientales. ¿Qué se incluye en el costo de los paneles solares, la cantidad de daño que pueden causar el medio ambiente y qué más hay maneras de generar energía, aprendemos más tarde.

la acumulación de métodos

La tarea más urgente asociada con la domesticación de la energía del sol, no es sólo para recibirlo, pero la acumulación. Y esto es lo más difícil. Actualmente, los científicos han desarrollado sólo 3 maneras a la plena incorporación de la energía solar.

La primera se basa en el uso de un espejo parabólico y un poco como jugar con una lupa, que es familiar para todos desde la infancia. La luz pasa a través de la lente, reuniendo en un punto. Si se pone un trozo de papel, que se encenderá cuando la temperatura cruzó los rayos del sol es muy alta en este lugar. El espejo parabólico es un disco cóncavo, se asemeja a un recipiente poco profundo. Este espejo, a diferencia de la lupa no transmite, sino que refleja la luz del sol recogiéndolo en un punto, que por lo general se dirige a una tubería de agua negro. Este color se utiliza porque absorbe mejor la luz. El agua en el tubo bajo la acción de la luz solar se calienta y se puede utilizar para generar electricidad o para la calefacción de casas pequeñas.

calentador plana

Este método utiliza un sistema completamente diferente. receptor solar se parece a una estructura de múltiples capas. Su principio de funcionamiento es el siguiente.

Pasando a través del cristal, los rayos caen sobre el metal oscurecido que se sabe que es mejor absorbe la luz. La radiación solar se convierte en energía térmica , y calienta el agua, que está bajo la placa de hierro. Además, todo ocurre como en el primer método. El agua calentada se puede utilizar ya sea para el calentamiento o para la producción de energía eléctrica. Sin embargo, la eficacia de este método no es lo suficientemente alta como para usarlo en todas partes.

Típicamente, el así obtenido energía solar – es cálido. Para la electricidad es mucho más probable que utilice el tercer método.

células solares

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con este tipo de fuentes de energía. Esto implica el uso de varias baterías o paneles solares, que se pueden encontrar en los techos de muchos de los hogares de hoy. Tal método es complicado descrito anteriormente, pero es mucho más prometedor. El es el que le da la capacidad de convertir la energía solar en electricidad a escala industrial.

paneles especiales destinados a captar los rayos hechas de cristales ricos en sílice. La luz solar que cae sobre ellos, golpea un electrón de su órbita. En su lugar, busca inmediatamente otra, cadena en movimiento continuo obtenido de este modo, lo que crea una corriente. Se utiliza de inmediato si es necesario proporcionar dispositivos o almacenada en forma de energía eléctrica en baterías especiales.

La popularidad de este método basado en el hecho de que le permite obtener más de 120 vatios con un solo metro cuadrado de panel solar. En este caso, los paneles tienen un espesor relativamente pequeño, lo que les permite colocar prácticamente en cualquier lugar.

Tipos de paneles de silicio

Hay varios tipos de células solares. La primera hechos usando silicio de cristal único. Su eficiencia es de aproximadamente 15%. Estos paneles solares son los más caros.

Eficiencia de las células de silicio policristalino, llega a 11%. Cuestan menos que el material para ellos se obtiene mediante una tecnología simplificada. El tercer tipo es el más económico y tiene una eficiencia mínima. Este panel de silicio amorfo, es decir no cristalino. Además de los malos resultados, tienen una desventaja importante – la fragilidad.

Algunos fabricantes para aumentar la eficiencia afectan a ambos lados del panel solar – parte trasera y delantera. Esto le permite captar la luz en grandes volúmenes, y aumenta la cantidad de energía que se produce en un 15-20%.

fabricantes nacionales

La energía solar en el mundo es cada vez más común. Incluso en nuestro país estamos interesados en aprender acerca de la industria. A pesar del hecho de que Rusia no ha sido muy activo es el desarrollo de energías alternativas, se han logrado algunos avances. Actualmente, la creación de paneles de energía solar tarda unas pocas organizaciones – en su mayoría instituciones académicas de diversos tipos, y las fábricas para la producción de aparatos eléctricos.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Planta Mecánica Kovrov".
3. Todo el Instituto federal de investigación para la electrificación de Agricultura.
4. Construcción de máquinas NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC "Planta Ryazan de dispositivos de metal-cerámica."
7. JSC Pravdinsky fuentes de la planta piloto de una corriente "positivo".

Esta es sólo una pequeña parte de las empresas, tomando parte activa en el desarrollo de energías alternativas en Rusia.

Impacto en el medio ambiente

La negativa de las fuentes de energía de carbón y petróleo no sólo está relacionado con el hecho de que estos recursos, tarde o temprano acabará. El hecho de que son muy perjudiciales para el medio ambiente – contaminar el suelo, el aire y el agua, contribuyen al desarrollo de enfermedades en los seres humanos y reducir la inmunidad. Es por ello que las fuentes alternativas de energía deben ser seguros desde el punto de vista ambiental.

El silicio, que se utiliza para la producción de células solares por sí mismo es seguro, ya que es un material natural. Pero después de la limpieza sigue siendo residuos. Pueden causar daño a los seres humanos y el medio ambiente si se usa incorrectamente.

Además, el sitio es completamente lleno de paneles solares, puede perturbar la iluminación natural. Esto dará lugar a cambios en el ecosistema existente. Pero, en general, el impacto sobre el medio ambiente de los dispositivos para la conversión de la energía solar es mínimo.

economía

El mayor coste de producción de células solares están asociados con el alto coste de las materias primas. Como hemos visto, los paneles especiales se crean utilizando silicio. A pesar de que este mineral se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, con su presa ató un gran problema. El hecho de que el silicio, que es más de una cuarta parte de la masa de la corteza terrestre, no es adecuado para la producción de células solares. Para este propósito, el material solamente puro adecuado obtenerse por métodos industriales. Por desgracia, fuera de la arena para obtener el silicio puro es extremadamente problemático.

Por el precio de este recurso es comparable con el uranio se utiliza en las centrales nucleares. Por eso, el costo de las células solares actualmente se mantiene en un nivel bastante alto.

la tecnología moderna

Los primeros intentos de domesticar la energía solar existe desde hace mucho tiempo. Desde entonces, muchos investigadores se han esforzado activamente en la búsqueda de los equipos más eficientes. Debe ser no sólo económicamente competitiva, sino también compacto. Su eficiencia debe esforzarse por lograr el máximo.

Los primeros pasos para un dispositivo ideal para recibir y convertir la energía solar se han hecho a la invención de las baterías de silicio. Por supuesto, el precio es bastante alto, pero los paneles se pueden colocar en los techos y paredes de las casas, donde no interferir con cualquier persona. La eficiencia de este tipo de baterías es innegable.

Pero la mejor manera de aumentar la popularidad de la energía solar – que sea más barato. científicos alemanes ya han sugerido para sustituir al silicio, fibras sintéticas, que pueden ser integrados en un tejido u otros materiales. La eficiencia de una célula solar de este tipo no es muy alto. Pero la camisa intercaladas con las fibras sintéticas puede, al menos, para proveer de electricidad a un teléfono inteligente o un reproductor. Trabajando activamente en el campo de la nanotecnología. Probablemente, van a permitir que el sol se convierta en la fuente más popular de la energía en este siglo. Especialistas de la compañía scates AS de Noruega ya ha declarado que la nanotecnología a reducir el costo de los paneles solares es de 2 veces.

la energía solar para los hogares

En la vivienda, que a su vez se asegurará de que el sueño de muchos segura: no hay dependencia de la calefacción central, el pago de facturas de dificultad y daños al medio ambiente. Ya, muchos países están activamente construir viviendas, que sólo consume energía derivada de fuentes alternativas. Un ejemplo claro – la llamada casa solar.

Durante la construcción se requerirá mayores inversiones que el tradicional. Pero después de varios años de funcionamiento, todos los gastos serán devueltos – tienen que pagar para calefacción, agua caliente y electricidad. En la casa solar todas estas comunicaciones están ligados a los paneles fotovoltaicos específicas colocadas en el techo. Y por lo tanto obtienen los recursos energéticos no sólo gasta en las necesidades actuales, sino también que se acumulen para su uso por la noche y en días nublados.

En la actualidad, la construcción de estas casas se lleva a cabo no sólo en los países cercanos al ecuador, donde la energía del sol para producir la forma más fácil. También erigidas en Canadá, Finlandia y Suecia.

Pros y contras

Desarrollo de tecnologías para aprovechar la energía solar en todas partes, podría ser más activo. Sin embargo, hay algunas razones por las que todavía no es una prioridad. Como hemos dicho anteriormente, en la fabricación de paneles producidos por sustancias nocivas para el medioambiente. Además, el equipo de acabado contiene en su composición de galio, arsénico, cadmio y plomo.

Plantea muchas preguntas y la necesidad de reciclaje de paneles fotovoltaicos. Después de 50 años de trabajo que van a ser apta para el servicio, y tienen que matar de alguna manera. ¿Causa un daño tremendo a la naturaleza? También hay que tener en cuenta que la energía solar – es voluble eficiencia de los recursos de la producción de la cual depende de la hora del día y el clima. Esto es un inconveniente significativo.

Sin embargo, los profesionales, por supuesto. La energía solar se puede producir en prácticamente cualquier punto de la Tierra, y equipo para su preparación y transformación puede ser tan pequeña que se ajuste en la parte posterior del teléfono inteligente. Lo que es más importante, este recurso renovable, es decir, la cantidad de energía solar se mantienen sin cambios durante al menos mil años.

perspectivas

El desarrollo de tecnologías de energía solar debería resultar en menores costos para crear artículos. Ya hay paneles de vidrio que se pueden instalar en las ventanas. El desarrollo de la nanotecnología ha permitido a inventar una pintura que se pulveriza sobre los paneles solares y podría reemplazar capa de silicio. Si el costo de la energía solar se cae un par de veces, su popularidad también crecerá muchas veces.

La creación de pequeños paneles para aplicaciones individuales permitirá a las personas en todas las circunstancias para utilizar la energía solar – en casa, en el coche o incluso en el país. Gracias a su distribución para reducir la carga sobre el poder central, porque la gente será capaz de cargar pequeños aparatos electrónicos.

expertos de Shell creen que para el año 2040 aproximadamente la mitad de la energía mundial se genera a partir de recursos renovables. Ya en Alemania, el consumo de la energía solar está creciendo rápidamente, y la capacidad de la batería es más de 35 gigavatios. Japón también está desarrollando activamente esta industria. Estos dos países – los líderes de la energía solar en el mundo. Probablemente, pronto a hacer venir a los Estados Unidos.

Otras fuentes de energía alternativas

Los científicos no dejan de rompecabezas sobre el hecho de que todavía se puede utilizar para producir electricidad o calor. Dar ejemplos de las fuentes de energía alternativas más prometedoras.

Las turbinas de viento se pueden encontrar en casi todos los países. Incluso en las calles de muchas ciudades rusas instalar luces que son autosuficientes en electricidad a partir de energía eólica. Ciertamente, el costo de su más alta que el promedio, pero con el tiempo se le reembolsará la diferencia.

Hace mucho tiempo que se inventó la tecnología para producir energía a partir de la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie del océano y en profundidad. China va activamente para desarrollar esta área. En los próximos años, frente a la costa de China se va a construir la mayor planta de energía que se ejecutan en esta tecnología. Hay otros usos del mar. Por ejemplo, en Australia, están planeando para establecer una planta de energía que genera energía a partir de la fuerza de las corrientes de agua.

Hay muchas otras maneras de producir electricidad o calor. Pero en el contexto de muchas otras opciones de energía solar – que es realmente prometedor campo de la ciencia.