Ngayon, ang problema sa pagkonsumo ng enerhiya ay medyo talamak - ang mga mapagkukunan ng planeta ay hindi walang katapusang, at sa panahon ng pag-iral nito, ang sangkatauhan ay lubos na nawasak kung ano ang ibinigay ng kalikasan. Sa ngayon, ang karbon at langis ay aktibong mina, ang mga reserba nito ay nagiging mas maliit araw-araw. Ang kapangyarihan ng pag-iisip ay nagbigay-daan sa sangkatauhan na gumawa ng isang hindi kapani-paniwalang hakbang sa hinaharap at gumamit ng atomic energy, na nagdadala kasama ng biyayang ito ng malaking panganib sa buong kapaligiran.
Ang isyu sa kapaligiran ay hindi gaanong talamak - ang aktibong pagkuha ng mga mapagkukunan at ang karagdagang paggamit ng mga ito ay negatibong nakakaapekto sa estado ng planeta, na nagbabago hindi lamang sa likas na katangian ng mga lupa, kundi maging sa klimatiko na mga kondisyon.
Iyon ang dahilan kung bakit palaging binibigyang pansin ang mga likas na pinagmumulan ng enerhiya, gaya ng tubig o hangin. Sa wakas, pagkatapos ng napakaraming taon ng aktibong pananaliksik at pag-unlad, ang sangkatauhan ay "lumago" sa paggamit ng solar energy sa Earth. Tungkol sa kanya ang pag-uusapan natin.
Ano ang nakakaakit dito
Bago lumipat sa mga partikular na halimbawa, alamin natin kung bakit interesado ang mga mananaliksik sa buong mundo sa ganitong uri ng produksyon ng enerhiya. Ang pangunahing pag-aari nito ay maaaring tawaging hindi mauubos. Sa kabila ng maraming hypotheses, ang posibilidad na ang isang bituin tulad ng Araw ay lalabas sa malapit na hinaharap ay napakaliit. Nangangahulugan ito na may pagkakataon ang sangkatauhan na makatanggap ng malinis na enerhiya sa ganap na natural na paraan.
Ang pangalawang hindi mapag-aalinlanganang bentahe ng paggamit ng solar energy sa Earth ay ang pagiging friendly sa kapaligiran ng opsyong ito. Ang epekto sa kapaligiran sa ilalim ng gayong mga kondisyon ay magiging zero, na kung saan ay nagbibigay sa buong mundo ng mas maliwanag na hinaharap kaysa sa nagbubukas sa patuloy na pagkuha ng limitadong mapagkukunan sa ilalim ng lupa.
Sa wakas, dapat bigyan ng espesyal na pansin ang katotohanan na ang paggamit ng solar energy ay nagdudulot ng pinakamababang panganib sa mga tao.
Talagang
Ngayon, punta tayo sa punto. Ang medyo patula na pangalan na "solar energy" ay talagang nagtatago sa conversion ng radiation sa kuryente gamit ang mga espesyal na binuo na teknolohiya. Ang prosesong ito ay ibinibigay ng mga photovoltaic cell, na lubos na aktibong ginagamit ng sangkatauhan para sa sarili nitong mga layunin, at medyo matagumpay.
Solar radiation
Nangyari sa kasaysayan na ang pangngalang "radiation" ay nagbubunga ng mas maraming negatibong asosasyon kaysa sa mga positibong nauugnay sa mga sakuna na gawa ng tao na nagawa ng mundo na mabuhay sa buong buhay nito. Gayunpaman, ang teknolohiya ng paggamit ng enerhiya ng Araw sa Earth ay nagbibigay para sa pagtatrabaho dito.
Sa pangkalahatan,ang ganitong uri ng radiation ay electromagnetic radiation, ang saklaw nito ay nasa pagitan ng 2.8 at 3.0 microns.
Ang solar spectrum na matagumpay na ginamit ng sangkatauhan ay talagang binubuo ng tatlong uri ng mga alon: ultraviolet (mga 2%), humigit-kumulang 49% ay mga light wave at, sa wakas, ang parehong halaga ay nasa infrared radiation. Ang solar energy ay may maliit na bilang ng iba pang mga bahagi, ngunit ang kanilang papel ay napakaliit na wala silang espesyal na epekto sa buhay ng Earth.
Ang dami ng solar energy na tumatama sa Earth
Ngayong natukoy na ang komposisyon ng spectrum na ginamit para sa kapakinabangan ng sangkatauhan, isa pang mahalagang katangian ng mapagkukunang ito ang dapat pansinin. Ang paggamit ng solar energy sa Earth ay tila napaka-promising din dahil ito ay makukuha sa medyo malalaking dami sa halos kaunting gastos sa pagproseso. Ang kabuuang dami ng enerhiya na ibinubuga ng isang bituin ay napakataas, ngunit humigit-kumulang 47% ang umabot sa ibabaw ng Earth, na katumbas ng pitong daang quadrillion kilowatt-hours. Para sa paghahambing, tandaan namin na isang kilowatt-hour lang ang makakapagbigay ng sampung taong pagpapatakbo ng bombilya na may lakas na isang daang watts.
Ang lakas ng radiation ng Araw at ang paggamit ng enerhiya sa Earth, siyempre, ay depende sa ilang mga salik: klimatiko kondisyon, anggulo ng saklaw ng mga sinag sa ibabaw, panahon at heograpikal na lokasyon.
Kailan at magkano
Madaling hulaan na ang araw-araw na dami ng solar energy na bumabagsak sa ibabawAng Earth ay patuloy na nagbabago, dahil ito ay direktang nakasalalay sa posisyon ng planeta na may kaugnayan sa Araw at ang paggalaw ng luminary mismo. Matagal nang alam na sa tanghali ang radiation ay pinakamataas, habang sa umaga at gabi ang bilang ng mga sinag na umaabot sa ibabaw ay mas kaunti.
Masasabi nating may kumpiyansa na ang paggamit ng solar energy ay magiging pinakaproduktibo sa mga rehiyon na mas malapit hangga't maaari sa equatorial strip, dahil doon na ang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang indicator ay minimal, na nagpapahiwatig ng maximum na dami ng radiation na umaabot sa ibabaw ng planeta. Halimbawa, sa mga lugar sa disyerto sa Africa, ang taunang dami ng radiation ay umaabot sa average na 2200 kilowatt-hours, habang sa Canada o, halimbawa, Central Europe, ang mga numero ay hindi lalampas sa 1000 kilowatt-hours.
Solar energy sa kasaysayan
Kung sa tingin mo ay malawak hangga't maaari, ang mga pagtatangka na "paamoin" ang dakilang liwanag na nagpapainit sa ating planeta ay nagsimula noong sinaunang panahon sa panahon ng paganismo, kung kailan ang bawat elemento ay kinakatawan ng isang hiwalay na diyos. Gayunpaman, siyempre, ang paggamit ng solar energy ay hindi pinag-uusapan - naghari ang magic sa mundo.
Ang paksa ng paggamit ng enerhiya ng Araw sa Earth ay nagsimulang aktibong itaas lamang sa pagtatapos ng ika-14 - simula ng ika-20 siglo. Ang isang tunay na tagumpay sa agham ay ginawa noong 1839 ni Alexander Edmond Becquerel, na pinamamahalaang maging ang nakatuklas ng photovoltaic effect. Ang pag-aaral ng paksang ito ay tumaas nang malaki, at pagkatapos ng 44 na taon, nagawa ni Charles Fritts na idisenyo ang kauna-unahang pagkakataon.modyul na batay sa gold-plated selenium. Ang paggamit na ito ng enerhiya ng Araw sa Earth ay nagbigay ng kaunting inilabas na kuryente - ang kabuuang halaga ng produksyon noon ay hindi hihigit sa 1%. Gayunpaman, para sa buong sangkatauhan, ito ay isang tunay na tagumpay, na nagbukas ng mga bagong abot-tanaw ng agham, na hindi man lang pinangarap noon.
Si Albert Einstein mismo ay gumawa ng malaking kontribusyon sa pagbuo ng solar energy. Sa modernong mundo, ang pangalan ng siyentipiko ay mas madalas na nauugnay sa kanyang tanyag na teorya ng relativity, ngunit sa katunayan, siya ay ginawaran ng Nobel Prize para mismo sa pag-aaral ng panlabas na photoelectric effect.
Hanggang ngayon, ang teknolohiya ng paggamit ng solar energy sa Earth ay nakakaranas ng mabilis na pagtaas o hindi gaanong mabilis na pagbagsak, gayunpaman, ang sangay ng kaalaman na ito ay patuloy na ina-update sa mga bagong katotohanan, at maaari tayong umasa na sa nakikinita na hinaharap, ang pinto sa isang ganap na bagong mundo ay magbubukas sa harap natin. kapayapaan.
Kalaban natin ang kalikasan
Napag-usapan na natin ang tungkol sa mga pakinabang ng paggamit ng enerhiya ng Araw sa Earth. Ngayon bigyang-pansin natin ang mga disadvantage ng paraang ito, na, sa kasamaang-palad, ay hindi mas mababa.
Dahil sa direktang pag-asa sa heyograpikong lokasyon, klimatikong kondisyon at paggalaw ng Araw, ang paggawa ng solar energy sa sapat na dami ay nangangailangan ng malalaking gastos sa teritoryo. Ang ilalim na linya ay na mas malaki ang lugar ng pagkonsumo at pagproseso ng solar radiation, mas malaki ang halaga ng environment friendly na enerhiya na matatanggap natin sa output. Ang paglalagay ng ganyanang malalaking sistema ay nangangailangan ng maraming libreng espasyo, na nagdudulot ng ilang partikular na problema.
Ang isa pang problema tungkol sa paggamit ng solar energy sa Earth ay direktang nauugnay sa oras ng araw, dahil ang henerasyon ay magiging sero sa gabi, at lubhang hindi gaanong mahalaga sa umaga at gabi.
Ang isang karagdagang kadahilanan ng panganib ay ang mismong lagay ng panahon - ang mga biglaang pagbabago sa mga kondisyon ay maaaring magkaroon ng lubhang negatibong epekto sa pagpapatakbo ng ganitong uri ng system, dahil nagdudulot sila ng mga kahirapan sa pag-debug ng kinakailangang kapangyarihan. Sa isang diwa, maaaring mapanganib ang mga sitwasyong may matinding pagbabago sa dami ng pagkonsumo at produksyon.
Malinis ngunit mahal
Ang paggamit ng solar energy sa Earth ay mahirap sa ngayon dahil sa mataas na halaga nito. Ang mga photocell na kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga pangunahing proseso ay may medyo mataas na gastos. Siyempre, ang mga positibong aspeto ng paggamit ng ganitong uri ng mapagkukunan ay nagbubunga, ngunit mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view, sa ngayon ay hindi na kailangang pag-usapan ang tungkol sa buong pagbabayad ng mga gastos sa cash.
Gayunpaman, gaya ng ipinapakita ng trend, unti-unting bumababa ang presyo ng mga solar cell, kaya pagdating ng panahon ay ganap na malulutas ang problemang ito.
Abala ng proseso
Ang paggamit ng Araw bilang pinagmumulan ng enerhiya ay mahirap din dahil ang pamamaraang ito ng pagproseso ng mga mapagkukunan ay medyo matrabaho at hindi maginhawa. Ang pagkonsumo at pagproseso ng radiation ay direktang nakasalalay sa kalinisan ng mga plato, na medyo may problema upang matiyak. Bilang karagdagan, labisAng pag-init ng mga elemento ay negatibong nakakaapekto sa proseso, na mapipigilan lamang sa pamamagitan ng paggamit ng pinakamakapangyarihang mga sistema ng paglamig, na nangangailangan ng mga karagdagang gastos sa materyal, at malaki.
Bukod pa rito, ang mga plate na ginagamit sa mga solar collector, pagkatapos ng 30 taon ng aktibong trabaho, ay unti-unting hindi nagagamit, at ang halaga ng solar cell ay nabanggit kanina.
isyu sa kapaligiran
Noong una ay sinabi na ang paggamit ng ganitong uri ng mapagkukunan ay makapagliligtas sa sangkatauhan mula sa medyo malubhang problema sa kapaligiran sa hinaharap. Ang pinagmumulan ng mga mapagkukunan at ang huling produkto ay tunay na kasing-kapaligiran hangga't maaari.
Gayunpaman, ang paggamit ng solar energy, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga solar collectors ay ang paggamit ng mga espesyal na plato na may mga photocell, ang paggawa nito ay nangangailangan ng maraming nakakalason na sangkap: lead, arsenic o potassium. Ang kanilang paggamit ay hindi nagdudulot ng anumang pinsala sa kapaligiran, gayunpaman, dahil sa kanilang limitadong habang-buhay, sa paglipas ng panahon, ang pagtatapon ng mga plato ay maaaring maging isang malubhang problema.
Upang limitahan ang negatibong epekto sa kapaligiran, unti-unting lumilipat ang mga manufacturer sa thin-film wafers, na may mas mababang halaga at hindi gaanong nakapipinsalang epekto sa kapaligiran.
Mga paraan para sa pag-convert ng radiation sa enerhiya
Ang mga pelikula at aklat tungkol sa kinabukasan ng sangkatauhan ay halos palaging nagbibigay sa atin ng halos parehong larawan ng prosesong ito, na, sa katunayan,maaaring malaki ang pagkakaiba sa katotohanan. Mayroong ilang mga paraan upang mag-convert.
Ang pinakakaraniwan ay ang naunang inilarawan na paggamit ng mga photocell.
Bilang alternatibo, aktibong gumagamit ang sangkatauhan ng solar thermal energy, batay sa pag-init ng mga espesyal na ibabaw, na nagbibigay-daan sa pagpainit ng tubig na may tamang direksyon ng temperaturang nakuha. Kung pasimplehin mo ang prosesong ito hangga't maaari, maihahambing ito sa mga tangke na ginagamit para sa mga shower sa tag-araw sa mga pribadong bahay.
Ang isa pang paraan ng paggamit ng radiation upang makabuo ng enerhiya ay ang "solar sail", na maaari lamang gumana sa isang vacuum. Ang ganitong uri ng system ay nagko-convert ng radiation sa kinetic energy.
Ang problema ng kakulangan ng henerasyon sa gabi ay bahagyang nalutas ng mga solar balloon power plant, na ang operasyon nito ay nagpapatuloy dahil sa akumulasyon ng inilabas na enerhiya at ang tagal ng proseso ng paglamig.
Kami at ang solar power
Ang mga mapagkukunan ng solar at wind energy sa Earth ay aktibong ginagamit, bagama't madalas ay hindi natin ito napapansin. Mas maaga, ang katutubong pag-init ng tubig sa isang panlabas na shower ay nabanggit na. Sa katunayan, kadalasang ginagamit ang solar energy para sa mga layuning ito. Gayunpaman, marami pang ibang halimbawa: sa halos lahat ng tindahan ng ilaw ay makakahanap ka ng mga imbakan na bombilya na maaaring gumana nang walang kuryente kahit sa gabi salamat sa enerhiyang naipon sa araw.
Ang mga pag-install batay sa mga photocell ay aktibong ginagamit sa lahat ng uri ng pumping station at ventilation system.
Kahapon, ngayon, bukas
Ang isa sa pinakamahalagang mapagkukunan para sa sangkatauhan ay ang solar energy, at ang mga prospect para sa paggamit nito ay napakataas. Ang industriyang ito ay aktibong pinondohan, pinalawak at pinabuting. Ngayon ang solar energy ay pinaka-binuo sa Estados Unidos, kung saan ginagamit ito ng ilang rehiyon bilang isang ganap na alternatibong pinagmumulan ng kuryente. Gayundin, ang mga power plant ng ganitong uri ay nagpapatakbo sa Mojave Desert. Ang ibang mga bansa ay matagal nang patungo sa ganitong uri ng pagbuo ng kuryente, na maaaring malutas sa lalong madaling panahon ang problema ng polusyon sa kapaligiran.
