Использование энергии солнца - Экологические проблемы энергетики

Солнечная энергия обладает неоспоримыми преиму-ществами перед традиционными органическим и ядер-ным горючим. Это исключительно чистый вид энер-гии, который не загрязняет окружающую среду, а само ее использование не связано ни с какой биологической опасностью. Использование солнечной энергии в боль-ших масштабах не нарушает сложившегося в эволю-ции энергетического баланса нашей планеты.

Это практически неисчерпаемый источник энергии. Ее можно использовать прямо (посредством улавлива-ния техническими устройствами) или опосредованно через продукты фотосинтеза, круговорот воды, движе-ние воздушных масс и другие процессы, которые обус-ловливаются солнечными явлениями.

Использование солнечного тепла - наиболее про-стой и дешевый путь решения отдельных энергети-ческих проблем. Подсчитано, что в США для обогре-ва помещений и горячего водоснабжения расходуется около 25% производимой в стране энергии. В север-ных странах, в том числе и в России, эта доля заметно выше. Между тем, значительная доля тепла, необ-ходимого для этих целей, может быть получена по-средством улавливания энергии солнечных лучей. Эти возможности тем значительнее, чем больше прямой сол-нечной радиации поступает на поверхность Земли.

Отопление и горячее водоснабжение как низкотем-пературные процессы преобразования солнечной энер-гии в теплоту могут быть осуществлены сравнитель-но простыми техническими средствами. Солнечные водонагреватели начинают использоваться для целей тепло - и горячего водоснабжения индивидуальных по-требителей в южных климатических зонах.

Наиболее распространено улавливание солнечной энергии посредством различного вида коллекторов. В простейшем виде это темного цвета поверхности для улавливания тепла и приспособления для его накоп-ления и удержания. Оба блока могут представлять единое целое. Коллекторы помещаются в прозрачную камеру, которая действует по принципу парника. Име-ются также устройства для уменьшения рассеивания энергии (хорошая изоляция) и ее отведения, напри-мер, потоками воздуха или воды.

Еще более просты нагревательные системы пассив-ного типа. Циркуляция теплоносителей здесь осуще-ствляется в результате конвекционных токов: нагре-тый воздух или вода поднимается вверх, а их место занимают более охлажденные теплоносители. При-мером такой системы может служить помещение с обширными окнами, обращенными к солнцу, и хо-рошими изоляционными свойствами материалов, спо-собными длительно удерживать тепло. Для умень-шения перегрева днем и теплоотдачи ночью исполь-зуются шторы, жалюзи, козырьки и другие защит-ные приспособления. В данном случае проблема наи-более рационального использования солнечной энер-гии решается через правильное проектирование зда-ний. Некоторое удорожание строительства перекрывается эффектом использования дешевой и идеально чистой энергии.

Преобразование солнечной энергии в электрическую возможно посредством использования фотоэлементов, в которых солнечная энергия индуцируется в элект-рический ток без всяких дополнительных устройств. Солнечная энергия - практически неограниченный источник, мощность которого на поверхности Земли оценивается в 20 млрд кВт. Годовой поток солнечной энергии на Землю эквивалентен 1,2- 10й т условного топлива. Для сравнения можно указать, что мировые запасы органического топлива равняются всего 6 * 1012 т условного топлива.

Крупномасштабное производство электроэнергии на солнечных электростанциях имеет определенные труд-ности, поскольку источник солнечной энергии отлича-ется низкой плотностью. Поэтому площадь для сбора солнечной энергии и ее концентрации на оптических системах доходит до нескольких десятков квадратных километров. Из-за большой стоимости единицы по-верхности модулей концентратов создание мощных СЭС требует значительных затрат.

Похожие статьи




Использование энергии солнца - Экологические проблемы энергетики

Предыдущая | Следующая