Hari ini, masalah penggunaan tenaga agak meruncing - sumber planet ini tidak berkesudahan, dan semasa kewujudannya, manusia telah memusnahkan apa yang diberikan oleh alam semula jadi. Pada masa ini, arang batu dan minyak sedang dilombong secara aktif, yang rizabnya semakin kecil setiap hari. Kuasa pemikiran membolehkan manusia mengambil langkah yang luar biasa ke masa depan dan menggunakan tenaga atom, membawa bersama-sama nikmat ini bahaya besar kepada seluruh alam sekitar.
Isu alam sekitar tidak kurang teruknya - pengekstrakan sumber secara aktif dan penggunaannya selanjutnya memberi kesan buruk kepada keadaan planet ini, bukan sahaja mengubah sifat tanah, malah keadaan iklim.
Itulah sebabnya perhatian khusus sentiasa diberikan kepada sumber tenaga semula jadi, seperti air atau angin. Akhirnya, selepas bertahun-tahun penyelidikan dan pembangunan aktif, manusia telah "berkembang" dengan penggunaan tenaga suria di Bumi. Mengenai dialah yang akan kita bincangkan lebih lanjut.
Apa yang menarik tentang ini
Sebelum beralih kepada contoh khusus, mari ketahui sebab penyelidik di seluruh dunia begitu berminat dengan jenis pengeluaran tenaga ini. Aset utamanya boleh dipanggil tidak habis-habis. Walaupun terdapat banyak hipotesis, kemungkinan bintang seperti Matahari akan padam dalam masa terdekat adalah sangat kecil. Ini bermakna manusia berpeluang menerima tenaga bersih dengan cara yang semula jadi.
Kelebihan kedua yang tidak diragukan menggunakan tenaga suria di Bumi ialah kemesraan alam sekitar pilihan ini. Kesan terhadap alam sekitar dalam keadaan sedemikian akan menjadi sifar, yang seterusnya memberikan seluruh dunia masa depan yang jauh lebih cerah daripada yang terbuka dengan pengekstrakan berterusan sumber bawah tanah yang terhad.
Akhir sekali, perhatian khusus harus diberikan kepada fakta bahawa penggunaan tenaga suria menimbulkan bahaya paling sedikit kepada manusia.
Sungguh
Sekarang mari kita ke intinya. Nama yang agak puitis "tenaga suria" sebenarnya menyembunyikan penukaran sinaran kepada elektrik menggunakan teknologi yang dibangunkan khas. Proses ini disediakan oleh sel fotovoltaik, yang sangat aktif digunakan oleh manusia untuk tujuannya sendiri, dan agak berjaya.
Sinaran suria
Ia berlaku dalam sejarah bahawa kata nama "radiasi" membangkitkan lebih banyak persatuan negatif daripada yang positif berkaitan dengan bencana buatan manusia yang dunia berjaya bertahan sepanjang hayatnya. Namun begitu, teknologi menggunakan tenaga Matahari di Bumi menyediakan untuk bekerja dengannya.
Pada asasnya,sinaran jenis ini ialah sinaran elektromagnet, julatnya antara 2.8 dan 3.0 mikron.
Spektrum suria yang berjaya digunakan oleh manusia sebenarnya terdiri daripada tiga jenis gelombang: ultraungu (kira-kira 2%), kira-kira 49% adalah gelombang cahaya dan, akhirnya, jumlah yang sama adalah dalam sinaran inframerah. Tenaga suria mempunyai sebilangan kecil komponen lain, tetapi peranannya sangat kecil sehingga ia tidak memberi kesan istimewa kepada kehidupan Bumi.
Jumlah tenaga suria yang melanda Bumi
Sekarang komposisi spektrum yang digunakan untuk faedah manusia telah ditentukan, satu lagi ciri penting sumber ini harus diberi perhatian. Penggunaan tenaga suria di Bumi nampaknya sangat menjanjikan juga kerana ia boleh didapati dalam kuantiti yang agak besar pada kos pemprosesan yang hampir minimum. Jumlah tenaga yang dipancarkan oleh bintang adalah sangat tinggi, tetapi kira-kira 47% mencapai permukaan Bumi, yang bersamaan dengan tujuh ratus kuadrilion kilowatt-jam. Sebagai perbandingan, kami ambil perhatian bahawa hanya satu kilowatt-jam boleh menyediakan operasi sepuluh tahun bagi mentol lampu dengan kuasa seratus watt.
Kuasa sinaran Matahari dan penggunaan tenaga di Bumi, sudah tentu, bergantung kepada beberapa faktor: keadaan iklim, sudut kejadian sinar di permukaan, musim dan lokasi geografi.
Bila dan berapa banyak
Adalah mudah untuk meneka bahawa jumlah harian tenaga suria yang jatuh di permukaanBumi sentiasa berubah, kerana ia secara langsung bergantung pada kedudukan planet berhubung dengan Matahari dan pergerakan luminary itu sendiri. Telah lama diketahui bahawa pada waktu tengah hari sinaran adalah maksimum, manakala pada waktu pagi dan petang bilangan sinar yang sampai ke permukaan adalah lebih sedikit.
Kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa penggunaan tenaga suria akan menjadi paling produktif di kawasan sedekat mungkin dengan jalur khatulistiwa, kerana di situlah perbezaan antara penunjuk tertinggi dan terendah adalah minimum, yang menunjukkan jumlah maksimum sinaran yang sampai ke permukaan planet. Contohnya, di kawasan gurun Afrika, jumlah sinaran tahunan mencecah purata 2200 kilowatt-jam, manakala di Kanada atau, sebagai contoh, Eropah Tengah, angka itu tidak melebihi 1000 kilowatt-jam.
Tenaga suria dalam sejarah
Jika anda berfikir seluas mungkin, percubaan untuk "menjinakkan" tokoh besar yang menghangatkan planet kita bermula pada zaman purba semasa paganisme, apabila setiap unsur dijelmakan oleh dewa yang berasingan. Walau bagaimanapun, sudah tentu, penggunaan tenaga suria adalah di luar persoalan - sihir memerintah di dunia.
Topik penggunaan tenaga Matahari di Bumi mula dibangkitkan secara aktif hanya pada penghujung abad ke-14 - awal abad ke-20. Kejayaan sebenar dalam sains telah dibuat pada tahun 1839 oleh Alexander Edmond Becquerel, yang berjaya menjadi penemu kesan fotovoltaik. Kajian topik ini telah meningkat dengan ketara, dan selepas 44 tahun, Charles Fritts dapat mereka bentuk yang pertamamodul berasaskan selenium bersalut emas. Penggunaan tenaga Matahari di Bumi ini memberikan sejumlah kecil tenaga elektrik yang dibebaskan - jumlah keseluruhan pengeluaran kemudiannya tidak melebihi 1%. Namun begitu, bagi semua manusia, ini adalah satu kejayaan yang nyata, membuka ufuk sains baharu, yang tidak pernah diimpikan sebelum ini.
Albert Einstein sendiri telah memberikan sumbangan besar kepada pembangunan tenaga suria. Dalam dunia moden, nama saintis lebih kerap dikaitkan dengan teori relativitinya yang terkenal, tetapi sebenarnya, dia telah dianugerahkan Hadiah Nobel dengan tepat kerana mengkaji kesan fotoelektrik luaran.
Sehingga hari ini, teknologi menggunakan tenaga suria di Bumi mengalami peningkatan yang pesat atau tidak kurang juga kejatuhan yang pantas, namun, cabang pengetahuan ini sentiasa dikemas kini dengan fakta baharu, dan kami boleh berharap pada masa hadapan yang boleh dijangka., pintu ke dunia baharu akan terbuka di hadapan kita. keamanan.
Alam menentang kita
Kami telah pun bercakap tentang kelebihan menggunakan tenaga Matahari di Bumi. Sekarang mari kita perhatikan keburukan kaedah ini, yang, malangnya, tidak kurang.
Oleh kerana pergantungan langsung pada lokasi geografi, keadaan iklim dan pergerakan Matahari, penghasilan tenaga suria dalam kuantiti yang mencukupi memerlukan kos wilayah yang besar. Intinya ialah semakin besar kawasan penggunaan dan pemprosesan sinaran suria, semakin besar jumlah tenaga mesra alam yang akan kita terima pada output. Penempatan sedemikiansistem yang besar memerlukan banyak ruang kosong, yang menyebabkan kesukaran tertentu.
Masalah lain mengenai penggunaan tenaga suria di Bumi adalah berhubung langsung dengan masa siang, kerana penjanaan akan menjadi sifar pada waktu malam, dan amat tidak ketara pada waktu pagi dan petang.
Faktor risiko tambahan ialah cuaca itu sendiri - perubahan mendadak dalam keadaan boleh memberi kesan yang sangat negatif terhadap pengendalian sistem jenis ini, kerana ia menyebabkan kesukaran untuk menyahpepijat kuasa yang diperlukan. Dari satu segi, situasi dengan perubahan mendadak dalam jumlah penggunaan dan pengeluaran boleh berbahaya.
Bersih tetapi mahal
Penggunaan tenaga suria di Bumi adalah sukar pada masa ini kerana kosnya yang tinggi. Fotosel yang diperlukan untuk pelaksanaan proses utama mempunyai kos yang agak tinggi. Sudah tentu, aspek positif menggunakan sumber jenis ini memberi hasil, tetapi dari sudut ekonomi, pada masa ini tidak perlu bercakap tentang bayaran balik penuh kos tunai.
Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh trend, harga sel suria secara beransur-ansur jatuh, jadi pada masanya masalah ini dapat diselesaikan sepenuhnya.
Ketidakselesaan proses
Penggunaan Matahari sebagai sumber tenaga juga sukar kerana kaedah pemprosesan sumber ini agak sukar dan menyusahkan. Penggunaan dan pemprosesan sinaran secara langsung bergantung pada kebersihan plat, yang agak bermasalah untuk dipastikan. Di samping itu, amatPemanasan elemen juga menjejaskan proses secara negatif, yang hanya boleh dicegah dengan menggunakan sistem penyejukan yang paling berkuasa, yang memerlukan kos bahan tambahan dan yang besar.
Selain itu, plat yang digunakan dalam pengumpul suria, selepas 30 tahun bekerja aktif, beransur-ansur menjadi tidak boleh digunakan, dan kos sel suria telah dinyatakan sebelum ini.
Isu alam sekitar
Terdahulu dikatakan bahawa penggunaan sumber seperti ini dapat menyelamatkan manusia daripada masalah alam sekitar yang agak serius pada masa hadapan. Sumber sumber dan produk akhir benar-benar mesra alam yang mungkin.
Namun begitu, penggunaan tenaga suria, prinsip operasi pengumpul suria adalah menggunakan plat khas dengan fotosel, pembuatannya memerlukan banyak bahan toksik: plumbum, arsenik atau kalium. Penggunaannya tidak membawa apa-apa kemudaratan kepada alam sekitar, bagaimanapun, memandangkan jangka hayatnya yang terhad, lama kelamaan, pelupusan plat boleh menjadi masalah yang serius.
Untuk mengehadkan kesan negatif terhadap alam sekitar, pengeluar secara beransur-ansur beralih ke wafer filem nipis, yang mempunyai kos yang lebih rendah dan kesan yang kurang memudaratkan alam sekitar.
Kaedah untuk menukar sinaran kepada tenaga
Filem dan buku tentang masa depan umat manusia hampir selalu memberi kita gambaran yang hampir sama tentang proses ini, yang sebenarnya,mungkin berbeza secara ketara daripada realiti. Terdapat beberapa cara untuk menukar.
Yang paling biasa ialah penggunaan fotosel yang diterangkan sebelum ini.
Sebagai alternatif, manusia secara aktif menggunakan tenaga haba suria, berdasarkan pemanasan permukaan khas, yang membolehkan memanaskan air dengan arah suhu yang diperolehi yang betul. Jika anda memudahkan proses ini sebanyak mungkin, ia boleh dibandingkan dengan tangki yang digunakan untuk mandi musim panas di rumah persendirian.
Cara lain untuk menggunakan sinaran untuk menjana tenaga ialah "layar suria", yang hanya boleh beroperasi dalam vakum. Sistem jenis ini menukar sinaran kepada tenaga kinetik.
Masalah kekurangan penjanaan pada waktu malam sebahagiannya diselesaikan oleh loji janakuasa belon solar, yang operasinya berterusan disebabkan pengumpulan tenaga yang dilepaskan dan tempoh proses penyejukan.
Kami dan kuasa suria
Sumber tenaga suria dan angin di Bumi digunakan dengan agak aktif, walaupun kita sering tidak menyedarinya. Terdahulu, pemanasan air biasa dalam pancuran mandian luar telah pun disebut. Malah, selalunya tenaga suria digunakan untuk tujuan ini. Walau bagaimanapun, terdapat banyak contoh lain: di hampir setiap kedai lampu anda boleh menemui mentol penyimpanan yang boleh berfungsi tanpa elektrik walaupun pada waktu malam berkat tenaga terkumpul pada siang hari.
Pemasangan berdasarkan fotosel digunakan secara aktif dalam semua jenis stesen pam dan sistem pengudaraan.
Semalam, hari ini, esok
Salah satu sumber yang paling penting untuk manusia ialah tenaga suria, dan prospek penggunaannya amat tinggi. Industri ini dibiayai secara aktif, diperluas dan dipertingkatkan. Kini tenaga suria paling banyak dibangunkan di Amerika Syarikat, di mana beberapa wilayah menggunakannya sebagai sumber kuasa alternatif yang lengkap. Juga, loji kuasa jenis ini beroperasi di Gurun Mojave. Negara lain telah lama menuju ke arah penjanaan elektrik jenis ini, yang mungkin akan menyelesaikan masalah pencemaran alam sekitar tidak lama lagi.
