Īsumā par saules enerģijas izmantošanu uz zemes. Kopsavilkums: Saules enerģija un tās izmantošanas perspektīvas

Saule ir paveikusi lielisku darbu, sūtot mums savu enerģiju, tāpēc novērtēsim to! Silts gaismas stars uz sejas, atradās uz Saules virsmas pirms astoņām minūtēm un deviņpadsmit sekundēm

1 . ATsausas drēbes

Saule ir paveikusi lielisku darbu, sūtot mums savu enerģiju, tāpēc novērtēsim to! Siltais gaismas stars uz sejas bija uz Saules virsmas pirms astoņām minūtēm un deviņpadsmit sekundēm. Mēs to izmantojam vismaz drēbju žāvēšanai. Tā kā saule ir milzīgs kodolreaktors, pastāstiet saviem draugiem: jums ir kodolenerģijas veļas žāvētājs.

2 . ATsRaArtuntb AriekšāparYu edplkst

Atņem sauli un kas var augt? Izmantojot tikai augsni un saules gaismu, mēs varam audzēt tomātus, papriku, ābolus, avenes, salātus un daudz ko citu. Veidojiet saules siltumnīcas, kas uzglabā saules siltumu, lai jūs varētu audzēt pārtiku pat aukstās ziemās.

3 . HaGRetb iekšāpardplkst

Septiņdesmit miljoni Ķīnas mājsaimniecību izmanto sauli ūdens sildīšanai, kāpēc gan ne? Saules siltuma savākšanai varat izmantot vakuuma cauruli vai plakanu plāksni. Ieguldot aptuveni 6800 USD, šie mehānismi nodrošinās 100 procentus karstā ūdens vasarā un 40 procentus ziemā.

4 . OhunArtuntb iekšāpardplkst

Ja jūsu vietējā ūdens apgāde nav droša, varat izmantot sauli, lai dezinficētu ūdeni, piepildot plastmasas pudeles un atstājot tās saulē vismaz sešas stundas. Saules ultravioletie stari iznīcinās visas baktērijas un mikroorganismus. Ja dzīvojat netālu no jūras, ūdens atsāļošanai varat izmantot saules enerģiju.

5 . NOparveidot savue uhleuztRunheArtiekšāpar

Uzstādiet saules paneļus uz jumta.

6. Iestatiet automašīnu kustībāe

Iedomājieties automašīnu, kuru darbina tikai saule. Piemēram, Nissan Leaf EV 16 000 kilometru gadā patērēs 2000 kW elektroenerģijas. Fotoelementu sistēma uz jūsu jumta ģenerēs 2200 kWh gadā, un, tiklīdz būsiet atmaksājis saules paneļus, enerģija būs bez maksas.

7 . Dles dunhaina vashegpar dparma

Projektējot pasīvo saules enerģiju, logi dienvidu pusē un izolācija ziemeļu pusē rada termisku masu, lai uzglabātu saules siltumu. Šīs darbības var samazināt apkures vajadzības līdz pat 50 procentiem. Saules dabiskā apgaismojuma maksimāla palielināšana samazina nepieciešamību pēc mākslīgā apgaismojuma.

8. Mājas apkurei

9. Gatavojiet ēdienu

Ir dažādi saules plīšu veidi: daži izmanto atstarojošus saules logus, citi izmanto paraboliskos diskus. Vasarā savā dārzā varat arī izveidot savu saules žāvētāju augļiem un dārzeņiem.

10. Enerģija pasaulei

Katru dienu saule pasaules tuksnešos izstaro tūkstoš reižu vairāk siltuma, nekā mēs izmantojam. Saules siltuma tehnoloģija, izmantojot paraboliskos vai saules torņus, var pārvērst šo enerģiju tvaikā un pēc tam elektrībā. Mēs varētu apmierināt visas pasaules enerģijas vajadzības, izmantojot tikai piecus procentus Teksasas saules siltumenerģijai. Tātad, kam vajadzīga nafta un naftas noplūdes?

abstrakts

par tēmu:

"Saules enerģijas izmantošana"

Pabeidza 52. vidusskolas 8.B klases skolēni

Larionovs Sergejs un

Marčenko Žeņa.

Orska 2000

“Vispirms ķirurgs, pēc tam vairāku kuģu kapteinis” Lemuels Gulivers vienā no saviem ceļojumiem nokļuva lidojošā salā - Laputā. Ieejot vienā no pamestajām mājām Laputias galvaspilsētā Lagado, viņš tur atrada dīvainu, novājējušu vīrieti ar nokvēpušu seju. Viņa kleita, krekls un āda bija nomelnoti no sodrējiem, un viņa izšļakstītie mati un bārda vietām bija apdedzis. Šis nelabojamais projektors pavadīja astoņus gadus, izstrādājot projektu saules gaismas iegūšanai no gurķiem. Viņš bija iecerējis šos starus savākt hermētiski noslēgtās kolbās, lai aukstas vai lietainas vasaras gadījumā tie sasildītu gaisu. Viņš pauda pārliecību, ka vēl pēc astoņiem gadiem varēs nodrošināt saules gaismu visur, kur tā būs nepieciešama.

Mūsdienu saules staru ķērāji nelīdzinās Džonatana Svifta fantāzijas trakumam, lai gan būtībā tie dara to pašu, ko Sviftas varonis – cenšas noķert saules starus un atrast tiem enerģētisko pielietojumu.

Jau senākie cilvēki domāja, ka visa dzīvība uz Zemes ir ģenerēta un nesaraujami saistīta ar Sauli. Visdažādāko tautu reliģijās, kas apdzīvo Zemi, viens no svarīgākajiem dieviem vienmēr ir bijis Saules dievs, kas visām lietām dod dzīvīgu siltumu.

Patiešām, enerģijas daudzums, kas uz Zemi nāk no mums tuvākās zvaigznes, ir milzīgs. Tikai trīs dienu laikā Saule nosūta uz Zemi tik daudz enerģijas, cik tajā ir visas mūsu izpētītās degvielas rezerves! Un, lai gan Zemi sasniedz tikai trešā daļa no šīs enerģijas – atlikušās divas trešdaļas atstarojas vai izkliedē atmosfērā –, pat šī tās daļa ir vairāk nekā pusotru tūkstoti reižu lielāka par visiem citiem cilvēka izmantotajiem enerģijas avotiem kopā! Un vispār visus uz Zemes pieejamos enerģijas avotus ģenerē Saule.

Galu galā tieši saules enerģija ir parādā visiem saviem tehniskajiem sasniegumiem. Pateicoties saulei, dabā notiek ūdens cikls, veidojas ūdens straumes, kas griež ūdensriteņus. Sildot zemi dažādos veidos dažādās mūsu planētas vietās, saule izraisa gaisa kustību, to pašu vēju, kas piepilda kuģu buras un rotē vēja turbīnu lāpstiņas. Visi mūsdienu enerģētikā izmantotie fosilie kurināmie atkal nāk no saules stariem. Tieši viņu enerģiju ar fotosintēzes palīdzību augi pārveidoja zaļajā masā, kas ilgstošu procesu rezultātā pārtapa naftā, gāzē un oglēs.

Vai ir iespējams tieši izmantot saules enerģiju? No pirmā acu uzmetiena tas nav tik grūts uzdevums. Kurš gan nav mēģinājis saulainā dienā ar parasto palielināmo stiklu sadedzināt bildi uz koka dēļa! Minūte, otra - un koka virspusē vietā, kur palielināmais stikls savāca saules starus, parādās melns punkts un viegli dūmi. Šādi viens no Žila Verna iemīļotākajiem varoņiem, inženieris Sairuss Smits, izglāba savus draugus, kad viņu uguns nodzisa uz noslēpumainas salas. Inženieris izgatavoja objektīvu no diviem pulksteņa stikliem, starp kuriem vieta bija piepildīta ar ūdeni. Pašdarināta "lēca" fokusēja saules starus uz saujas sausu sūnu un aizdedzināja to.

Šī salīdzinoši vienkāršā metode augstas temperatūras iegūšanai cilvēkiem ir zināma kopš seniem laikiem. Senās Ninives galvaspilsētas drupās Mezopotāmijā tika atrastas primitīvas lēcas, kas izgatavotas 12. gadsimtā pirms mūsu ēras. Senās Romas Vesta templī svēto uguni vajadzēja iedegt tikai "tīrai" ugunij, kas saņemta tieši no saules stariem.

Interesanti, ka senie inženieri ierosināja arī citu ideju par saules staru koncentrēšanu - ar spoguļu palīdzību. Lielais Arhimēds mums atstāja traktātu "Par aizdedzinošiem spoguļiem". Ar viņa vārdu saistīta poētiskā leģenda, ko stāstījis bizantiešu dzejnieks Tsetses.

Pūniešu karu laikā Arhimēda dzimto pilsētu Sirakūzas aplenca romiešu kuģi. Flotes komandieris Marsels nešaubījās par vieglu uzvaru - galu galā viņa armija bija daudz spēcīgāka par pilsētas aizstāvjiem. Augstprātīgais jūras kara flotes komandieris neņēma vērā vienu lietu - lielais inženieris iestājās cīņā pret romiešiem. Viņš izgudroja milzīgas kaujas mašīnas, uzbūvēja mešanas ieročus, kas apbēra romiešu kuģus ar akmeņu krusu vai caurdūra dibenu ar smagu staru. Citas mašīnas ar āķa celtni pacēla kuģus aiz priekšgala un sita pret piekrastes akmeņiem. Un reiz romieši ar izbrīnu redzēja, ka karavīru vietu uz aplenktās pilsētas sienas ieņēma sievietes ar spoguļiem rokās. Pēc Arhimēda pavēles viņi sūtīja saules starus uz vienu kuģi, uz vienu punktu. Pēc neilga laika uz kuģa izcēlās ugunsgrēks. Tāds pats liktenis piemeklēja vēl vairākus uzbrucēju kuģus, līdz tie apjukuši aizbēga prom, tālu no briesmīga ieroča sasniedzamības.

Daudzus gadsimtus šis stāsts tika uzskatīts par skaistu izdomājumu. Tomēr daži mūsdienu pētnieki tehnoloģiju vēsturē ir veikuši aprēķinus, no kuriem izriet, ka Arhimēda aizdedzinošie spoguļi principā varētu pastāvēt.

Saules kolektori

Mūsu senči izmantoja saules enerģiju prozaiskākiem mērķiem. Senajā Grieķijā un Senajā Romā lielākā daļa mežu tika izcirsti ēku un kuģu celtniecībai. Malka gandrīz nekad netika izmantota apkurei. Saules enerģiju aktīvi izmantoja dzīvojamo ēku un siltumnīcu apsildīšanai. Arhitekti centās būvēt mājas tā, lai ziemā tās nokristu pēc iespējas vairāk saules staru. Sengrieķu dramaturgs Eshils rakstīja, ka civilizētās tautas atšķiras no barbariem ar to, ka viņu mājas ir "vērstas pret sauli". Romiešu rakstnieks Plīnijs Jaunākais norādīja, ka viņa māja, kas atrodas uz ziemeļiem no Romas, "savāca un palielināja saules siltumu, jo tās logi atradās tā, lai uztvertu zemās ziemas saules starus".

Senās Grieķijas pilsētas Olynthus izrakumi ir parādījuši, ka visa pilsēta un tās mājas tika veidotas pēc vienota plāna un novietotas tā, lai ziemā varētu noķert pēc iespējas vairāk saules, bet vasarā, gluži pretēji, no tām izvairīties. Dzīvojamās istabas obligāti atradās ar logiem uz sauli, un pašām mājām bija divi stāvi: viens vasarai, otrs ziemai. Olintosā, kā arī vēlāk Senajā Romā, bija aizliegts izvietot mājas tā, lai tās aizsedz kaimiņu mājas no saules - ētikas mācība mūsdienu debesskrāpju veidotājiem!

Šķietamā vienkāršība iegūt siltumu, vairākkārt koncentrējot saules starus, radīja nepamatotu optimismu. Pirms nedaudz vairāk nekā simts gadiem, 1882. gadā, Krievijas žurnāls Tehnik publicēja piezīmi par saules enerģijas izmantošanu tvaika dzinējā: “Tvaika mašīnu sauc par insolatoru, kura katls tiek uzkarsēts ar saules gaismas palīdzību. ko šim nolūkam savāc īpaši izkārtots atstarojošs spogulis. Angļu zinātnieks Džons Tindals Mēness staru siltuma pētīšanai izmantoja līdzīgus konusveida spoguļus ar ļoti lielu diametru. Franču profesors A.-B. Mouchot izmantoja Tyndall ideju, piemērojot to saules stariem, un ieguva pietiekamu siltumu, lai izveidotu tvaiku. Izgudrojumu, ko pilnveidojis inženieris Pifs, viņš pilnveidoja tiktāl, ka jautājumu par saules siltuma izmantošanu var uzskatīt par galīgi atrisinātu pozitīvā nozīmē.

Inženieru optimisms, kuri uzbūvēja "insolatoru", izrādījās nepamatots. Zinātniekiem vēl bija jāpārvar pārāk daudz šķēršļu, lai saules siltuma enerģijas izmantošana kļūtu reāla. Tikai tagad, pēc vairāk nekā simts gadiem, ir sākusi veidoties jauna zinātnes disciplīna, kas nodarbojas ar saules enerģijas enerģijas izmantošanas problēmām - saules enerģija. Un tikai tagad mēs varam runāt par pirmajiem reālajiem panākumiem šajā jomā.

Kādas ir grūtības? Pirmkārt, lūk, kas. Ar kopējo milzīgo enerģiju, kas nāk no saules, uz katru zemes virsmas kvadrātmetru viņa veido diezgan daudz - no 100 līdz 200 vatiem atkarībā no ģeogrāfiskajām koordinātām. Saules stundās šī jauda sasniedz 400-900 W/m 2, un tāpēc, lai iegūtu jūtamu jaudu, vispirms ir jāsavāc šī plūsma no lielas virsmas un pēc tam jākoncentrē. Un, protams, lielas neērtības rada acīmredzamais fakts, ka šo enerģiju var saņemt tikai dienas laikā. Naktīs ir jāizmanto citi enerģijas avoti vai kaut kā jāuzkrāj, jāuzkrāj saules enerģija.

Saules atsāļošanas iekārta

Saules enerģiju var uztvert dažādos veidos. Pirmais veids ir vistiešākais un dabiskākais: izmantot saules siltumu, lai sildītu kādu dzesēšanas šķidrumu. Tad uzkarsēto dzesēšanas šķidrumu var izmantot, teiksim, apkurei vai karstā ūdens padevei (šeit nav nepieciešama īpaši augsta ūdens temperatūra), vai cita veida enerģijas, galvenokārt elektriskās, iegūšanai.

Slazds tiešai saules siltuma izmantošanai ir diezgan vienkāršs. Tās ražošanai vispirms būs nepieciešama kaste, kas aizvērta ar parastu logu stiklu vai līdzīgu caurspīdīgu materiālu. Logu stikls neaizsedz saules starus, bet saglabā siltumu, kas sasilda kastes iekšpusi. Tas būtībā ir siltumnīcas efekts, princips, pēc kura tiek būvētas visas siltumnīcas, siltumnīcas, ziemas dārzi un ziemas dārzi.

"Mazā" saules enerģija ir ļoti daudzsološa. Uz zemes ir daudz vietu, kur saule nežēlīgi sitas no debesīm, izžāvē augsni un sadedzina veģetāciju, pārvēršot apvidu tuksnesī. Principā šādu zemi ir iespējams padarīt auglīgu un apdzīvojamu. Nepieciešams “tikai” nodrošināt to ar ūdeni, būvēt ciematus ar ērtām mājām. Tam visam, pirmkārt, ir nepieciešams daudz enerģijas. Ļoti svarīgs un interesants uzdevums ir saņemt šo enerģiju no tās pašas vīstošās, postošās saules, pārvēršot sauli par cilvēka sabiedroto.

Mūsu valstī šādu darbu vadīja Turkmenistānas PSR Zinātņu akadēmijas Saules enerģijas institūts, pētniecības un ražošanas apvienības "Saule" vadītājs. Ir pilnīgi skaidrs, kāpēc šī iestāde ar nosaukumu, kas, šķiet, cēlies no zinātniskās fantastikas romāna lappusēm, atrodas tieši Vidusāzijā - galu galā Ašhabadā vasaras pēcpusdienā katrs kvadrātkilometrs saņem saules enerģijas straumi. jaudas ekvivalents lielai elektrostacijai!

Pirmkārt, zinātnieki centās iegūt ūdeni, izmantojot saules enerģiju. Tuksnesī ir ūdens, un to ir salīdzinoši viegli atrast – tas nav dziļš. Bet šo ūdeni nevar izmantot - tajā ir izšķīdināts pārāk daudz dažādu sāļu, tas parasti ir vēl rūgtāks par jūras ūdeni. Lai tuksneša pazemes ūdeni izmantotu apūdeņošanai, dzeršanai, tas ir jāatsāļo. Ja tas tika izdarīts, varam pieņemt, ka mākslīgā oāze ir gatava: šeit var dzīvot normālos apstākļos, ganīt aitas, audzēt dārzus un visu gadu - saules pietiek arī ziemā. Pēc zinātnieku aprēķiniem, Turkmenistānā vien var uzbūvēt septiņus tūkstošus šādu oāžu. Visa viņiem nepieciešamā enerģija nāks no saules.

Saules ūdens veidotāja darbības princips ir ļoti vienkāršs. Tas ir trauks ar ūdeni, kas piesātināts ar sāļiem, aizvērts ar caurspīdīgu vāku. Ūdens tiek uzkarsēts saules staru ietekmē, pamazām iztvaiko, un tvaiki kondensējas uz vēsāka vāka. Attīrīts ūdens (sāļi nav iztvaikojuši!) No vāka noplūst citā traukā.

Šāda veida konstrukcijas ir zināmas jau ilgu laiku. Bagātākās salpetra atradnes sausajos Čīles reģionos pagājušajā gadsimtā gandrīz nebija izveidotas dzeramā ūdens trūkuma dēļ. Pēc tam Las Sali-nas pilsētā pēc šī principa tika uzbūvēta atsāļošanas iekārta 5 tūkstošu kvadrātmetru platībā, kas karstā dienā saražoja 20 tūkstošus litru saldūdens.

Taču tikai tagad darbs pie saules enerģijas izmantošanas ūdens atsāļošanai ir izvērties plašā frontē. Turkmenistānas sovhozā Bakharden pirmo reizi pasaulē tika palaists īsts “saules ūdens cauruļvads”, kas nodrošina cilvēkus ar saldūdeni un nodrošina ūdeni sauso zemju apūdeņošanai. Miljoniem litru atsāļotā ūdens, kas iegūts no saules enerģijas iekārtām, ievērojami paplašinās sovhozu ganību robežas.

Cilvēki daudz enerģijas tērē mājokļu un ražošanas ēku apkurei ziemā, karstā ūdens nodrošināšanai visu gadu. Un šeit saule var nākt palīgā. Ir izstrādātas saules enerģijas iekārtas, kas spēj nodrošināt lopkopības fermas ar karsto ūdeni. Armēnijas zinātnieku izstrādātajam saules slazdam ir ļoti vienkāršs dizains. Šī ir taisnstūrveida pusotra metra šūna, kurā zem speciāla pārklājuma, kas efektīvi absorbē siltumu, atrodas cauruļu sistēmas viļņveida radiators. Atliek tikai pieslēgt šādu slazdu pie ūdens padeves un pakļaut to saulei, jo vasaras dienā no tā stundā iztecēs līdz pat trīsdesmit litriem līdz 70-80 grādiem sakarsēta ūdens. Šīs konstrukcijas priekšrocība ir tā, ka šūnas var uzbūvēt, piemēram, kubus, dažādas instalācijas, ievērojami palielinot saules sildītāja veiktspēju. Speciālisti plāno eksperimentālu Erevānas dzīvojamo rajonu pārcelt uz saules apkuri. Ierīces ūdens (vai gaisa) sildīšanai, ko sauc par saules kolektoriem, ražo mūsu nozare. Lai nodrošinātu dažādas iespējas, ir izveidotas desmitiem saules enerģijas iekārtu un sistēmu karstā ūdens apgādei ar jaudu līdz 100 tonnām karstā ūdens dienā.

Saules sildītāji ir uzstādīti uz daudzām mājām, kas celtas dažādās mūsu valsts vietās. Viena stāvā jumta puse, kas vērsta pret sauli, sastāv no saules sildītājiem, kas nodrošina siltumu un karsto ūdeni mājai. Plānots uzbūvēt veselas apdzīvotas vietas, kas sastāv no šādām mājām.

Ne tikai mūsu valstī tiek risināta saules enerģijas izmantošanas problēma. Pirmkārt, par saules enerģiju sāka interesēties zinātnieki no valstīm, kas atrodas tropos, kur gadā ir daudz saulainu dienu. Piemēram, Indijā viņi ir izstrādājuši veselu programmu saules enerģijas izmantošanai. Madrasā darbojas valsts pirmā saules elektrostacija. Indijas zinātnieku laboratorijās darbojas eksperimentālās atsāļošanas iekārtas, graudu kaltes un ūdens sūkņi. Deli universitātē ir ražota saules dzesēšanas iekārta, kas spēj atdzesēt produktus līdz 15 grādiem zem nulles. Tātad saule var ne tikai sildīt, bet arī atdzesēt! Indijas kaimiņvalstī Birmā Rangūnas Tehnoloģiju institūta studenti ir uzbūvējuši virtuves plīti, kas ēdiena gatavošanai izmanto saules siltumu.

Pat Čehoslovākijā, kas atrodas tālu uz ziemeļiem, tagad darbojas 510 saules apkures iekārtas. Viņu esošo kolektoru kopējā platība ir divreiz lielāka par futbola laukumu! Saules stari sasilda bērnudārzus un lopkopības fermas, āra peldbaseinus un individuālās mājas.

Holguinas pilsētā Kubā sāka darboties oriģināla Kubas speciālistu izstrādāta saules instalācija. Tas atrodas uz bērnu slimnīcas jumta un nodrošina to ar karstu ūdeni arī dienās, kad sauli aizsedz mākoņi. Pēc ekspertu domām, šādas instalācijas, kas jau parādījušās citās Kubas pilsētās, palīdzēs ievērojami ietaupīt degvielu.

Alžīrijas Msilas provincē sākta "saules ciemata" būvniecība. Šīs diezgan lielās apmetnes iedzīvotāji visu enerģiju saņems no saules. Katra šī ciemata dzīvojamā ēka tiks aprīkota ar saules kolektoru. Atsevišķas saules kolektoru grupas nodrošinās enerģiju rūpniecības un lauksaimniecības objektiem. Alžīras Nacionālās pētniecības organizācijas un ANO universitātes speciālisti, kas projektēja šo apmetni, ir pārliecināti, ka tas kļūs par prototipu tūkstošiem līdzīgu apmetņu karstās valstīs.

Par tiesībām saukties par pirmo saules apmetni apstrīd Alžīrijas ciemats Austrālijas pilsētā White Cliffs, kas kļuva par sākotnējās saules elektrostacijas vietu. Saules enerģijas izmantošanas princips šeit ir īpašs. Kanberas Nacionālās universitātes zinātnieki ir ierosinājuši izmantot saules siltumu, lai amonjaku sadalītu ūdeņradī un slāpeklī. Ja šīm sastāvdaļām ļaus rekombinēties, izdalīsies siltums, ko var izmantot spēkstacijas darbināšanai tāpat kā siltumu, kas rodas, sadedzinot parasto kurināmo. Šī enerģijas izmantošanas metode ir īpaši pievilcīga, jo enerģiju var uzglabāt turpmākai izmantošanai slāpekļa un ūdeņraža veidā, kas vēl nav reaģējuši, un tiek izmantoti naktī vai lietainās dienās.

Heliostatu uzstādīšana Krimas saules elektrostacijā

Ķīmiskā metode elektrības iegūšanai no saules parasti ir diezgan vilinoša. Lietojot to, saules enerģiju var uzkrāt turpmākai izmantošanai, uzglabāt tāpat kā jebkuru citu degvielu. Eksperimentāla iekārta, kas darbojas pēc šī principa, tika izveidota vienā no pētniecības centriem Vācijā. Šīs instalācijas galvenā vienība ir parabolisks spogulis 1 metra diametrā, kas ar sarežģītu izsekošanas sistēmu palīdzību tiek pastāvīgi vērsts pret sauli. Spoguļa fokusā koncentrēta saules gaisma rada 800-1000 grādu temperatūru. Šī temperatūra ir pietiekama, lai sēra anhidrīds sadalītos sērskābes anhidrīdā un skābeklī, kas tiek iesūknēti īpašos traukos. Ja nepieciešams, sastāvdaļas tiek ievadītas reģenerācijas reaktorā, kur speciāla katalizatora klātbūtnē no tiem veidojas sākotnējais sērskābes anhidrīds. Šajā gadījumā temperatūra paaugstinās līdz 500 grādiem. Pēc tam siltumu var izmantot, lai pārvērstu ūdeni tvaikā, kas pārvērš turbīnu elektriskā ģeneratorā.

Zinātnieki no G. M. Kržižanovska Enerģētikas institūta veic eksperimentus tieši uz savas ēkas jumta ne pārāk saulainajā Maskavā. Parabolisks spogulis, koncentrējot saules starus, uzsilda līdz 700 grādiem metāla cilindrā ievietotu gāzi. Karstā gāze var ne tikai pārvērst ūdeni tvaikā siltummainī, kas pārvērš turboģeneratoru. Speciāla katalizatora klātbūtnē pa ceļam to var pārvērst oglekļa monoksīdā un ūdeņradi, kas enerģētiski ir daudz izdevīgāki produkti nekā oriģinālie. Sildot ūdeni, šīs gāzes nepazūd – tās vienkārši atdziest. Tos var sadedzināt un iegūt papildu enerģiju, un tad, kad sauli aizsedz mākoņi vai naktī. Tiek apsvērti projekti par saules enerģijas izmantošanu, lai uzglabātu ūdeņradi, kas, domājams, būs universālā nākotnes degviela. Lai to izdarītu, var izmantot enerģiju, kas iegūta no saules elektrostacijām, kas atrodas tuksnešos, tas ir, kur ir grūti izmantot enerģiju uz vietas.

Ir arī diezgan neparasti veidi. Pati saules gaisma var noārdīt ūdens molekulu, ja ir piemērots katalizators. Vēl eksotiskāki ir jau esošie vērienīgie ūdeņraža ražošanas projekti, kuros izmanto baktērijas! Process notiek pēc fotosintēzes shēmas: saules gaismu absorbē, piemēram, zilaļģes, kas aug diezgan ātri. Šīs aļģes var kalpot par barību dažām baktērijām, kas savas dzīvības aktivitātes laikā no ūdens izdala ūdeņradi. Padomju un japāņu zinātnieku veiktie pētījumi ar dažāda veida baktērijām parādīja, ka principā visu pilsētas ar miljonu iedzīvotāju enerģiju var nodrošināt ūdeņradis, ko izdala baktērijas, kas barojas ar zilaļģēm tikai 17,5 kvadrātmetru platībā. kilometri. Pēc Maskavas Valsts universitātes speciālistu aprēķiniem, Arāla jūras lieluma rezervuārs var nodrošināt enerģiju gandrīz visai mūsu valstij. Protams, šādi projekti vēl ir tālu no īstenošanas. Šī asprātīgā ideja prasīs daudzu zinātnisku un inženiertehnisku problēmu risināšanu arī 21. gadsimtā. Dzīvu būtņu izmantošana milzīgu iekārtu vietā enerģijas iegūšanai ir ideja, par kuru ir vērts lauzīt galvu.

Šobrīd dažādās valstīs tiek izstrādāti elektrostacijas projekti, kur turbīnu griezīs tvaiks, kas iegūts no saules stariem uzkarsēta ūdens. PSRS šāda veida eksperimentālā saules elektrostacija tika uzbūvēta saulainā Krimas piekrastē, netālu no Kerčas. Vieta stacijai nav izvēlēta nejauši, jo šajā rajonā saule spīd gandrīz divus tūkstošus stundu gadā. Turklāt svarīgi ir arī tas, ka zemes šeit ir sāļas, nav piemērotas lauksaimniecībai, un stacija aizņem diezgan lielu platību.

Stacija ir neparasta un iespaidīga struktūra. Uz milzīga, vairāk nekā astoņdesmit metru augsta torņa uzstādīts saules tvaika ģeneratora katls. Un ap torni plašā teritorijā, kuras rādiuss ir vairāk nekā puskilometrs, heliostati atrodas koncentriskos apļos - sarežģītās struktūrās, no kurām katra sirds ir milzīgs spogulis, kura platība pārsniedz 25 kvadrātmetrus. Stacijas projektētājiem bija jāatrisina ļoti grūts uzdevums - galu galā visi heliostati (un tādu ir ļoti daudz - 1600!) bija jānovieto tā, lai jebkurā saules pozīcijā debesīs neviens no tiem netiktu būt ēnā, un katra izmestais saules stars trāpītu tieši torņa augšā, kur atrodas tvaika katls (tāpēc tornis ir uztaisīts tik augsts). Katrs heliostats ir aprīkots ar īpašu ierīci spoguļa pagriešanai. Spoguļiem ir jākustas nepārtraukti, sekojot saulei - galu galā tas kustas visu laiku, kas nozīmē, ka zaķis var kustēties un nekrist uz katla sienas, un tas uzreiz ietekmēs stacijas darbību. Stacijas darbu vēl vairāk apgrūtina fakts, ka katru dienu mainās heliostatu trajektorijas: Zeme pārvietojas orbītā un Saule katru dienu nedaudz maina savu maršrutu pa debesīm. Tāpēc heliostatu kustības kontrole ir uzticēta elektroniskam datoram – tikai tā bezdibenīgā atmiņa spēj uzņemt visu spoguļu iepriekš aprēķinātās kustības trajektorijas.

Saules elektrostacijas celtniecība

Heliostatu koncentrētā saules siltuma iedarbībā ūdens tvaika ģeneratorā tiek uzkarsēts līdz 250 grādu temperatūrai un pārvēršas augstspiediena tvaikā. Tvaiks iedarbina turbīnu, kas darbina elektrisko ģeneratoru, un Krimas energosistēmā ieplūst jauna saules radīta enerģijas lāse. Enerģijas ražošana neapstāsies, ja sauli aizsegs mākoņi un pat naktī. Talkā nāks torņa pakājē uzstādītie siltuma akumulatori. Pārmērīgs karstais ūdens saulainās dienās tiek nosūtīts uz īpašām uzglabāšanas telpām un tiks izmantots, kad nebūs saules.

Šīs eksperimentālās spēkstacijas jauda ir relatīva
mazs - tikai 5 tūkstoši kilovatu. Bet atcerēsimies: tāda bija pirmās atomelektrostacijas, varenās atomenerģijas nozares priekšteča, jauda. Un enerģijas ražošana nebūt nav pirmās saules elektrostacijas svarīgākais uzdevums - tāpēc to sauc par eksperimentālu, jo ar tās palīdzību zinātniekiem būs jārod risinājumi ļoti sarežģītām šādu staciju darbības problēmām. Un šādu problēmu ir daudz. Kā, piemēram, pasargāt spoguļus no piesārņojuma? Galu galā uz tiem nosēžas putekļi, no lietus paliek svītras, un tas nekavējoties samazinās stacijas jaudu. Pat izrādījās, ka ne viss ūdens ir piemērots spoguļu mazgāšanai. Man bija jāizgudro īpaša mazgāšanas iekārta, kas uzrauga heliostatu tīrību. Eksperimentu stacijā viņi nokārto eksāmenu par saules gaismas koncentrēšanas ierīces, viņu vismodernākās iekārtas, veiktspēju. Bet garākais ceļojums sākas ar pirmo soli. Šis solis ceļā uz ievērojama elektroenerģijas daudzuma iegūšanu ar saules palīdzību ļaus izgatavot Krimas eksperimentālo saules elektrostaciju.

Padomju speciālisti gatavojas spert nākamo soli. Projektēta pasaulē lielākā saules elektrostacija ar 320 000 kilovatu jaudu. Vieta tam tika izvēlēta Uzbekistānā, Karši stepē, netālu no jaunās neapstrādātās Talimarjanas pilsētas. Šajā zemē saule spīd ne mazāk dāsni kā Krimā. Saskaņā ar darbības principu šī stacija neatšķiras no Krimas stacijas, taču visas tās telpas ir daudz lielākas. Katls atradīsies divsimt metru augstumā, un ap torni daudzu hektāru platībā stiepsies heliostata lauks. Izcili spoguļi (72 tūkstoši!), pakļaujoties datora signāliem, koncentrēs saules starus uz katla virsmas, pārkarsēts tvaiks griezīs turbīnu, ģenerators dos strāvu 320 tūkstošu kilovatu - tā jau ir liela jauda, un ilgstoši slikti laikapstākļi, kas neļauj ražot enerģiju saules elektrostacijā, var būtiski ietekmēt patērētājus. Tāpēc stacijas projekts paredz arī parasto tvaika katlu, kas izmanto dabasgāzi. Ja mākoņains laiks ievilksies ilgstoši, tvaiks uz turbīnu tiks piegādāts no cita, parastā katla.

Tāda paša veida saules elektrostacijas tiek izstrādātas citās valstīs. ASV, saulainajā Kalifornijā, tika uzbūvēta pirmā solar-1 torņa tipa elektrostacija ar 10 000 kilovatu jaudu. Pireneju kalnu pakājē franču speciālisti veic pētījumus Temisas stacijā ar jaudu 2,5 tūkstoši kilovatu. GAST staciju ar 20 000 kilovatu jaudu projektēja Rietumvācijas zinātnieki.

Līdz šim saules staru radītā elektriskā enerģija ir daudz dārgāka nekā tā, kas iegūta ar tradicionālām metodēm. Zinātnieki cer, ka eksperimenti, ko viņi veiks eksperimentālajās iekārtās un stacijās, palīdzēs atrisināt ne tikai tehniskas, bet arī ekonomiskas problēmas.

Pēc aprēķiniem, saulei vajadzētu palīdzēt risināt ne tikai enerģētiskās problēmas, bet arī uzdevumus, ko mūsu atomu, kosmosa laikmets ir izvirzījis speciālistiem. Lai izveidotu varenus kosmosa kuģus, milzīgas kodoliekārtas, radītu elektroniskas mašīnas, kas veic simtiem miljonu operāciju sekundē, jaunas
materiāli - īpaši ugunsizturīgi, īpaši izturīgi, īpaši tīri. Ir ļoti grūti tos iegūt. Tradicionālās metalurģijas metodes tam nav piemērotas. Nav piemērotas arī sarežģītākas tehnoloģijas, piemēram, kausēšana ar elektronu stariem vai mikroviļņu strāvu. Bet tīrs saules siltums šeit var būt uzticams palīgs. Daži heliostati testēšanas laikā ar savu saules staru viegli caurdur biezu alumīnija loksni. Un ja mēs ieliktu vairākus desmitus šādu heliostatu? Un tad lai stari no tiem sitas pret koncentratora ieliekto spoguli? Šāda spoguļa saules stars var izkausēt ne tikai alumīniju, bet arī gandrīz visus zināmos materiālus. Īpaša kausēšanas krāsns, kurā koncentrators nodos visu savākto saules enerģiju, spīdēs spožāk par tūkstoš saules.

Augstas temperatūras krāsns ar spoguļa diametru trīs metri.

Saule izkausē metālu tīģelī

Mūsu kopīgie projekti un sasniegumi izmanto saules siltumu, lai ražotu enerģiju, kas pēc tam tiek pārvērsta elektroenerģijā. Taču vēl vilinošāks ir cits veids – tieša saules enerģijas pārvēršana elektroenerģijā.

Pirmo reizi mājiens par elektrības un gaismas saistību izskanēja izcilā skota Džeimsa Klerka Maksvela rakstos. Eksperimentāli šī sakarība tika pierādīta Heinriha Herca eksperimentos, kurš 1886.-1889.gadā parādīja, ka elektromagnētiskie viļņi uzvedas tieši tāpat kā gaismas viļņi – tie izplatās vienā taisnā līnijā, veidojot ēnas. Viņam pat izdevās no divām tonnām asfalta izveidot milzu prizmu, kas lauza elektromagnētiskos viļņus, kā stikla prizmu – gaismu.

Bet pat pirms desmit gadiem Hercs negaidīti pamanīja, ka izlāde starp diviem elektrodiem notiek daudz vieglāk, ja šie elektrodi tiek apgaismoti ar ultravioleto gaismu.

Šie eksperimenti, kas nebija izstrādāti Herca darbos, ieinteresēja Maskavas universitātes fizikas profesoru Aleksandru Grigorjeviču Stoletovu. 1888. gada februārī viņš uzsāka virkni eksperimentu, kuru mērķis bija izpētīt noslēpumaino parādību. Izšķirošais eksperiments, kas pierāda fotoelektriskā efekta esamību – elektriskās strāvas rašanos gaismas ietekmē – tika veikts 26. februārī. Stoletova eksperimentālajā iekārtā plūda elektriskā strāva, ko radīja gaismas stari. Faktiski tika palaists pirmais fotoelements, kas pēc tam atrada daudzus pielietojumus dažādās tehnoloģiju jomās.

20. gadsimta sākumā Alberts Einšteins radīja fotoelektriskā efekta teoriju, un šķiet, ka visi instrumenti šī enerģijas avota apgūšanai parādījās pētnieku rokās. Tika radītas uz selēna bāzes veidotas saules baterijas, pēc tam vēl progresīvākas – tallijs. Bet tiem bija ļoti zema efektivitāte, un tos izmantoja tikai vadības ierīcēs, piemēram, parastajos turniketos metro, kurās gaismas stars bloķē ceļu bezbiļetniekiem.

Nākamais solis tika sperts, kad zinātnieki detalizēti pētīja pagājušā gadsimta 70. gados atklāto pusvadītāju fotoelektriskās īpašības. Izrādījās, ka pusvadītāji saules gaismu pārvērš elektroenerģijā daudz efektīvāk nekā metāli.

Akadēmiķis Ābrams Fedorovičs Jofs par pusvadītāju izmantošanu saules enerģijā sapņoja tālajā 20. gadsimta 30. gados, kad B. T. Kolomiets un Ju. laika efektivitāte - 1%! Nākamais solis šajā pētniecības virzienā bija silīcija fotoelementu izveide. Jau pirmajiem paraugiem no tiem efektivitāte bija 6%. Izmantojot šādus elementus, varētu domāt par praktisku elektriskās enerģijas ražošanu no saules stariem.

Pirmā saules baterija tika izveidota 1953. Sākumā tas bija tikai demonstrācijas modelis. Zināms praktisks pielietojums toreiz nebija paredzēts – pirmo saules paneļu jauda bija pārāk zema. Bet viņi parādījās tieši laikā, viņiem drīz tika atrasts atbildīgs uzdevums. Cilvēce gatavojās doties kosmosā. Uzdevums nodrošināt enerģiju daudziem kosmosa kuģu mehānismiem un instrumentiem ir kļuvis par vienu no prioritātēm. Esošie akumulatori, kuros būtu iespējams uzglabāt elektroenerģiju, ir nepieņemami apjomīgi un smagi. Pārāk liela daļa kuģa kravnesības tiktu tērēta enerģijas avotu transportēšanai, kas turklāt, pamazām iztērējot, drīz vien pārvērstos nederīgā lielgabarīta balastā. Visvilinošākais būtu, ja kosmosa kuģī būtu sava spēkstacija, vēlams bez degvielas. No šī viedokļa saules baterija izrādījās ļoti ērta ierīce. Zinātnieki pievērsa uzmanību šai ierīcei kosmosa laikmeta pašā sākumā.

Jau trešais padomju mākslīgais Zemes pavadonis, kas orbītā tika palaists 1958. gada 15. maijā, bija aprīkots ar saules bateriju. Un tagad plaši atvērti spārni, uz kuriem atrodas veselas saules elektrostacijas, ir kļuvuši par jebkura kosmosa kuģa dizaina neatņemamu sastāvdaļu. Padomju kosmosa stacijās "Salyut" un "Mir" saules baterijas daudzus gadus nodrošina enerģiju astronautu dzīvības uzturēšanas sistēmām un daudziem stacijā uzstādītajiem zinātniskajiem instrumentiem.

Automātiskā starpplanētu stacija "Vega"

Diemžēl uz Zemes šī liela elektroenerģijas daudzuma iegūšanas metode ir nākotnes jautājums. Iemesli tam ir mūsu jau minētais nelielais saules bateriju efektivitātes koeficients. Aprēķini liecina, ka, lai saņemtu lielus enerģijas daudzumus, saules paneļiem ir jāieņem milzīga platība – tūkstošiem kvadrātkilometru. Piemēram, Padomju Savienības vajadzību pēc elektrības mūsdienās varētu apmierināt tikai ar saules bateriju 10 000 kvadrātkilometru platībā, kas atrodas Vidusāzijas tuksnešos. Mūsdienās ir gandrīz neiespējami saražot tik milzīgu skaitu saules bateriju. Mūsdienu saules baterijās izmantotie īpaši tīrie materiāli ir ārkārtīgi dārgi. Lai tos izgatavotu, nepieciešamas vismodernākās iekārtas, īpašu tehnoloģisko procesu izmantošana. Ekonomiskie un tehnoloģiskie apsvērumi vēl neļauj rēķināties ar ievērojama elektroenerģijas daudzuma iegūšanu šādā veidā. Šis uzdevums paliek 21. gadsimtā.

saules stacija

Nesen padomju pētnieki - atzīti pasaules zinātnes līderi pusvadītāju fotoelementu materiālu projektēšanas jomā - ir veikuši vairākus darbus, kas ļāvuši tuvināt laiku saules elektrostaciju izveidei. 1984. gadā PSRS Valsts prēmija tika piešķirta akadēmiķa Ž.Alferova vadīto pētnieku darbam, kuriem izdevās izveidot pilnīgi jaunas fotoelementu pusvadītāju materiālu struktūras. No jauniem materiāliem izgatavoto saules paneļu efektivitāte jau ir līdz 30%, un teorētiski tā var sasniegt 90%! Šādu fotoelementu izmantošana ļaus desmitiem reižu samazināt nākamo saules elektrostaciju paneļu laukumu. Tos var samazināt simtiem reižu vairāk, ja saules plūsma vispirms tiek savākta no lielas platības, koncentrēta un tikai pēc tam uzlikta saules baterijai. Tātad nākotnē 21. gadsimtā saules elektrostacijas ar fotoelementiem var kļūt par kopīgu enerģijas avotu. Jā, un šodien jau ir jēga iegūt enerģiju no saules paneļiem tajās vietās, kur nav citu enerģijas avotu.

Piemēram, Karakuma tuksnesī fermu konstrukciju metināšanai tika izmantota Turkmenistānas speciālistu izstrādāta iekārta, izmantojot saules enerģiju. Tā vietā, lai paņemtu līdzi apjomīgus saspiestās gāzes balonus, metinātāji var izmantot nelielu, kārtīgu koferi, kurā var ievietot saules bateriju bloku. Saules staru radītā tiešā elektriskā strāva tiek izmantota ūdens ķīmiskai sadalīšanai ūdeņradī un skābeklī, kas tiek ievadīti gāzes metināšanas iekārtas degli. Karakumā pie jebkuras akas ir ūdens un saule, tāpēc lielgabarīta cilindri, kurus nav viegli pārnēsāt pa tuksnesi, ir kļuvuši nevajadzīgi.

ASV Arizonas štata Fīniksas pilsētas lidostā tiek veidota liela saules elektrostacija ar aptuveni 300 kilovatu jaudu. Saules enerģiju elektroenerģijā pārveidos saules baterija, kas sastāv no 7200 saules baterijām. Tajā pašā štatā darbojas viena no lielākajām apūdeņošanas sistēmām pasaulē, kuras sūkņi izmanto saules enerģiju, ko fotogalvaniskie elementi pārvērš elektroenerģijā. Saules sūkņi darbojas arī Nigērā, Mali un Senegālā. Milzīgi saules paneļi ar jaudas sūkņu dzinējiem, kas šajās tuksneša vietās smeļ nepieciešamo saldūdeni no plašās pazemes jūras zem smiltīm.

Brazīlijā tiek būvēta vesela videi draudzīga pilsēta, kuras visas enerģijas vajadzības apmierinās ar atjaunojamiem avotiem. Uz šīs neparastās apdzīvotās vietas māju jumtiem tiks izvietoti saules ūdens sildītāji. Četras vēja turbīnas darbinās ģeneratorus ar katras jaudas 20 kilovatiem. Mierīgās dienās elektrība nāks no ēkas, kas atrodas pilsētas centrā. Tā jumts un sienas ir saules paneļi. Ja nebūs ne vēja, ne saules, enerģija nāks no parastajiem ģeneratoriem ar iekšdedzes dzinējiem, bet arī speciāliem - par degvielu tiem kalpos nevis benzīns vai dīzeļdegviela, bet gan spirts, kas nerada kaitīgos izmešus.

Saules paneļi pamazām ienāk mūsu ikdienā. Nevienu nepārsteidz, ka veikalos parādās mikrokalkulatori, kas strādā bez baterijām. Strāvas avots tiem ir neliela saules baterija, kas uzstādīta ierīces vākā. Nomainiet citus strāvas avotus ar miniatūru saules bateriju un elektroniskajos pulksteņos, radioaparātos un magnetofonos. Sahāras tuksnesī gar ceļiem atrodas saules radiotelefoni. Peru pilsēta Tiruntama kļuva par visa radiotelefonu tīkla īpašnieci, ko darbina saules paneļi. Japānas speciālisti ir izstrādājuši saules bateriju, kas pēc izmēra un formas atgādina parastu flīzi. Ja māja ir pārklāta ar šādām saules flīzēm, tad elektrības pietiks, lai apmierinātu tās iedzīvotāju vajadzības. Tiesa, joprojām nav skaidrs, kā viņiem veiksies snigšanas, lietus un miglas periodos? Acīmredzot bez tradicionālās elektroinstalācijas neiztiks.

Ārpus konkurences saules paneļi tiek atrasti tur, kur ir daudz saulainu dienu, un nav citu enerģijas avotu. Piemēram, signālisti no Kazahstānas Mangišlakā uzstādīja divas radio releju releju stacijas starp Alma-Atu un Ševčenko pilsētu televīzijas programmu pārraidīšanai. Bet nelieciet elektrības vadu, lai tos darbinātu. Palīdzēja saules baterijas, kuras tiek nodrošinātas saulainās dienās, un uz Mangyshlak to ir daudz - ir pietiekami daudz enerģijas, lai darbinātu uztvērēju un raidītāju.

Labs ganību aizsargs ir tievs vads, caur kuru tiek laista vāja elektriskā strāva. Bet ganības parasti atrodas tālu no elektropārvades līnijām. Franču inženieri ieteica izeju. Viņi ir izstrādājuši autonomu žogu, ko darbina saules panelis. Tikai pusotru kilogramu smags saules panelis nodrošina enerģiju elektroniskajam ģeneratoram, kas sūta augstsprieguma strāvas impulsus līdzīgā, drošā, bet dzīvniekiem pietiekami jutīgā žogā. Ar vienu šādu akumulatoru pietiek, lai uzbūvētu 50 kilometrus garu žogu.

Saules enerģijas entuziasti ir ierosinājuši daudzus eksotiskus transportlīdzekļu dizainus, kas iztiek bez tradicionālās degvielas. Meksikas dizaineri ir izstrādājuši elektromobili, ko darbina saules paneļi. Pēc viņu aprēķiniem, veicot nelielus attālumus, šis elektromobilis spēs sasniegt ātrumu līdz 40 kilometriem stundā. Sagaidāms, ka pasaules ātruma rekordu saules automašīnai - 50 kilometrus stundā - uzstādīs dizaineri no Vācijas.

Bet austrāliešu inženieris Hanss Tolstrups savu saules auto nosauca "Klusāk - jūs turpināsiet." Tā dizains ir ārkārtīgi vienkāršs: cauruļveida tērauda rāmis, uz kura ir uzstādīti sacīkšu velosipēda riteņi un bremzes. Mašīnas korpuss ir izgatavots no stiklplasta un atgādina parastu vannu ar maziem logiem. No augšas visa šī konstrukcija ir pārklāta ar plakanu jumtu, uz kura ir piestiprināti 720 silīcija fotoelementu elementi. No tiem strāva ieplūst elektromotorā ar jaudu 0,7 kilovati. Ceļotāji (un papildus skrējienā piedalījās dizainers, inženieris un sacīkšu braucējs Lerijs Pērkinss) izvirzīja sev uzdevumu šķērsot Austrāliju no Indijas okeāna līdz Klusajam okeānam (tas ir 4130 kilometri!) Ne vairāk kā 20 dienās. 1983. gada sākumā neparasta ekipāža startēja no Pērtas pilsētas, lai finišētu Sidnejā. Nevarētu teikt, ka brauciens bija īpaši patīkams. Austrālijas vasaras vidū gaisa temperatūra kabīnē paaugstinājās līdz 50 grādiem. Dizaineri ietaupīja katru kilogramu no automašīnas svara un tāpēc atteicās no atsperēm, kas nekādā gadījumā neveicināja komfortu. Pa ceļam kārtējo reizi apstāties negribējās (galu galā braucienam nebija paredzēts ilgt vairāk par 20 dienām), un radiosakarus nebija iespējams izmantot spēcīgā motora trokšņa dēļ. Tāpēc braucējiem bija jāraksta piezīmes eskorta grupai un jāmet tās ceļā. Un tomēr, neskatoties uz grūtībām, saules automašīna stabili virzījās uz mērķi, atrodoties ceļā 11 stundas dienā. Automašīnas vidējais ātrums bija 25 kilometri stundā. Tā, lēnām, bet pārliecinoši, suncar pārvarēja visgrūtāko ceļa posmu - Lielo sadalīšanas diapazonu, un kontroles beigās divdesmit dienas svinīgi finišēja Sidnejā. Šeit ceļotāji ielēja ūdeni Klusajā okeānā, ko viņi paņēma ceļojuma sākumā no Indijas. "Saules enerģija ir savienojusi divus okeānus," viņi teica daudzajiem klātesošajiem žurnālistiem.

Divus gadus vēlāk Šveices Alpos notika neparasts rallijs. Uz starta startēja 58 automašīnas, kuru dzinējus iedarbināja no saules paneļiem saņemtā enerģija. Piecu dienu laikā visdīvaināko dizainu ekipāžām bija jāpārvar 368 kilometri pa kalnainiem Alpu maršrutiem - no Konstances līdz Ženēvas ezeram. Labāko rezultātu uzrādīja Rietumvācijas kompānijas Mercedes-Benz un Šveices Alfa-Real kopīgi būvētais saules automobilis Solar Silver Arrow. Pēc izskata uzvarētāja automašīna visvairāk atgādina lielu vaboli ar platiem spārniem. Šajos spārnos ir 432 saules baterijas, kas darbina sudraba-cinka akumulatoru. No šī akumulatora enerģija tiek piegādāta diviem elektromotoriem, kas rotē automašīnas riteņus. Bet tas notiek tikai mākoņainā laikā vai braucot tunelī. Kad spīd saule, strāva no saules baterijām plūst tieši uz elektromotoriem. Brīžiem uzvarētāja ātrums sasniedza 80 kilometrus stundā.

Japāņu jūrnieks Keniči Horijs kļuva par pirmo cilvēku, kurš solo burā pāri Klusajam okeānam ar saules enerģiju darbināmu kuģi. Laivā nebija citu enerģijas avotu. Saule palīdzēja drosmīgajam navigatoram pārvarēt 6000 kilometrus no Havaju salām līdz Japānai.

Amerikānis L. Mauro projektēja un uzbūvēja lidmašīnu, kuras spārnu virsmā bija 500 saules bateriju baterija. Šī akumulatora radītā elektrība iedarbina elektromotoru ar divarpus kilovatu jaudu, ar kura palīdzību tomēr bija iespējams veikt, lai arī ne pārāk garu, lidojumu. Anglis Alans Frīdmens izstrādāja velosipēdu bez pedāļiem. To darbina elektrība no akumulatoriem, kurus uzlādē uz stūres uzstādīts saules panelis. Ar akumulatorā uzkrāto “saules” elektroenerģiju pietiek, lai nobrauktu aptuveni 50 kilometrus ar ātrumu 25 kilometri stundā. Ir saules balonu un dirižabļu projekti. Visi šie projekti joprojām ir tehniski eksotiski - saules enerģijas blīvums ir pārāk zems, nepieciešamie saules bateriju laukumi ir pārāk lieli, kas varētu nodrošināt pietiekami daudz enerģijas, lai atrisinātu pamatīgas problēmas.

Kāpēc gan nepienākt nedaudz tuvāk Saulei? Galu galā tur, kosmosā, saules enerģijas blīvums ir 10-15 reizes lielāks! Tad nav sliktu laikapstākļu un mākoņu. Ideju par orbitālo saules elektrostaciju izveidi izvirzīja K.E. Ciolkovskis. 1929. gadā jauns inženieris, topošais akadēmiķis V.P.Gluško, ierosināja helio-raķetes lidmašīnas projektu, izmantojot lielu daudzumu saules enerģijas. 1948. gadā profesors G.I.Babats apsvēra iespēju kosmosā saņemto enerģiju pārnest uz Zemi, izmantojot mikroviļņu starojuma staru. 1960. gadā inženieris N. A. Varvarovs ierosināja izmantot kosmosa saules elektrostaciju, lai apgādātu Zemi ar elektrību.

Milzīgie astronautikas panākumi ir pārtulkojuši šīs idejas no zinātniskās fantastikas uz konkrētu inženierzinātņu attīstību. Starptautiskajā astronautu kongresā 1968. gadā daudzu valstu delegāti jau uzskatīja par diezgan nopietnu Saules kosmosa elektrostacijas projektu, kas pamatots ar detalizētiem ekonomiskiem aprēķiniem. Tūlīt radās dedzīgi šīs idejas atbalstītāji un ne mazāk nepielūdzami pretinieki.

Lielākā daļa pētnieku uzskata, ka nākotnes kosmosa enerģijas giganti balstīsies uz saules paneļiem. Ja izmantojam to esošos tipus, tad laukumam 5 miljardu kilovatu jaudas iegūšanai jābūt 60 kvadrātkilometriem, bet masai kopā ar nesošajām konstrukcijām jābūt aptuveni 12 tūkstošiem tonnu. Ja rēķināmies ar nākotnes saules baterijām, kas ir daudz vieglākas un efektīvākas, bateriju laukumu var samazināt desmitkārtīgi un pat vairāk.

Orbītā iespējams uzbūvēt arī parastu termoelektrostaciju, kurā turbīnu griezīs inertas gāzes straume, ko spēcīgi uzsildīs koncentrēti saules stari. Šādai saules kosmosa elektrostacijai, kas sastāv no 16 blokiem pa 500 tūkstošiem kilovatu, ir izstrādāts projekts. Šķiet, ka tādus kolosus kā turbīnas un ģeneratorus pacelt orbītā ir neizdevīgi, turklāt ir nepieciešams uzbūvēt milzīgu parabolisko saules enerģijas koncentratoru, kas silda turbīnas darba šķidrumu. Bet izrādījās, ka šādas spēkstacijas īpatnējais svars (tas ir, masa uz 1 saražotās jaudas kilovatu) ir uz pusi mazāka nekā stacijai ar esošajiem saules paneļiem. Tātad termoelektrostacija kosmosā nav tik neracionāla ideja. Tiesa, nevajadzētu gaidīt būtisku termoelektrostacijas īpatnējā smaguma samazināšanos, un saules bateriju ražošanas progress sola to īpatnējo svaru samazināt simtiem reižu. Ja tas notiks, tad priekšrocības, protams, būs ar baterijām.

Elektrības pārvadi no kosmosa uz Zemi var veikt ar mikroviļņu starojuma staru. Lai to izdarītu, ir jāizveido raidīšanas antena kosmosā un uztveršanas antena uz Zemes. Turklāt ir nepieciešams palaist kosmosā ierīces, kas saules baterijas radīto līdzstrāvu pārvērš mikroviļņu starojumā. Raidošās antenas diametram jābūt apmēram kilometram, un masai kopā ar pārveidotājiem jābūt vairākiem tūkstošiem tonnu. Uztvērējai antenai jābūt daudz lielākai (galu galā enerģijas staru izkliedēs atmosfēra). Tās platībai jābūt aptuveni 300 kvadrātkilometriem. Bet zemes problēmas tiek atrisinātas vieglāk.

Lai uzbūvētu kosmosa saules elektrostaciju, būs jāizveido vesela kosmosa flote no simtiem raķešu un atkārtoti lietojamu kuģu. Galu galā tūkstošiem tonnu kravas būs jānovieto orbītā. Turklāt būs nepieciešama neliela kosmosa eskadra, kuru izmantos astronauti-montieri, remontētāji, enerģētiķi.

Pirmo pieredzi, kas lieti noderēs nākamajiem kosmisko saules elektrostaciju uzstādītājiem, ieguva padomju kosmonauti.

Kosmosa stacija Salyut-7 atradās orbītā daudzas dienas, kad kļuva skaidrs, ka ar kuģa saules elektrostacijas jaudu varētu nepietikt, lai veiktu neskaitāmos zinātnieku iecerētos eksperimentus. Salyut-7 projektēšanā tika nodrošināta iespēja uzstādīt papildu akumulatorus. Atlika tikai nogādāt saules moduļus orbītā un nostiprināt tos pareizajā vietā, tas ir, veikt smalkas montāžas darbības kosmosā. Padomju kosmonauti lieliski tika galā ar šo visgrūtāko uzdevumu.

Orbītā ir nogādāti divi jauni saules paneļi

uz satelīta Kosmos-1443 klāja 1983. gada pavasarī. Sojuz T-9 apkalpe - kosmonauti V. Ļjahovs un A. Aleksandrovs - tos nesa uz kuģa "Salyut-7". Tagad bija pienācis laiks strādāt atklātā kosmosā.

Papildu saules paneļi tika uzstādīti 1983. gada 1. un 3. novembrī. Precīzo un metodisko kosmonautu darbu neticami sarežģītajos kosmosa apstākļos redzēja miljoniem skatītāju. Sarežģītā montāžas darbība tika veikta lieliski. Jaunie moduļi palielināja elektroenerģijas ražošanu vairāk nekā pusotru reizi.

Bet pat ar to nepietika. Nākamās "Salyut-7" apkalpes pārstāvji -L. Kizims un V. Solovjovs (ar viņiem kosmosā atradās ārsts O. Atkovs) - 1984. gada 18. maijā stacijas spārnos tika uzstādīti papildu saules paneļi.

Topošajiem kosmosa spēkstaciju projektētājiem ir ļoti svarīgi zināt, kā neparastie kosmosa apstākļi - gandrīz absolūtais vakuums, neticami aukstums kosmosā, bargais saules starojums, mikrometeorītu bombardēšana u.c. - ietekmē materiālu stāvokli. no kuriem tiek izgatavoti saules paneļi. Viņi saņem atbildes uz daudziem jautājumiem, pārbaudot paraugus, kas uz Zemi nogādāti no Salyut-7. Vairāk nekā divus gadus šī kuģa baterijas darbojās kosmosā, kad S. Savitskaja, pirmā sieviete pasaulē, kas divreiz bijusi kosmosā un veikusi iziešanu kosmosā, izmantojot universālu instrumentu, atdalīja saules paneļu gabalus. Tagad dažādu specialitāšu zinātnieki tos pēta, lai noteiktu, cik ilgi viņi var strādāt kosmosā bez aizstāšanas.

Kosmosa termālā stacija

Tehniskās grūtības, kas būs jāpārvar kosmosa spēkstaciju projektētājiem, ir kolosālas, taču principiāli atrisināmas. Cita lieta ir šādu struktūru ekonomiskums. Dažas aplēses jau tiek veiktas, lai gan kosmosa spēkstaciju ekonomiskos aprēķinus var veikt tikai ļoti aptuveni. Kosmosa spēkstacijas celtniecība būs rentabla tikai tad, ja vienas saražotās enerģijas kilovatstundas izmaksas būs aptuveni tādas pašas kā uz Zemes saražotās enerģijas izmaksas. Pēc amerikāņu ekspertu domām, lai izpildītu šo nosacījumu, saules elektrostacijas izmaksām kosmosā nevajadzētu pārsniegt 8 miljardus dolāru. Šo vērtību var sasniegt, ja izmaksas par vienu kilovatu jaudas, ko saražo saules baterijas, tiek samazinātas 10 reizes (salīdzinot ar esošo), un izmaksas par kravas nogādāšanu orbītā tiek samazinātas par tādu pašu summu. Un tie ir neticami grūti uzdevumi. Acīmredzot tuvākajās desmitgadēs mēs diez vai varēsim izmantot kosmosa elektroenerģiju.

Bet cilvēces rezervju sarakstā šis enerģijas avots noteikti būs vienā no pirmajām vietām.

Baltkrievijas Republikas Izglītības ministrija

izglītības iestāde

"Maksima Tanka vārdā nosauktā Baltkrievijas Valsts pedagoģiskā universitāte"

Vispārīgās un teorētiskās fizikas katedra

Kursa darbs vispārējā fizikā

Saules enerģija un tās izmantošanas iespējas

321 grupas audzēkņi

Fizikas fakultāte

Leškeviča Svetlana Valerievna

Zinātniskais padomnieks:

Fjodorkovs Česlavs Mihailovičs

Minska, 2009

Ievads

1. Vispārīga informācija par sauli

2. Saule ir enerģijas avots

2.1. Saules enerģijas pētniecība

2.2. Saules enerģijas potenciāls

3. Saules enerģijas izmantošana

3.1. Pasīvā saules enerģijas izmantošana

3.2. Aktīva saules enerģijas izmantošana

3.2.1. Saules kolektori un to veidi

3.2.2. Saules sistēmas

3.2.3. Saules termoelektrostacijas

3.3. Fotoelektriskās sistēmas

4. Saules arhitektūra

Secinājums

Izmantoto avotu saraksts

Ievads

Saulei ir īpaša loma Zemes dzīvē. Visa mūsu planētas organiskā pasaule par savu eksistenci ir parādā Saulei. Saule ir ne tikai gaismas un siltuma avots, bet arī daudzu citu enerģijas veidu (naftas, ogļu, ūdens, vēja enerģijas) sākotnējais avots.

Kopš parādīšanās uz zemes cilvēks sāka izmantot saules enerģiju. Saskaņā ar arheoloģiskajiem datiem ir zināms, ka mājokļiem priekšroka tika dota klusām vietām, kas slēgtas no aukstiem vējiem un atvērtas saules stariem.

Iespējams, par pirmo zināmo Saules sistēmu var uzskatīt Amenhotepa III statuju, kas datēta ar 15. gadsimtu pirms mūsu ēras. Statujas iekšpusē atradās gaisa un ūdens kameru sistēma, kas zem saules stariem iedarbināja slēptu mūzikas instrumentu. Senajā Grieķijā viņi pielūdza Heliosu. Šī dieva vārds mūsdienās veidoja pamatu daudziem ar saules enerģiju saistītiem terminiem.

Problēma ar elektroenerģijas nodrošināšanu daudzām pasaules ekonomikas nozarēm, pastāvīgi augošās pasaules iedzīvotāju vajadzības tagad kļūst arvien aktuālākas.

1. Vispārīga informācija par Sauli

Saule ir Saules sistēmas centrālais ķermenis, karsta plazmas bumba, tipiska G2 pundurzvaigzne.

Saules raksturojums

1. MS masa ~2*1023 kg

2. RS ~629 tūkst.km

3. V \u003d 1,41 * 1027 m3, kas ir gandrīz 1300 tūkstošus reižu lielāks nekā Zemes tilpums,

4. vidējais blīvums 1,41*103 kg/m3,

5. spilgtums LS =3,86*1023 kW,

6. faktiskā virsmas temperatūra (fotosfēra) 5780 K,

7. rotācijas periods (sinodiskais) svārstās no 27 dienām pie ekvatora līdz 32 dienām. pie stabiem

8. brīvā kritiena paātrinājums 274 m/s2 (ar tik milzīgu gravitācijas paātrinājumu 60 kg smags cilvēks svērtu vairāk par 1,5 tonnām).

Saules uzbūve

Saules centrālajā daļā atrodas tās enerģijas avots jeb, tēlaini izsakoties, tā "plīts", kas to silda un neļauj atdzist. Šo apgabalu sauc par serdi (skat. 1. att.). Kodolā, kur temperatūra sasniedz 15 MK, izdalās enerģija. Kodola rādiuss nav lielāks par ceturtdaļu no kopējā Saules rādiusa. Tomēr puse no Saules masas ir koncentrēta tās tilpumā un tiek atbrīvota gandrīz visa enerģija, kas atbalsta Saules spīdumu.

Tūlīt ap kodolu sākas starojuma enerģijas pārneses zona, kur tā izplatās caur gaismas daļu absorbciju un emisiju matērijā - kvantos. Ir nepieciešams ļoti ilgs laiks, lai kvants izsūktos caur blīvo saules vielu uz ārpusi. Tātad, ja Saules iekšienē esošā "plīts" pēkšņi nodziest, tad mēs par to uzzinātu tikai pēc miljoniem gadu.

Rīsi. viens Saules uzbūve

Ceļā cauri iekšējiem saules slāņiem enerģijas plūsma saskaras ar reģionu, kurā gāzes necaurredzamība ievērojami palielinās. Šī ir Saules konvektīvā zona. Šeit enerģija vairs netiek pārnesta ar starojumu, bet gan ar konvekciju. Konvektīvā zona sākas aptuveni 0,7 rādiusa attālumā no centra un sniedzas gandrīz līdz visredzamākajai Saules virsmai (fotosfērai), kur galvenās enerģijas plūsmas pārnešana atkal kļūst starojoša.

Fotosfēra ir Saules izstarojošā virsma, kurai ir granulēta struktūra, ko sauc par granulāciju. Katrs šāds “graudi” ir gandrīz Vācijas lielumā un ir karstas vielas straume, kas izcēlusies virspusē. Fotosfērā bieži var redzēt salīdzinoši mazus tumšus laukumus - saules plankumus. Tie ir par 1500˚С aukstāki nekā tos apņemošā fotosfēra, kuras temperatūra sasniedz 5800˚С. Temperatūras atšķirības dēļ fotosfērā šie plankumi šķiet pilnīgi melni, skatoties caur teleskopu. Virs fotosfēras ir nākamais, retāk sastopamais slānis, ko sauc par hromosfēru, tas ir, "krāsaino sfēru". Hromosfēra ieguva savu nosaukumu sarkanās krāsas dēļ. Un, visbeidzot, virs tā ir ļoti karsta, bet arī ārkārtīgi reta saules atmosfēras daļa - korona.

2. Saule ir enerģijas avots

Mūsu Saule ir milzīga gaismas gāzes lode, kurā notiek sarežģīti procesi un rezultātā nepārtraukti tiek atbrīvota enerģija. Saules enerģija ir dzīvības avots uz mūsu planētas. Saule silda atmosfēru un zemes virsmu. Pateicoties saules enerģijai, pūš vēji, dabā notiek ūdens cikls, sasilst jūras un okeāni, attīstās augi, dzīvniekiem ir barība. Pateicoties saules starojumam, uz Zemes pastāv fosilais kurināmais. Saules enerģiju var pārvērst siltumā vai aukstumā, dzinējspēkā un elektrībā.

Saule iztvaiko ūdeni no okeāniem, jūrām, no zemes virsmas. Tas šo mitrumu pārvērš ūdens pilienos, veidojot mākoņus un miglu, un pēc tam liek tam nokrist atpakaļ uz Zemi lietus, sniega, rasas vai sala veidā, tādējādi radot milzīgu mitruma ciklu atmosfērā.

Saules enerģija ir vispārējās atmosfēras cirkulācijas un ūdens cirkulācijas avots okeānos. Tas it kā rada milzīgu mūsu planētas ūdens un gaisa sildīšanas sistēmu, pārdalot siltumu pa zemes virsmu.

Saules gaisma, krītot uz augiem, izraisa tajā fotosintēzes procesu, nosaka augu augšanu un attīstību; nokrītot uz augsnes, tas pārvēršas siltumā, uzkarsē to, veido augsnes klimatu, tādējādi dodot vitalitāti augsnē esošo augu, mikroorganismu un dzīvās radības sēklām, kuras bez šī siltuma būtu anabiozes (ziemas guļas) stāvoklī. ).

Saule izstaro milzīgu enerģijas daudzumu – aptuveni 1,1x1020 kWh sekundē. Kilovatstunda ir enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai 100 vatu kvēlspuldze darbinātu 10 stundas. Zemes ārējā atmosfēra pārtver aptuveni vienu miljono daļu no Saules izstarotās enerģijas jeb aptuveni 1500 kvadriljonus (1,5 x 1018) kWh gadā. Tomēr tikai 47% no visas enerģijas jeb aptuveni 700 kvadriljoni (7 x 1017) kWh sasniedz Zemes virsmu. Atlikušie 30% saules enerģijas tiek atspoguļoti atpakaļ kosmosā, aptuveni 23% iztvaiko ūdeni, 1% enerģijas nāk no viļņiem un straumēm, bet 0,01% no fotosintēzes veidošanās dabā.

2.1. Saules enerģijas pētniecība

Kāpēc Saule spīd un neatdziest miljardiem gadu? Kāda "degviela" viņam dod enerģiju? Zinātnieki ir meklējuši atbildes uz šo jautājumu gadsimtiem ilgi, un tikai 20. gadsimta sākumā tika atrasts pareizais risinājums. Tagad ir zināms, ka, tāpat kā citas zvaigznes, tas spīd, pateicoties kodoltermiskām reakcijām, kas notiek tās dziļumos.

Ja vieglo elementu atomu kodoli saplūst smagāka elementa atoma kodolā, tad jaunā masa būs mazāka par kopējo masu tiem, no kuriem tas veidojies. Pārējā masa tiek pārvērsta enerģijā, ko aiznes reakcijas laikā izdalītās daļiņas. Šī enerģija gandrīz pilnībā tiek pārvērsta siltumā. Šāda atomu kodolu sintēzes reakcija var notikt tikai ļoti augstā spiedienā un temperatūrā virs 10 miljoniem grādu. Tāpēc to sauc par kodoltermisko.

Galvenā viela, kas veido Sauli, ir ūdeņradis, tas veido aptuveni 71% no visas zvaigznes masas. Gandrīz 27% pieder hēlijam, bet atlikušie 2% - smagākiem elementiem, piemēram, ogleklim, slāpeklim, skābeklim un metāliem. Galvenā Saules "degviela" ir ūdeņradis. No četriem ūdeņraža atomiem transformāciju ķēdes rezultātā veidojas viens hēlija atoms. Un no katra reakcijā iesaistītā ūdeņraža grama izdalās 6x1011 J enerģijas! Uz Zemes ar šo enerģijas daudzumu pietiktu, lai uzsildītu 1000 m3 ūdens no 0ºC temperatūras līdz vārīšanās temperatūrai.

2.2. Saules enerģijas potenciāls

Saule nodrošina mūs ar 10 000 reižu vairāk bezmaksas enerģijas, nekā patiesībā tiek izmantots visā pasaulē. Globālais komerciālais tirgus vien pērk un pārdod nedaudz mazāk par 85 triljoniem (8,5 x 1013) kWh enerģijas gadā. Tā kā nav iespējams izsekot visam procesam, nav iespējams droši pateikt, cik daudz nekomerciālās enerģijas cilvēki patērē (piemēram, cik daudz koksnes un mēslojuma tiek savākts un sadedzināts, cik daudz ūdens tiek izmantots mehāniskās vai elektriskās enerģijas ražošanai). enerģija). Daži eksperti lēš, ka šāda nekomerciāla enerģija veido vienu piekto daļu no visas izmantotās enerģijas. Bet pat tad, ja tā ir taisnība, tad kopējā cilvēces gada laikā patērētā enerģija ir tikai aptuveni viena septiņtūkstošā daļa no saules enerģijas, kas tajā pašā laika posmā sasniedz Zemes virsmu.

Attīstītajās valstīs, piemēram, ASV, enerģijas patēriņš ir aptuveni 25 triljoni (2,5 x 1013) kWh gadā, kas atbilst vairāk nekā 260 kWh uz vienu cilvēku dienā. Tas ir līdzvērtīgs vairāk nekā 100 100 W kvēlspuldžu darbināšanai katru dienu visu dienu. Vidējais ASV pilsonis patērē 33 reizes vairāk enerģijas nekā indietis, 13 reizes vairāk nekā ķīnietis, divarpus reizes vairāk nekā japānis un divreiz vairāk nekā zviedrs.

3. Saules enerģijas izmantošana

Saules starojumu var pārvērst lietderīgā enerģijā, izmantojot tā sauktās aktīvās un pasīvās saules sistēmas. Pasīvās sistēmas iegūst, projektējot ēkas un izvēloties būvmateriālus tā, lai maksimāli izmantotu saules enerģiju. Saules kolektori ir aktīvas saules sistēmas. Šobrīd tiek izstrādātas arī fotoelementu sistēmas – tās ir sistēmas, kas saules starojumu pārvērš tieši elektroenerģijā.

Saules enerģija tiek pārvērsta lietderīgā enerģijā arī netieši, pārveidojot citos enerģijas veidos, piemēram, biomasā, vēja vai ūdens enerģijā. Saules enerģija "kontrolē" laika apstākļus uz Zemes. Lielu daļu saules starojuma absorbē okeāni un jūras, ūdens, kurā uzsilst, iztvaiko un lietus veidā nokrīt zemē, "barojot" hidroelektrostacijas. Vēja turbīnām nepieciešamais vējš veidojas nevienmērīgas gaisa uzkarsēšanas dēļ. Vēl viena atjaunojamo enerģijas avotu kategorija, ko iegūst no saules enerģijas, ir biomasa. Zaļie augi absorbē saules gaismu, fotosintēzes rezultātā tajos veidojas organiskas vielas, no kurām pēc tam var iegūt siltumu un elektroenerģiju. Tādējādi vēja, ūdens un biomasas enerģija ir saules enerģijas atvasinājums.

Enerģija ir jebkuras ražošanas dzinējspēks. Tas, ka cilvēka rīcībā bija liels daudzums salīdzinoši lētas enerģijas, lielā mērā veicināja industrializāciju un sabiedrības attīstību.

3.1. Pasīvā saules enerģijas izmantošana

saules enerģijas termoelektrostacija

Pasīvās saules enerģijas ēkas ir tās, kas ir veidotas tā, lai pēc iespējas vairāk ņemtu vērā vietējos klimatiskos apstākļus, un, ja iespējams, tiek izmantotas piemērotas tehnoloģijas un materiāli, lai ēku apsildītu, atdzesētu un apgaismotu, izmantojot saules enerģiju. Tie ietver tradicionālās celtniecības metodes un materiālus, piemēram, izolāciju, cietas grīdas un uz dienvidiem vērstus logus. Šādas dzīvojamās telpas dažos gadījumos var uzbūvēt bez papildu izmaksām. Citos gadījumos būvniecības laikā radušās papildu izmaksas var kompensēt ar zemākām enerģijas izmaksām. Pasīvās saules ēkas ir videi draudzīgas, tās veicina enerģētiskās neatkarības un enerģētiski sabalansētas nākotnes radīšanu.

Pasīvā saules sistēmā pati ēkas konstrukcija darbojas kā saules starojuma savācējs. Šī definīcija atbilst lielākajai daļai vienkāršāko sistēmu, kurās siltums tiek uzkrāts ēkā caur tās sienām, griestiem vai grīdām. Ir arī sistēmas, kur ēkas konstrukcijā tiek iebūvēti speciāli elementi siltuma uzkrāšanai (piemēram, kastes ar akmeņiem vai tvertnes vai pudeles, kas pildītas ar ūdeni). Šādas sistēmas tiek klasificētas arī kā pasīvās saules enerģijas.

3.2. Aktīva saules enerģijas izmantošana

Saules enerģijas aktīva izmantošana tiek veikta ar saules kolektoru un saules sistēmu palīdzību.

3.2.1. Saules kolektori un to veidi

Daudzu saules enerģijas sistēmu pamatā ir saules kolektoru izmantošana. Kolektors absorbē gaismas enerģiju no saules un pārvērš to siltumā, kas tiek pārnests uz dzesēšanas šķidrumu (šķidrumu vai gaisu) un pēc tam tiek izmantots ēku apsildīšanai, ūdens sildīšanai, elektrības ražošanai, lauksaimniecības produktu žāvēšanai vai ēdiena gatavošanai. Saules kolektorus var izmantot gandrīz visos procesos, kuros izmanto siltumu.

Saules kolektoru ražošanas tehnoloģija gandrīz mūsdienu līmeni sasniedza 1908. gadā, kad Viljams Beilijs no American Carnegie Steel Company izgudroja kolektoru ar siltumizolētu korpusu un vara caurulēm. Šis kolektors bija ļoti līdzīgs mūsdienu termosifona sistēmai. Līdz Pirmā pasaules kara beigām Beilijs bija pārdevis 4000 šo kolekcionāru, un Floridas uzņēmējs, kurš no viņa nopirka patentu, līdz 1941. gadam pārdeva gandrīz 60 000 kolekcionāru.

Tipisks saules kolektors uzglabā saules enerģiju cauruļu un metāla plākšņu moduļos, kas uzstādīti uz ēkas jumta un ir nokrāsoti melnā krāsā, lai nodrošinātu maksimālu starojuma absorbciju. Tie ir iesaiņoti stiklā vai plastmasā un noliekti uz dienvidiem, lai maksimāli uztvertu saules gaismu. Tādējādi kolektors ir miniatūra siltumnīca, kas uzkrāj siltumu zem stikla paneļa. Tā kā saules starojums tiek izplatīts pa virsmu, kolektoram ir jābūt lielam laukumam.

Atkarībā no pielietojuma ir dažāda izmēra un dizaina saules kolektori. Tie var nodrošināt mājsaimniecības ar karstu ūdeni veļas mazgāšanai, vannai un ēdiena gatavošanai, vai arī tos var izmantot ūdens iepriekšējai uzsildīšanai esošajiem ūdens sildītājiem. Šobrīd tirgus piedāvā daudz dažādu kolektoru modeļu.

Integrēts kolektors

Vienkāršākais saules kolektora veids ir "kapacitatīvs" vai "termosifona kolektors", kas šādu nosaukumu ieguvis, jo kolektors ir arī siltuma uzglabāšanas tvertne, kurā tiek uzsildīta un uzkrāta "vienreizēja" ūdens porcija. Šādi kolektori tiek izmantoti, lai uzsildītu ūdeni, kas pēc tam tiek uzsildīts līdz vajadzīgajai temperatūrai tradicionālajās iekārtās, piemēram, gāzes ūdens sildītājos. Sadzīves apstākļos iepriekš uzkarsēts ūdens nonāk uzglabāšanas tvertnē. Tas samazina enerģijas patēriņu tā turpmākajai apkurei. Šāds kolektors ir lēta alternatīva aktīvai saules ūdens sildīšanas sistēmai, neizmantojot kustīgas daļas (sūkņus), kam nepieciešama minimāla apkope, ar nulles ekspluatācijas izmaksām.

Dzīvokļu kolekcionāri

Plakanie kolektori ir visizplatītākais saules kolektoru veids, ko izmanto sadzīves ūdens sildīšanas un apkures sistēmās. Parasti šis kolektors ir siltumizolēta metāla kaste ar stikla vai plastmasas vāku, kurā ievietota melnas krāsas absorbētāja (absorbera) plāksne. Stiklojums var būt caurspīdīgs vai matēts. Plakano plākšņu kolektoros parasti tiek izmantots matēts, tikai gaišs stikls ar zemu dzelzs saturu (kas laiž cauri lielu daļu kolektorā nonākošās saules gaismas). Saules gaisma skar siltumu uztverošo plāksni, un, pateicoties stiklojumam, tiek samazināti siltuma zudumi. Kolektora apakšdaļa un sānu sienas ir pārklātas ar siltumizolējošu materiālu, kas vēl vairāk samazina siltuma zudumus.

Plakanie kolektori ir sadalīti šķidrumā un gaisā. Abu veidu kolektori ir glazēti vai neglazēti.

Saules cauruļveida vakuuma kolektori

Tradicionālie vienkārši plakanie saules kolektori ir paredzēti izmantošanai reģionos ar siltu saulainu klimatu. Tie krasi zaudē savu efektivitāti nelabvēlīgās dienās – aukstā, mākoņainā un vējainā laikā. Turklāt laikapstākļu izraisīts kondensāts un mitrums izraisīs priekšlaicīgu iekšējo materiālu nodilumu, kas savukārt novedīs pie sistēmas degradācijas un atteices. Šīs nepilnības tiek novērstas, izmantojot evakuētos kolektorus.

Vakuuma kolektori silda sadzīves ūdeni tur, kur nepieciešams augstākas temperatūras ūdens. Saules starojums iziet caur ārējo stikla cauruli, ietriecas absorbējošā caurulē un pārvēršas siltumā. To pārraida šķidrums, kas plūst caur cauruli. Kolektors sastāv no vairākām paralēlu stikla cauruļu rindām, pie katras no kurām ir piestiprināts cauruļveida absorbētājs (plakano kolektoru absorbcijas plāksnes vietā) ar selektīvu pārklājumu. Uzkarsētais šķidrums cirkulē caur siltummaini un izdala siltumu ūdenim, kas atrodas uzglabāšanas tvertnē.

Vakuums stikla caurulē ir labākā iespējamā kolektora siltumizolācija - samazina siltuma zudumus un aizsargā absorbētāju un siltuma cauruli no nelabvēlīgas ārējās ietekmes. Rezultāts ir lielisks sniegums, kas pārspēj jebkura cita veida saules kolektorus.

Kolekcionāru fokusēšana

Fokusēšanas kolektori (koncentratori) izmanto spoguļu virsmas, lai koncentrētu saules enerģiju uz absorbētāja, ko sauc arī par "siltuma izlietni". Tie sasniedz temperatūru, kas ir daudz augstāka nekā plakano kolektoru, taču tie spēj koncentrēt tikai tiešo saules starojumu, kā rezultātā miglainā vai mākoņainā laikā ir slikta veiktspēja. Spoguļa virsma fokusē saules gaismu, kas atstaro no lielas virsmas, uz mazāku absorbētāja virsmu, tādējādi panākot augstu temperatūru. Dažos modeļos saules starojums ir koncentrēts fokusa punktā, savukārt citos saules stari ir koncentrēti pa tievu fokusa līniju. Uztvērējs atrodas fokusa punktā vai gar fokusa līniju. Siltuma pārneses šķidrums iet caur uztvērēju un absorbē siltumu. Šādi kolektori-koncentratori ir vispiemērotākie reģioniem ar augstu insolāciju - tuvu ekvatoram un tuksneša apvidos.

Ir arī citi lēti tehnoloģiski vienkārši saules kolektori šauram mērķim - saules krāsnis (gatavošanai) un saules destilatori, kas ļauj lēti iegūt destilētu ūdeni gandrīz no jebkura avota.

saules krāsnis

Tie ir lēti un viegli izgatavojami. Tie sastāv no ietilpīgas, labi izolētas kastes, kas izklāta ar atstarojošu materiālu (piemēram, foliju), pārklāta ar stiklu un aprīkota ar ārējo atstarotāju. Melnā panna kalpo kā absorbents, kas uzsilst ātrāk nekā parastie alumīnija vai nerūsējošā tērauda virtuves trauki. Saules krāsnis var izmantot ūdens dezinfekcijai, uzkarsējot to līdz vārīšanās temperatūrai.

Ir kastes un spoguļu (ar reflektoru) saules krāsnis.

saules enerģijas destilētāji

Saules destilācijas kamera nodrošina lētu destilētu ūdeni, kā avotu var izmantot pat sāļu vai ļoti piesārņotu ūdeni. Tie ir balstīti uz ūdens iztvaikošanas principu no atvērta trauka. Saules destilētājs izmanto saules enerģiju, lai paātrinātu šo procesu. Tas sastāv no tumšas krāsas siltumizolēta trauka ar stiklojumu, kas ir noliekts tā, lai kondensētais saldūdens ieplūst speciālā traukā. Neliels saules destilētājs - apmēram virtuves plīts lielumā - saulainā dienā var saražot līdz desmit litriem destilēta ūdens.

3.2.2. Saules sistēmas

Saules karstā ūdens sistēmas

Karstais ūdens ir visizplatītākais saules enerģijas tiešās izmantošanas veids. Tipiska iekārta sastāv no viena vai vairākiem kolektoriem, kuros šķidrumu silda saule, kā arī no siltuma pārneses šķidruma uzsildītā karstā ūdens uzglabāšanas tvertnes. Pat reģionos ar salīdzinoši nelielu saules starojumu, piemēram, Ziemeļeiropā, saules sistēma var nodrošināt 50-70% no karstā ūdens pieprasījuma. Vairāk dabūt nav iespējams, izņemot varbūt ar sezonālās regulēšanas palīdzību. Dienvideiropā saules kolektors var nodrošināt 70-90% no patērētā karstā ūdens. Ūdens sildīšana ar saules enerģijas palīdzību ir ļoti praktisks un ekonomisks veids. Kamēr fotoelektriskās sistēmas sasniedz 10-15% efektivitāti, termiskās saules sistēmas uzrāda 50-90% efektivitāti. Kombinācijā ar malkas krāsnīm karstā ūdens pieprasījumu var apmierināt gandrīz visu gadu, neizmantojot fosilo kurināmo.

Termosifona saules sistēmas

Saules ūdens sildīšanas sistēmas ar dzesēšanas šķidruma dabisko cirkulāciju (konvekciju), kuras izmanto siltos ziemas apstākļos (ja nav sala), sauc par termosifonu. Kopumā šīs nav visefektīvākās saules enerģijas sistēmas, taču tām ir daudz priekšrocību mājokļu būvniecības ziņā. Dzesēšanas šķidruma termosifona cirkulācija notiek, mainoties ūdens blīvumam, mainoties tā temperatūrai. Termosifona sistēma ir sadalīta trīs galvenajās daļās:

plakanais kolektors (absorberis);

cauruļvadi;

· Karstā ūdens uzglabāšanas tvertne (katls).

Kad ūdens kolektorā (parasti plakanā) tiek uzkarsēts, tas paceļas augšup pa stāvvadītāju un nonāk uzglabāšanas tvertnē; tā vietā no uzglabāšanas tvertnes apakšas kolektorā nonāk auksts ūdens. Tāpēc ir nepieciešams novietot kolektoru zem uzglabāšanas tvertnes un izolēt savienojošās caurules.

Šādas iekārtas ir populāras subtropu un tropu apgabalos.

Saules ūdens sildīšanas sistēmas

Visbiežāk izmanto baseinu apsildīšanai. Lai gan šādas instalācijas izmaksas atšķiras atkarībā no baseina lieluma un citiem specifiskiem apstākļiem, ja tiek uzstādītas saules sistēmas, lai samazinātu vai izslēgtu degvielas vai elektrības patēriņu, tās atmaksāsies divu līdz četru gadu laikā, ietaupot enerģiju. Turklāt baseina apkure ļauj pagarināt peldēšanas sezonu uz vairākām nedēļām bez papildu maksas.

Lielākajā daļā ēku nav grūti sakārtot saules sildītāju baseinam. To var samazināt līdz vienkāršai melnai šļūtenei, caur kuru baseinam tiek piegādāts ūdens. Āra baseiniem ir jāuzstāda tikai absorbētājs. Iekštelpu baseiniem ir jāuzstāda standarta kolektori, lai nodrošinātu siltu ūdeni arī ziemā.

Sezonas siltuma uzglabāšana

Ir arī instalācijas, kas ļauj izmantot vasarā ar saules kolektoriem uzkrāto siltumu, kas ziemā uzkrāts ar lielu uzglabāšanas tvertņu palīdzību (sezonas uzglabāšana). Problēma šeit ir tāda, ka mājas apkurei nepieciešamais šķidruma daudzums ir salīdzināms ar pašas mājas tilpumu. Turklāt siltuma krātuvei jābūt ļoti labi izolētai. Lai parastā mājsaimniecības uzglabāšanas tvertne saglabātu lielāko daļu siltuma pusgadu, tā būtu jāietin 4 metrus biezā izolācijas slānī. Tāpēc ir izdevīgi padarīt uzglabāšanas ietilpību ļoti lielu. Tā rezultātā virsmas laukuma attiecība pret tilpumu samazinās.

Lielas saules centralizētās siltumapgādes iekārtas tiek izmantotas Dānijā, Zviedrijā, Šveicē, Francijā un ASV. Saules moduļi tiek uzstādīti tieši uz zemes. Bez uzglabāšanas šāda saules apkures iekārta var segt aptuveni 5% no gada siltuma pieprasījuma, jo iekārta nedrīkst radīt vairāk par minimālo patērētās siltuma daudzumu, ieskaitot zudumus centralizētās siltumapgādes sistēmā (pārvades laikā līdz 20%). Ja ir diennakts siltuma uzkrāšana naktī, tad saules apkures iekārta var segt 10-12% no siltuma pieprasījuma, ieskaitot pārvades zudumus, un ar sezonālu siltuma uzglabāšanu līdz 100%. Ir arī iespēja apvienot centralizēto apkuri ar individuāliem saules kolektoriem. Centralizētās siltumapgādes sistēmu var atslēgt uz vasaru, kad karstā ūdens padevi nodrošina Saule un nav pieprasījuma pēc apkures.

Saules enerģija apvienojumā ar citiem atjaunojamiem avotiem.

Labs rezultāts ir dažādu atjaunojamo energoresursu apvienošana, piemēram, saules siltums apvienojumā ar sezonālu siltuma uzglabāšanu biomasas veidā. Vai arī, ja atlikušais enerģijas pieprasījums ir ļoti zems, papildus saules apkurei var izmantot šķidro vai gāzveida biodegvielu kombinācijā ar efektīviem apkures katliem.

Interesanta kombinācija ir saules apkure un cietās biomasas katli. Tādējādi tiek atrisināta arī saules enerģijas sezonālās uzglabāšanas problēma. Biomasas izmantošana vasarā nav optimālais risinājums, jo apkures katlu efektivitāte pie daļējas slodzes ir zema, turklāt zudumi caurulēs ir salīdzinoši lieli - un mazās sistēmās malkas dedzināšana vasarā var būt neērta. Šādos gadījumos visus 100% siltuma slodzes vasarā var nodrošināt saules apkure. Ziemā, kad saules enerģijas daudzums ir niecīgs, gandrīz viss siltums rodas, sadedzinot biomasu.

Centrāleiropā ir liela pieredze saules apkures un biomasas sadedzināšanas apvienošanā siltuma ražošanai. Parasti aptuveni 20-30% no kopējās siltuma slodzes sedz Saules sistēma, un galveno slodzi (70-80%) nodrošina biomasa. Šo kombināciju var izmantot gan atsevišķās dzīvojamās ēkās, gan centrālās (rajona) apkures sistēmās. Centrāleiropas apstākļos privātmājas apkurei pietiek ar aptuveni 10 m3 biomasas (piem., malkas), un saules instalācija var ietaupīt līdz 3 m3 malkas gadā.

3.2.3. Saules termoelektrostacijas

Papildus tiešai saules siltuma izmantošanai reģionos ar augstu saules starojuma līmeni to var izmantot tvaika ražošanai, kas griež turbīnu un ražo elektrību. Saules siltumenerģijas ražošana lielos apmēros ir diezgan konkurētspējīga. Šīs tehnoloģijas rūpnieciskais pielietojums aizsākās pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados; kopš tā laika nozare ir strauji attīstījusies. ASV komunālie uzņēmumi jau ir uzstādījuši vairāk nekā 400 megavatu saules termoelektrostaciju, kas nodrošina elektrību 350 000 cilvēku un gadā izspiež 2,3 miljonus barelu naftas. Deviņām spēkstacijām, kas atrodas Mohaves tuksnesī (ASV Kalifornijas štatā), uzstādītā jauda ir 354 MW, un tām ir uzkrāta 100 gadu rūpnieciskās darbības pieredze. Šī tehnoloģija ir tik attīstīta, ka saskaņā ar oficiālo informāciju tā var konkurēt ar tradicionālajām elektroenerģijas ražošanas tehnoloģijām daudzviet ASV. Arī citos pasaules reģionos drīzumā būtu jāuzsāk projekti saules siltuma izmantošanai elektroenerģijas ražošanā. Indija, Ēģipte, Maroka un Meksika izstrādā atbilstošas ​​programmas, dotācijas to finansēšanai nodrošina Globālais vides fonds (GEF). Grieķijā, Spānijā un ASV jaunus projektus izstrādā neatkarīgi elektroenerģijas ražotāji.

Pēc siltuma ražošanas metodes saules termoelektrostacijas iedala saules koncentratoros (spoguļos) un saules dīķos.

saules koncentratori

Šādas spēkstacijas koncentrē saules enerģiju, izmantojot lēcas un atstarotājus. Tā kā šo siltumu var uzkrāt, šādas stacijas var saražot elektroenerģiju pēc vajadzības dienā vai naktī jebkuros laikapstākļos.

Lielie spoguļi - ar punktu vai lineāru fokusu - koncentrē saules starus tiktāl, ka ūdens pārvēršas tvaikā, vienlaikus atbrīvojot pietiekami daudz enerģijas, lai pagrieztu turbīnu. Luz Corp. uzstādīja milzīgus šādu spoguļu laukus Kalifornijas tuksnesī. Tie ražo 354 MW elektroenerģijas. Šīs sistēmas var pārvērst saules enerģiju elektroenerģijā ar aptuveni 15% efektivitāti.

Ir šādi saules koncentratoru veidi:

1. Saules paraboliskie koncentratori

2. Trauku tipa saules uzstādīšana

3. Saules enerģijas torņi ar centrālo uztvērēju.

saules dīķi

Ne fokusējošie spoguļi, ne saules baterijas nevar radīt enerģiju naktī. Šim nolūkam dienas laikā uzkrātā saules enerģija jāuzglabā siltuma akumulācijas tvertnēs. Šis process dabiski notiek tā sauktajos saules dīķos.

Saules dīķos ir augsta sāls koncentrācija apakšējos ūdens slāņos, nekonvektīvs vidējais ūdens slānis, kurā sāls koncentrācija palielinās līdz ar dziļumu, un konvektīvs slānis ar zemu sāls koncentrāciju uz virsmas. Saules gaisma nokrīt uz dīķa virsmas, un ūdens apakšējos slāņos tiek saglabāts siltums augstās sāls koncentrācijas dēļ. Ūdens ar augstu sāļumu, ko silda dīķa dibena absorbētā saules enerģija, nevar pacelties tā lielā blīvuma dēļ. Tas paliek dīķa dibenā, pakāpeniski uzkarst līdz gandrīz vārās (kamēr augšējie ūdens slāņi paliek salīdzinoši auksti). Karstais grunts "sālījums" tiek izmantots dienā vai naktī kā siltuma avots, pateicoties kam īpaša organiskā dzesēšanas šķidruma turbīna var radīt elektrību. Saules dīķa vidējais slānis darbojas kā siltumizolācija, novēršot konvekciju un siltuma zudumus no apakšas uz virsmu. Temperatūras starpība starp dīķa ūdens dibenu un virsmu ir pietiekama, lai darbinātu ģeneratoru. Dzesēšanas šķidrums, kas izvadīts pa caurulēm caur apakšējo ūdens slāni, tiek ievadīts tālāk slēgtajā Rankin sistēmā, kurā turbīna griežas, lai ražotu elektroenerģiju.

3.3 Fotoelektriskās sistēmas

Ierīces tiešai gaismas vai saules enerģijas pārvēršanai elektroenerģijā sauc par fotoelementiem (angļu valodā Photovoltaics, no grieķu fotogrāfijām - gaisma un elektromotora spēka vienības nosaukums - volts). Saules gaismas pārvēršana elektroenerģijā notiek fotoelementu elementos, kas izgatavoti no pusvadītāju materiāla, piemēram, silīcija, kas saules gaismas ietekmē rada elektrisko strāvu. Savienojot fotoelementus moduļos un tos, savukārt, savā starpā, ir iespējams uzbūvēt lielas fotoelementu stacijas. Līdz šim lielākā šāda stacija ir 5 megavatu Carris Plain iekārta ASV Kalifornijas štatā. Fotoelektrisko iekārtu efektivitāte pašlaik ir aptuveni 10%, tomēr atsevišķi fotoelementi var sasniegt 20% vai vairāk efektivitāti.

Saules fotoelektriskās sistēmas ir viegli apstrādājamas, un tām nav kustīgu mehānismu, taču pašās fotoelementu šūnās ir sarežģītas pusvadītāju ierīces, kas līdzīgas tām, kuras izmanto integrālo shēmu ražošanā. Fotoelementu elementi ir balstīti uz fizisko principu, ka elektrisko strāvu ģenerē gaismas iedarbība starp diviem pusvadītājiem ar dažādām elektriskām īpašībām, kas saskaras viens ar otru. Šādu elementu kombinācija veido fotoelektrisko paneli vai moduli. Fotoelementu moduļi to elektrisko īpašību dēļ rada tiešo, nevis maiņstrāvu. To izmanto daudzās vienkāršās ar akumulatoru darbināmās ierīcēs. Savukārt maiņstrāva regulāri maina virzienu. Tieši šāda veida elektroenerģiju piegādā enerģijas ražotāji, to izmanto lielākajai daļai moderno ierīču un elektronisko ierīču. Vienkāršākajās sistēmās līdzstrāva no fotoelementu moduļiem tiek izmantota tieši. Tajā pašā vietā, kur nepieciešama maiņstrāva, sistēmai jāpievieno invertors, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā.

Nākamajās desmitgadēs ievērojama daļa pasaules iedzīvotāju iepazīs fotoelektriskās sistēmas. Pateicoties tiem, izzudīs tradicionālā nepieciešamība pēc lielu, dārgu elektrostaciju un sadales sistēmu būvniecības. Samazinoties saules bateriju izmaksām un pilnveidojoties tehnoloģijām, tiks atvērti vairāki potenciāli milzīgi saules bateriju tirgi. Piemēram, būvmateriālos iebūvētās saules baterijas veiks māju ventilāciju un apgaismojumu. Patēriņa preces — no rokas instrumentiem līdz automašīnām — gūs labumu no tādu komponentu izmantošanas, kas satur fotoelementus. Komunālie uzņēmumi varēs arī atrast jaunus veidus, kā izmantot fotoelementus, lai apmierinātu iedzīvotāju vajadzības.

Vienkāršākās fotoelektriskās sistēmas ietver:

· saules sūkņi – fotoelementu sūkņu iekārtas ir apsveicama alternatīva dīzeļģeneratoriem un rokas sūkņiem. Viņi sūknē ūdeni tieši tad, kad tas ir visvairāk nepieciešams - skaidrā saulainā dienā. Saules sūkņus ir viegli uzstādīt un darbināt. Nelielu sūkni viens cilvēks var uzstādīt pāris stundu laikā, un tam nav nepieciešama ne pieredze, ne īpašs aprīkojums.

· Akumulatoru fotogalvaniskās sistēmas – akumulators tiek uzlādēts ar saules ģeneratoru, uzglabā enerģiju un padara to pieejamu jebkurā laikā. Pat visnelabvēlīgākajos apstākļos un attālās vietās baterijās uzkrātā fotogalvaniskā enerģija var darbināt nepieciešamo aprīkojumu. Pateicoties elektroenerģijas uzkrāšanai, fotoelementu sistēmas nodrošina uzticamu enerģijas avotu gan dienu, gan nakti jebkuros laikapstākļos. Ar baterijām darbināmas fotoelementu sistēmas jaudas apgaismojums, sensori, skaņas ierakstīšanas iekārtas, sadzīves tehnika, telefoni, televizori un elektroinstrumenti visā pasaulē.

fotoelementu sistēmas ar ģeneratoriem - kad elektroenerģija ir nepieciešama nepārtraukti vai ir periodi, kad tā ir nepieciešama vairāk, nekā var ražot tikai fotoelementu bloks, to var efektīvi papildināt ar ģeneratoru. Dienas laikā fotoelementu moduļi atbilst ikdienas enerģijas prasībām un uzlādē akumulatoru. Kad akumulators ir izlādējies, motora ģenerators ieslēdzas un darbojas, līdz baterijas tiek uzlādētas. Dažās sistēmās ģenerators kompensē enerģijas trūkumu, ja elektroenerģijas pieprasījums pārsniedz akumulatoru kopējo jaudu. Dzinējs-ģenerators ģenerē elektroenerģiju jebkurā diennakts laikā. Kā tāds tas nodrošina lielisku rezerves barošanas avotu fotoelektrisko moduļu dublēšanai naktī vai vētrainā dienā atkarībā no laikapstākļiem. No otras puses, fotoelektriskais modulis darbojas klusi, neprasa apkopi un neizdala atmosfērā piesārņotājus. Fotoelementu un ģeneratoru kombinēta izmantošana var samazināt sistēmas sākotnējās izmaksas. Ja nav rezerves instalācijas, PV moduļiem un akumulatoriem jābūt pietiekami lieliem, lai nodrošinātu strāvu naktī.

· Tīklam pievienotas fotogalvaniskās sistēmas - centralizētā barošanas avota vidē ar tīklu pieslēgta fotoelektriskā sistēma var nodrošināt daļu no nepieciešamās slodzes, bet otra daļa nāk no tīkla. Šajā gadījumā akumulators netiek izmantots. Tūkstošiem māju īpašnieku visā pasaulē izmanto šādas sistēmas. Fotoelektrisko enerģiju izmanto lokāli vai ievada tīklā. Kad sistēmas īpašniekam nepieciešams vairāk elektroenerģijas, nekā tas saražo – piemēram, vakarā, tad palielināto pieprasījumu automātiski apmierina tīkls. Kad sistēma saražo vairāk elektroenerģijas, nekā mājsaimniecība spēj patērēt, pārpalikums tiek nosūtīts (pārdots) uz tīklu. Tādējādi komunālais tīkls darbojas kā rezerve fotoelektriskajai sistēmai, piemēram, akumulators, kas paredzēts uzstādīšanai ārpus tīkla.

· rūpnieciskās fotoelektriskās iekārtas - fotoelementu iekārtas darbojas klusi, nepatērē fosilo kurināmo un nepiesārņo gaisu un ūdeni. Diemžēl fotoelektriskās stacijas vēl nav īpaši dinamiski iekļautas komunālo tīklu arsenālā, kas skaidrojams ar to īpašībām. Izmantojot pašreizējo enerģijas izmaksu aprēķināšanas metodi, saules elektroenerģija joprojām ir ievērojami dārgāka nekā tradicionālo elektrostaciju ražošana. Turklāt fotoelektriskās sistēmas ģenerē enerģiju tikai dienas gaišajā laikā, un to darbība ir atkarīga no laikapstākļiem.

4. Saules arhitektūra

Ir vairāki galvenie veidi, kā pasīvi izmantot saules enerģiju arhitektūrā. Izmantojot tos, jūs varat izveidot daudzas dažādas shēmas, tādējādi iegūstot dažādus ēku projektus. Prioritātes ēkas celtniecībā ar pasīvu saules enerģijas izmantošanu ir: laba mājas atrašanās vieta; liels skaits logu, kas vērsti uz dienvidiem (ziemeļu puslodē), lai ziemā ielaistu vairāk saules gaismas (un otrādi, neliels skaits logu, kas vērsti uz austrumiem vai rietumiem, lai vasarā ierobežotu nevēlamu saules gaismu); pareizs iekštelpu siltuma slodzes aprēķins, lai izvairītos no nevēlamām temperatūras svārstībām un uzturētu siltumu naktī, labi izolēta ēkas konstrukcija.

Logu novietojumam, izolācijai, orientācijai un telpu termiskajai slodzei jābūt vienotai sistēmai. Lai samazinātu iekšējās temperatūras svārstības, ēkas ārpusē jānovieto izolācija. Tomēr vietās ar ātru iekšējo apkuri, kur nepieciešama neliela izolācija vai kur siltumizolācija ir zema, izolācijai jābūt iekšpusē. Tad ēkas dizains būs optimāls jebkuram mikroklimatam. Ir vērts atzīmēt, ka pareizais līdzsvars starp telpu siltumslodzi un izolāciju nodrošina ne tikai enerģijas ietaupījumu, bet arī celtniecības materiālu taupīšanu. Pasīvās saules ēkas ir ideāla vieta, kur dzīvot. Šeit pilnīgāk izjūt saikni ar dabu, šādā mājā ir daudz dabiskās gaismas, tas ietaupa elektrību.

Pasīvā saules gaismas izmantošana nodrošina aptuveni 15% no telpas apkures pieprasījuma tipiskā ēkā un ir svarīgs enerģijas ietaupījuma avots. Projektējot ēku, ir jāņem vērā pasīvās saules būvniecības principi, lai maksimāli izmantotu saules enerģiju. Šos principus var pielietot visur un praktiski bez papildu izmaksām.

Ēkas projektēšanas laikā jāapsver arī aktīvās saules sistēmas, piemēram, saules kolektoru un fotoelektrisko bloku izmantošana. Šis aprīkojums ir uzstādīts ēkas dienvidu pusē. Lai ziemā maksimāli palielinātu siltuma daudzumu, Eiropā un Ziemeļamerikā saules kolektori jāuzstāda vairāk nekā 50° leņķī no horizontāles. Stacionārie fotoelektriskie bloki saņem vislielāko saules starojuma daudzumu gada laikā, kad slīpuma leņķis attiecībā pret horizontu ir vienāds ar ģeogrāfisko platumu, kurā atrodas ēka. Projektējot ēku, svarīgi aspekti ir ēkas jumta leņķis un tā orientācija uz dienvidiem. Saules kolektori karstā ūdens apgādei un fotoelementu paneļi jānovieto tiešā enerģijas patēriņa vietas tuvumā. Svarīgi atcerēties, ka vannas istabas un virtuves tuvums ļauj ietaupīt uz aktīvo saules sistēmu uzstādīšanu (šajā gadījumā var izmantot vienu saules kolektoru divām istabām) un līdz minimumam samazināt enerģijas zudumus transportēšanai. Galvenais aprīkojuma izvēles kritērijs ir tā efektivitāte.

Secinājums

Pašlaik tiek izmantota tikai niecīga saules enerģijas daļa, jo esošajiem saules paneļiem ir salīdzinoši zema efektivitāte un to ražošana ir ļoti dārga. Tomēr nevajadzētu uzreiz atteikties no praktiski neizsmeļamā tīrās enerģijas avota: pēc ekspertu domām, saules enerģija vien varētu segt visas cilvēces iespējamās enerģijas vajadzības vēl tūkstošiem gadu. Tāpat ir iespējams vairākas reizes palielināt saules instalāciju efektivitāti un, izvietojot tās uz māju jumtiem un tiem blakus, nodrošināsim mājokļa apkuri, ūdens sildīšanu un sadzīves elektroierīču darbību pat mērenos platuma grādos, nemaz nerunājot par tropiem. Rūpniecības vajadzībām, kurām nepieciešams liels enerģijas daudzums, varat izmantot kilometrus garus tuksnešus un tuksnešus, kas pilnībā izklāti ar jaudīgām saules enerģijas iekārtām. Taču saules enerģija saskaras ar daudzām grūtībām, būvējot, izvietojot un ekspluatējot saules elektrostacijas tūkstošiem kvadrātkilometru zemes virsmas. Tāpēc kopējais saules enerģijas īpatsvars ir bijis un paliks visai pieticīgs, vismaz pārskatāmā nākotnē.

Šobrīd tiek izstrādāti jauni kosmosa projekti ar mērķi pētīt Sauli, tiek veikti novērojumi, kuros piedalās desmitiem valstu. Dati par procesiem, kas notiek uz Saules, iegūti, izmantojot iekārtas, kas uzstādītas uz mākslīgajiem Zemes pavadoņiem un kosmosa raķetēm, kalnu virsotnēs un okeānu dzīlēs.

Liela uzmanība jāpievērš arī tam, ka enerģijas ražošana, kas ir nepieciešams līdzeklis cilvēces pastāvēšanai un attīstībai, atstāj ietekmi uz dabu un cilvēka vidi. No vienas puses, siltums un elektrība ir tik stingri nostiprinājušies cilvēka dzīvē un ražošanas darbībās, ka cilvēks bez tā pat iedomāties nevar savu eksistenci un patērē neizsmeļamus resursus par pašsaprotamu. No otras puses, cilvēki arvien vairāk pievērš uzmanību ekonomiskajam enerģijas aspektam un pieprasa videi draudzīgu enerģijas ražošanu. Tas norāda uz nepieciešamību risināt virkni jautājumu, tostarp līdzekļu pārdali cilvēces vajadzību apmierināšanai, sasniegumu praktisku izmantošanu tautsaimniecībā, jaunu alternatīvu tehnoloģiju meklēšanu un attīstību siltumenerģijas un elektroenerģijas ražošanai u.c.

Tagad zinātnieki pēta Saules dabu, noskaidro tās ietekmi uz Zemi un strādā pie gandrīz neizsmeļamās saules enerģijas izmantošanas problēmas.

Izmantoto avotu saraksts

Literatūra

1. Dzīvības meklējumi Saules sistēmā: Tulkojums no angļu valodas. M.: Mir, 1988, 1. lpp. 44-57

2. Žukovs G.F. Vispārīgā enerģijas teorija.//M: 1995., lpp. 11-25

3. Dementjevs B.A. Kodolreaktori. M., 1984, 1. lpp. 106-111

4. Termoelektrostacijas un atomelektrostacijas. Direktorija. Grāmata. 3. M., 1985, 1. lpp. 69-93

5. Jaunā astronoma enciklopēdiskā vārdnīca, M .: Pedagoģija, 1980, 1. lpp. 11-23

6. Vidjapins V.I., Žuravļeva G.P. Fizika. Vispārīga teorija.//M: 2005, lpp. 166-174

7. Dagajevs M. M. Astrofizika.// M: 1987, lpp. 55-61

8. Timoškins S. E. Saules enerģija un saules baterijas. M., 1966, 1. lpp. 163-194

9. Illarionov A. G. Enerģijas daba.//M: 1975., lpp. 98-105

Mūsdienu cilvēka dzīve vienkārši nav iedomājama bez enerģijas. Elektrības padeves pārtraukums šķiet katastrofa, cilvēks vairs neiedomājas dzīvi bez transporta, un, piemēram, ēdiena gatavošana uz ugunskura, nevis uz ērtas gāzes vai elektriskās plīts, jau ir hobijs.

Līdz šim enerģijas ražošanai izmantojām fosilo kurināmo (naftu, gāzi, ogles). Taču viņu rezerves uz mūsu planētas ir ierobežotas, un ne šodien vai rīt pienāks diena, kad tās beigsies. Ko darīt? Atbilde jau ir – meklēt citus enerģijas avotus, netradicionālus, alternatīvus, kuru piedāvājums ir vienkārši neizsmeļams.

Šie alternatīvie enerģijas avoti ir saule un vējš.

Saules enerģijas izmantošana

Sv- visspēcīgākais enerģijas piegādātājs. Mēs kaut ko lietojam mūsu fizioloģisko īpašību dēļ. Bet miljoni, miljardi kilovatu iet izniekoti un pazūd pēc tumsas iestāšanās. Katru sekundi Saule dod Zemei 80 000 miljardu kilovatu. Tas ir vairākas reizes vairāk, nekā ģenerē visas pasaules elektrostacijas.

Iedomājieties, kādu labumu cilvēcei dos saules enerģijas izmantošana:

. Bezgalība laikā. Zinātnieki prognozē, ka Saule neizdzisīs vēl dažus miljardus gadu. Un tas nozīmē, ka ar to pietiks mūsu simtgadei un mūsu tālajiem pēctečiem.

. Ģeogrāfija. Uz mūsu planētas nav vietas, kur nespīdētu saule. Kaut kur gaišāks, kaut kur blāvāks, bet visur ir saule. Tas nozīmē, ka nebūs vajadzības apņemt Zemi ar nebeidzamu vadu tīklu, mēģinot nogādāt elektrību attālos planētas nostūros.

. Daudzums. Saules enerģijas pietiek visiem. Pat ja kāds sāks bezgalīgi uzkrāt šādu enerģiju nākotnei, tas neko nemainīs. Pietiek, lai uzlādētu baterijas un sauļoties pludmalē.

. ekonomiskais labums. Vairs nebūs jātērē nauda malkas, ogļu, benzīna iegādei. Brīvā saules gaisma būs atbildīga par ūdens padeves un automašīnas, gaisa kondicioniera un televizora, ledusskapja un datora darbību.

. Videi draudzīgs. Pilnīga mežu izciršana kļūs par pagātni, nebūs jāsilda krāsnis, jābūvē nākamās "Černobiļa" un "Fukušima", dedzināt mazutu un naftu. Kāpēc pielikt tik daudz pūļu dabas postīšanā, ja debesīs ir skaists un neizsīkstošs enerģijas avots - Saule.

Par laimi, tie nav sapņi. Zinātnieki lēš, ka līdz 2020. gadam 15% elektroenerģijas Eiropā nodrošinās saules gaisma. Un tas ir tikai sākums.

Kur tiek izmantota saules enerģija?

. Saules paneļi. Uz mājas jumta uzstādītās baterijas nevienu vairs nepārsteidz. Absorbējot saules enerģiju, tie pārvērš to elektroenerģijā. Piemēram, Kalifornijā jebkuram jaunam mājas projektam ir jāizmanto saules paneļi. Un Holandē Herhugovardas pilsētu sauc par "Saules pilsētu", jo šeit visas mājas ir aprīkotas ar saules paneļiem.

. Transports.

Jau tagad visi kosmosa kuģi autonomā lidojuma laikā nodrošina sev elektrību no saules enerģijas.

Ar saules enerģiju darbināmi transportlīdzekļi. Pirmais šādas automašīnas modelis tika prezentēts 1955. gadā. Un jau 2006. gadā franču kompānija Venturi uzsāka "saules" automašīnu sērijveida ražošanu. Tā raksturlielumi joprojām ir pieticīgi: tikai 110 kilometri autonoma brauciena un ātrums ne vairāk kā 120 km/h. Bet gandrīz visi pasaules līderi automobiļu rūpniecībā izstrādā savas videi draudzīgu automašīnu versijas.

. Saules elektrostacijas.

. Sīkrīki. Jau šobrīd daudzām ierīcēm, kas darbojas saulē, ir lādētāji.

Saules enerģijas veidi (saules elektrostacijas)

Pašlaik ir izstrādāti vairāku veidu saules elektrostacijas (SPP):

. Tornis. Darbības princips ir vienkāršs. Milzīgs spogulis (heliostats) pagriežas pēc saules un virza saules starus uz siltuma izlietni, kas piepildīta ar ūdeni. Tālāk viss notiek kā parastajā termoelektrostacijā: ūdens uzvārās, pārvēršas tvaikā. Tvaiks pārvērš turbīnu, kas darbina ģeneratoru. Pēdējais ražo elektroenerģiju.

. Poppet. Darbības princips ir līdzīgs tornim. Atšķirība slēpjas pašā dizainā. Pirmkārt, tiek izmantots nevis viens spogulis, bet vairāki apaļi, līdzīgi milzīgām plāksnēm. Spoguļi ir uzstādīti radiāli ap uztvērēju.

Katrā plākšņu saules elektrostacijā vienlaikus var būt vairāki līdzīgi moduļi.

. fotoelementu(izmantojot foto baterijas).

. SES ar parabolisko siles koncentratoru. Milzīgs spogulis cilindra formā, kur parabolas fokusā ir uzstādīta caurule ar dzesēšanas šķidrumu (visbiežāk tiek izmantota eļļa). Eļļu uzkarsē līdz vajadzīgajai temperatūrai un izdala siltumu ūdenim.

. Saules vakuums. Zemes gabals klāts ar stikla jumtu. Gaiss un augsne zem tā uzsilst vairāk. Speciāla turbīna dzen siltu gaisu uz pieņemšanas torni, pie kura uzstādīts elektriskais ģenerators. Elektrību rada temperatūras atšķirības.

Vēja enerģijas izmantošana

Vēl viens alternatīvo un atjaunojamo enerģijas avotu veids ir vējš. Jo stiprāks vējš, jo vairāk kinētiskās enerģijas tas rada. Un kinētisko enerģiju vienmēr var pārvērst mehāniskajā vai elektriskajā enerģijā.

Mehāniskā enerģija, kas iegūta no vēja, tiek izmantota jau ilgu laiku. Piemēram, maļot graudus (slavenās vējdzirnavas) vai sūknējot ūdeni.

Vēja enerģija tiek izmantota arī:

Vēja turbīnas, kas ražo elektroenerģiju. Asmeņi uzlādē akumulatoru, no kura strāva tiek piegādāta pārveidotājiem. Šeit līdzstrāva tiek pārveidota par maiņstrāvu.

Transports. Jau ir automašīna, kas darbojas ar vēja enerģiju. Īpaša vēja instalācija (pūķis) ļauj pārvietoties ūdens kuģiem.

Vēja enerģijas veidi (vēja parki)

. Zemējums- visizplatītākais veids. Šādi vēja parki ir uzstādīti uz kalniem vai kalniem.

. Ārzonas. Tie ir uzcelti seklā ūdenī, ievērojamā attālumā no krasta. Elektrība uz zemi tiek piegādāta pa zemūdens kabeļiem.

. piekrastes- uzstādīts kādā attālumā no jūras vai okeāna. Piekrastes vēja parki izmanto vēsu spēku.

. peldošs. Pirmā peldošā vēja turbīna tika uzstādīta 2008. gadā pie Itālijas krastiem. Ģeneratori tiek uzstādīti uz īpašām platformām.

. Augoši vēja parki novietoti augstumā uz īpašiem spilveniem, kas izgatavoti no neuzliesmojošiem materiāliem un piepildīti ar hēliju. Elektrība tiek piegādāta zemē pa trosēm.

Izredzes un attīstība

Nopietnākos ilgtermiņa plānus saules enerģijas izmantošanai izvirza Ķīna, kas līdz 2020. gadam plāno kļūt par pasaules līderi šajā jomā. EEK valstis izstrādā koncepciju, kas ļaus saņemt līdz 20% elektroenerģijas no alternatīviem avotiem. ASV Enerģētikas departaments sauc mazāku skaitli - līdz 2035. gadam līdz 14%. Krievijā ir SES. Viens no jaudīgākajiem ir uzstādīts Kislovodskā.

Runājot par vēja enerģijas izmantošanu, šeit ir daži skaitļi. Eiropas vēja enerģijas asociācija ir publicējusi datus, kas liecina, ka vēja turbīnas nodrošina elektroenerģiju daudzām pasaules valstīm. Tātad Dānijā no šādām iekārtām tiek saņemti 20% no patērētās elektroenerģijas, Portugālē un Spānijā - 11%, Īrijā - 9%, Vācijā - 7%.

Šobrīd vēja parki ir uzstādīti vairāk nekā 50 pasaules valstīs, un to jauda gadu no gada pieaug.

Sākums > Abstrakts

Pašvaldības izglītības iestāde "Licejs Nr.43"

LIETOŠANA
SAULES ENERĢIJA

Pabeigts: 8.A klases skolnieks Ņikuļins Aleksejs Pārbaudīts: Vlaskina Marija Nikolajevna

Saranska, 2008

IEVADS

Saules enerģija ir dzīvības avots uz mūsu planētas. Saule silda atmosfēru un zemes virsmu. Pateicoties saules enerģijai, pūš vēji, dabā notiek ūdens cikls, sasilst jūras un okeāni, attīstās augi, dzīvniekiem ir barība. Pateicoties saules starojumam, uz Zemes pastāv fosilais kurināmais. Saules enerģiju var pārvērst siltumā vai aukstumā, dzinējspēkā un elektrībā.

CIK DAUDZ SAULES ENERĢIJAS NOKĻŪT UZ ZEME?

Saule izstaro milzīgu enerģijas daudzumu – aptuveni 1,1x1020 kWh sekundē. Kilovatstunda ir enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai 100 vatu kvēlspuldze darbinātu 10 stundas. Zemes ārējā atmosfēra pārtver aptuveni vienu miljono daļu no Saules izstarotās enerģijas jeb aptuveni 1500 kvadriljonus (1,5 x 1018) kWh gadā. Tomēr atmosfēras gāzu un aerosolu atstarošanas, izkliedes un absorbcijas dēļ tikai 47% no visas enerģijas jeb aptuveni 700 kvadriljoni (7 x 1017) kWh sasniedz Zemes virsmu.

SAULES ENERĢIJAS IZMANTOŠANA

Lielākajā daļā pasaules saules enerģijas daudzums, kas skar ēku jumtus un sienas, ievērojami pārsniedz šo ēku iedzīvotāju ikgadējo enerģijas patēriņu. Saules gaismas un siltuma izmantošana ir tīrs, vienkāršs un dabisks veids, kā iegūt visus nepieciešamos enerģijas veidus. Saules kolektori var sildīt mājas un komerciālas ēkas un/vai nodrošināt tās ar karstu ūdeni. Saules gaisma, kas koncentrēta ar paraboliskiem spoguļiem (reflektoriem), tiek izmantota siltuma radīšanai (ar temperatūru līdz vairākiem tūkstošiem grādu pēc Celsija). To var izmantot apkurei vai elektroenerģijas ražošanai. Turklāt ir vēl viens veids, kā ražot enerģiju ar Saules palīdzību – fotoelementu tehnoloģija. Fotoelementi ir ierīces, kas pārvērš saules starojumu tieši elektroenerģijā.Saules starojumu var pārvērst izmantojamā enerģijā, izmantojot tā sauktās aktīvās un pasīvās saules sistēmas. Aktīvās saules sistēmas ietver saules kolektorus un fotoelementus. Pasīvās sistēmas iegūst, projektējot ēkas un izvēloties būvmateriālus tā, lai maksimāli izmantotu saules enerģiju Saules enerģija tiek pārvērsta lietderīgā enerģijā un netieši, pārveidojot citos enerģijas veidos, piemēram, biomasā, vēja vai ūdens enerģijā. Saules enerģija "kontrolē" laika apstākļus uz Zemes. Lielu daļu saules starojuma absorbē okeāni un jūras, ūdens, kurā uzsilst, iztvaiko un lietus veidā nokrīt zemē, "barojot" hidroelektrostacijas. Vēja turbīnām nepieciešamais vējš veidojas nevienmērīgas gaisa uzkarsēšanas dēļ. Vēl viena atjaunojamo enerģijas avotu kategorija, ko iegūst no saules enerģijas, ir biomasa. Zaļie augi absorbē saules gaismu, fotosintēzes rezultātā tajos veidojas organiskas vielas, no kurām pēc tam var iegūt siltumu un elektroenerģiju. Tādējādi vēja, ūdens un biomasas enerģija ir saules enerģijas atvasinājums.

PASĪVĀ SAULES ENERĢIJA

Pasīvās saules enerģijas ēkas ir tās, kas ir veidotas tā, lai pēc iespējas vairāk ņemtu vērā vietējos klimatiskos apstākļus, un, ja iespējams, tiek izmantotas piemērotas tehnoloģijas un materiāli, lai ēku apsildītu, atdzesētu un apgaismotu, izmantojot saules enerģiju. Tie ietver tradicionālās celtniecības metodes un materiālus, piemēram, izolāciju, cietas grīdas un uz dienvidiem vērstus logus. Šādas dzīvojamās telpas dažos gadījumos var uzbūvēt bez papildu izmaksām. Citos gadījumos būvniecības laikā radušās papildu izmaksas var kompensēt ar zemākām enerģijas izmaksām. Pasīvās saules ēkas ir videi draudzīgas, tās veicina enerģētiskās neatkarības un enerģētiski sabalansētas nākotnes radīšanu.Pasīvā saules sistēmā ēkas konstrukcija pati darbojas kā saules starojuma savācējs. Šī definīcija atbilst lielākajai daļai vienkāršāko sistēmu, kurās siltums tiek uzkrāts ēkā caur tās sienām, griestiem vai grīdām. Ir arī sistēmas, kur ēkas konstrukcijā tiek iebūvēti speciāli elementi siltuma uzkrāšanai (piemēram, kastes ar akmeņiem vai tvertnes vai pudeles, kas pildītas ar ūdeni). Šādas sistēmas tiek klasificētas arī kā pasīvās saules enerģijas. Pasīvās saules ēkas ir ideāla vieta, kur dzīvot. Šeit pilnīgāk izjūt saikni ar dabu, šādā mājā ir daudz dabiskās gaismas, tas ietaupa elektrību.

STĀSTS

Vēsturiski ēku projektēšanu ir ietekmējuši vietējie klimatiskie apstākļi un būvmateriālu pieejamība. Vēlāk cilvēce atdalījās no dabas, ejot pa dominēšanas un kontroles ceļu pār to. Šis ceļš veda uz tāda paša veida ēkām gandrīz jebkurā apgabalā. 100. gadā p.m.ē. e. vēsturnieks Plīnijs Jaunākais Ziemeļitālijā uzcēla vasarnīcu, kuras vienai no istabām bija logi no plānas vizlas. Istaba bija siltāka nekā pārējās, un tās apkurei vajadzēja mazāk malkas. Slavenajās romiešu pirtīs I-IV Art. n. e. īpaši tika uzstādīti lieli uz dienvidiem vērsti logi, lai ēkā iekļūtu vairāk saules siltuma. Autors VI Art. saules telpas mājās un sabiedriskās ēkās kļuva tik ikdienišķas, ka Justinian Code ieviesa "tiesības uz sauli", lai garantētu individuālu piekļuvi saulei. 19. gadsimtā ļoti populāras bija siltumnīcas, kurās bija modē pastaigāties leknas veģetācijas paēnā.. Sakarā ar elektroenerģijas padeves pārtraukumiem Otrā pasaules kara laikā, līdz 1947. gada beigām ASV ēkas, kas izmantoja pasīvo saules enerģiju, atradās Tik milzīgs pieprasījums, ka Libbey-Owens-Ford Glass Company publicēja grāmatu ar nosaukumu "Jūsu saules māja", kurā iekļauti 49 labākie saules enerģijas ēku projekti. 1950. gadu vidū arhitekts Frenks Bridžers projektēja pasaulē pirmo pasīvo saules enerģijas biroja ēku. Tajā uzstādītā karstā ūdens saules sistēma kopš tā laika darbojas nevainojami. Pati Bridgers Paxton ēka ir iekļauta valsts Nacionālajā vēsturiskajā reģistrā kā pasaulē pirmā ar saules enerģiju apsildāmā biroju ēka. Zemās naftas cenas pēc Otrā pasaules kara novirzīja sabiedrības uzmanību no saules enerģijas ēkām un energoefektivitātes jautājumiem. Kopš 90. gadu vidus tirgus maina attieksmi pret ekoloģiju un atjaunojamās enerģijas izmantošanu, un būvniecībā ir parādījušās tendences, kuras raksturo nākotnes ēkas dizaina apvienojums ar apkārtējo dabu.

PASĪVĀS SAULES SISTĒMAS

Ir vairāki galvenie veidi, kā pasīvi izmantot saules enerģiju arhitektūrā. Izmantojot tos, jūs varat izveidot daudzas dažādas shēmas, tādējādi iegūstot dažādus ēku projektus. Prioritātes ēkas celtniecībā ar pasīvu saules enerģijas izmantošanu ir: laba mājas atrašanās vieta; liels skaits logu, kas vērsti uz dienvidiem (ziemeļu puslodē), lai ziemā ielaistu vairāk saules gaismas (un otrādi, neliels skaits logu, kas vērsti uz austrumiem vai rietumiem, lai vasarā ierobežotu nevēlamu saules gaismu); pareizs iekštelpu siltuma slodzes aprēķins, lai izvairītos no nevēlamām temperatūras svārstībām un uzturētu siltumu naktī, labi izolēta ēkas konstrukcija.Logu novietojumam, siltināšanai, orientācijai un telpu siltumslodzei jābūt vienotai sistēmai. Lai samazinātu iekšējās temperatūras svārstības, ēkas ārpusē jānovieto izolācija. Tomēr vietās ar ātru iekšējo apkuri, kur nepieciešama neliela izolācija vai kur siltumizolācija ir zema, izolācijai jābūt iekšpusē. Tad ēkas dizains būs optimāls jebkuram mikroklimatam. Ir vērts atzīmēt, ka pareizais līdzsvars starp telpu siltumslodzi un izolāciju nodrošina ne tikai enerģijas ietaupījumu, bet arī celtniecības materiālu taupīšanu.

SAULES ARHITEKTŪRA UN AKTĪVĀ SAULE
SISTĒMAS

Ēkas projektēšanas laikā jāapsver arī tādu aktīvo saules sistēmu izmantošana (skatīt zemāk), piemēram, saules kolektori un fotoelektriskie bloki. Šis aprīkojums ir uzstādīts ēkas dienvidu pusē. Lai ziemā maksimāli palielinātu siltuma daudzumu, Eiropā un Ziemeļamerikā saules kolektori jāuzstāda vairāk nekā 50° leņķī no horizontāles. Stacionārie fotoelektriskie bloki saņem vislielāko saules starojuma daudzumu gada laikā, kad slīpuma leņķis attiecībā pret horizontu ir vienāds ar ģeogrāfisko platumu, kurā atrodas ēka. Projektējot ēku, svarīgi aspekti ir ēkas jumta leņķis un tā orientācija uz dienvidiem. Saules kolektori karstā ūdens apgādei un fotoelementu paneļi jānovieto tiešā enerģijas patēriņa vietas tuvumā. Svarīgi atcerēties, ka vannas istabas un virtuves tuvums ļauj ietaupīt uz aktīvo saules sistēmu uzstādīšanu (šajā gadījumā var izmantot vienu saules kolektoru divām istabām) un līdz minimumam samazināt enerģijas zudumus transportēšanai. Galvenais aprīkojuma izvēles kritērijs ir tā efektivitāte.

KOPSAVILKUMS

Pasīvā saules gaismas izmantošana nodrošina aptuveni 15% no telpas apkures pieprasījuma tipiskā ēkā un ir svarīgs enerģijas ietaupījuma avots. Projektējot ēku, ir jāņem vērā pasīvās saules būvniecības principi, lai maksimāli izmantotu saules enerģiju. Šos principus var pielietot visur un praktiski bez papildu izmaksām.

SAULES KOLEKTORI

Kopš seniem laikiem cilvēks ir izmantojis saules enerģiju ūdens sildīšanai. Daudzu saules enerģijas sistēmu pamatā ir saules kolektoru izmantošana. Kolektors absorbē gaismas enerģiju no saules un pārvērš to siltumā, kas tiek pārnests uz dzesēšanas šķidrumu (šķidrumu vai gaisu) un pēc tam tiek izmantots ēku apsildīšanai, ūdens sildīšanai, elektrības ražošanai, lauksaimniecības produktu žāvēšanai vai ēdiena gatavošanai. Saules kolektorus var izmantot gandrīz visos procesos, kuros izmanto siltumu.Tipiskai dzīvojamai ēkai vai dzīvoklim Eiropā un Ziemeļamerikā ūdens sildīšana ir otrs energoietilpīgākais sadzīves process. Vairākām mājām tas ir pat energoietilpīgākais. Saules enerģijas izmantošana var samazināt mājas ūdens sildīšanas izmaksas par 70%. Kolektors uzsilda ūdeni, kas pēc tam tiek padots tradicionālajā kolonnā vai katlā, kur ūdens tiek uzkarsēts līdz vajadzīgajai temperatūrai. Tas rada ievērojamus izmaksu ietaupījumus. Šāda sistēma ir viegli uzstādāma un gandrīz nav nepieciešama apkope.Šodien saules ūdens sildīšanas sistēmas tiek izmantotas privātmājās, daudzdzīvokļu ēkās, skolās, automazgātavās, slimnīcās, restorānos, lauksaimniecībā un rūpniecībā. Visām šīm iestādēm ir kaut kas kopīgs: tās izmanto karstu ūdeni. Māju īpašnieki un uzņēmumu vadītāji jau ir pārliecinājušies, ka saules ūdens sildīšanas sistēmas ir rentablas un spēj apmierināt vajadzību pēc karstā ūdens jebkurā pasaules reģionā.

STĀSTS

Cilvēki ar Saules palīdzību silda ūdeni kopš seniem laikiem, pirms fosilais kurināmais pārņēma vadošo lomu pasaules enerģētikā. Saules apkures principi ir zināmi jau tūkstošiem gadu. Melni krāsota virsma saulē ļoti uzkarst, savukārt gaišas virsmas uzsilst mazāk, baltas mazāk nekā visas pārējās. Šis īpašums tiek izmantots saules kolektoros - slavenākajās ierīcēs, kas tieši izmanto saules enerģiju. Kolekcionāri tika izstrādāti apmēram pirms divsimt gadiem. Slavenāko no tiem, plakano kolektoru, 1767. gadā izgatavoja Šveices zinātnieks Horace de Saussure. Vēlāk to ēdiena gatavošanai izmantoja sers Džons Heršels savas ekspedīcijas laikā uz Dienvidāfriku 19. gadsimta 30. gados.korpuss un vara caurules. Šis kolektors bija ļoti līdzīgs mūsdienu termosifona sistēmai (skatīt zemāk). Līdz Pirmā pasaules kara beigām Beilijs bija pārdevis 4000 šo kolekcionāru, un Floridas uzņēmējs, kurš no viņa nopirka patentu, līdz 1941. gadam pārdeva gandrīz 60 000 kolekcionāru. Otrā pasaules kara laikā ASV ieviestā vara normēšana izraisīja strauju saules sildītāju tirgus kritumu.Pirms globālās naftas krīzes 1973. gadā šīs ierīces bija aizmirstībā. Tomēr krīze ir pamodinājusi jaunu interesi par alternatīviem enerģijas avotiem. Līdz ar to ir pieaudzis arī pieprasījums pēc saules enerģijas. Daudzas valstis ir ļoti ieinteresētas šīs jomas attīstībā. Saules apkures sistēmu efektivitāte kopš 20. gadsimta 70. gadiem ir nepārtraukti pieaugusi, pateicoties kolektoru segšanai izmantots zemdzelzs rūdīts stikls (tas pārraida vairāk saules enerģijas nekā parasts stikls), uzlabota siltumizolācija un izturīgs selektīvs pārklājums.

SAULES KOLEKTORU VEIDI

Tipisks saules kolektors uzglabā saules enerģiju cauruļu un metāla plākšņu moduļos, kas uzstādīti uz ēkas jumta un ir nokrāsoti melnā krāsā, lai nodrošinātu maksimālu starojuma absorbciju. Tie ir iesaiņoti stiklā vai plastmasā un noliekti uz dienvidiem, lai maksimāli uztvertu saules gaismu. Tādējādi kolektors ir miniatūra siltumnīca, kas uzkrāj siltumu zem stikla paneļa. Tā kā saules starojums tiek izkliedēts pa virsmu, kolektoram jābūt ar lielu laukumu.Saules kolektori ir dažāda izmēra un konstrukcijas atkarībā no to pielietojuma. Tie var nodrošināt mājsaimniecības ar karstu ūdeni veļas mazgāšanai, vannai un ēdiena gatavošanai, vai arī tos var izmantot ūdens iepriekšējai uzsildīšanai esošajiem ūdens sildītājiem. Šobrīd tirgus piedāvā daudz dažādu kolektoru modeļu. Tos var iedalīt vairākās kategorijās. Piemēram, pēc temperatūras, ko tie dod, izšķir vairākus kolektoru veidus: Zemas temperatūras kolektori ražo zemas kvalitātes siltumu, zem 50 grādiem pēc Celsija. Tos izmanto ūdens sildīšanai baseinos un citos gadījumos, kad nepieciešams ne pārāk karsts ūdens Vidējas temperatūras kolektori ražo augsta un vidēja potenciāla siltumu (virs 50 C, parasti 60-80 C). Parasti tie ir stikloti plakanie kolektori, kuros siltuma pārnese tiek veikta ar šķidruma palīdzību, vai koncentratora kolektori, kuros tiek koncentrēts siltums. Pēdējā pārstāvis ir evakuētais cauruļveida kolektors, ko bieži izmanto ūdens sildīšanai dzīvojamajā sektorā.Augstas temperatūras kolektori ir paraboliskas plāksnes un tos galvenokārt izmanto elektroenerģijas ražošanas uzņēmumi, lai ražotu elektroenerģiju elektrotīkliem.

DARBĪBAS PRINCIPS

Gaisa saules kolektorus var iedalīt grupās pēc gaisa cirkulācijas veida. Vienkāršākajā no tiem gaiss iet caur kolektoru zem absorbētāja. Šāda veida kolektori ir piemēroti tikai temperatūras paaugstināšanās par 3-5 oC sakarā ar lieliem siltuma zudumiem uz kolektora virsmas caur konvekciju un starojumu. Šos zudumus var ievērojami samazināt, pārklājot absorbētāju ar caurspīdīgu materiālu ar zemu infrasarkano staru vadītspēju. Šādā kolektorā gaisa plūsma notiek vai nu zem absorbētāja, vai starp absorbētāju un caurspīdīgo vāku. Pateicoties caurspīdīgajam apvalkam, tiek nedaudz samazināts siltuma starojums no absorbētāja, bet, samazinoties konvektīvās siltuma zudumiem, var sasniegt temperatūras paaugstināšanos par 20-50 °C atkarībā no saules starojuma daudzuma un intensitātes. gaisa plūsma. Siltuma zudumu tālāku samazināšanu var panākt, virzot gaisa plūsmu gan virs, gan zem absorbētāja, jo tas dubulto siltuma pārneses virsmas laukumu. Tādējādi siltuma zudumi starojuma dēļ tiek samazināti absorbētāja pazeminātās temperatūras dēļ. Tomēr tajā pašā laikā samazinās arī absorbētāja absorbcijas spēja putekļu uzkrāšanās dēļ, ja gaisa plūsma plūst no abām absorbētāja pusēm. Daži saules kolektori var samazināt izmaksas, novēršot stiklojumu, metāla kārbu un siltuma izolācija. Šāds kolektors ir izgatavots no melnām perforētām metāla loksnēm, kas ļauj panākt labu siltuma pārnesi. Saule silda metālu, un ventilators izvelk sakarsēto gaisu caur metāla caurumiem. Šādus dažāda izmēra kolektorus izmanto privātmājās. Tipisks kolektors, kura izmēri ir 2,4 x 0,8 metri, var uzsildīt 0,002 m3 āra gaisa sekundē. Saulainā ziemas dienā gaiss kolektorā uzsilst par 28 °C, salīdzinot ar āra gaisu. Tas uzlabo gaisa kvalitāti mājā, jo kolektors tieši silda svaigo gaisu, kas ienāk no ārpuses. Šie kolektori ir sasnieguši ļoti augstu efektivitāti – dažos rūpnieciskos lietojumos tā pārsniedz 70%. Turklāt tiem nav nepieciešams stiklojums, izolācija, un to ražošana ir lēta.

HUBS

Fokusēšanas kolektori (koncentratori) izmanto spoguļu virsmas, lai koncentrētu saules enerģiju uz absorbētāja, ko sauc arī par "siltuma izlietni". Tie sasniedz temperatūru, kas ir daudz augstāka nekā plakano kolektoru, taču tie spēj koncentrēt tikai tiešo saules starojumu, kā rezultātā miglainā vai mākoņainā laikā ir slikta veiktspēja. Spoguļa virsma fokusē saules gaismu, kas atstaro no lielas virsmas, uz mazāku absorbētāja virsmu, tādējādi panākot augstu temperatūru. Dažos modeļos saules starojums ir koncentrēts fokusa punktā, savukārt citos saules stari ir koncentrēti pa tievu fokusa līniju. Uztvērējs atrodas fokusa punktā vai gar fokusa līniju. Siltuma pārneses šķidrums iet caur uztvērēju un absorbē siltumu. Šādi kolektoru mezgli ir vispiemērotākie reģioniem ar augstu insolāciju - tuvu ekvatoram un tuksnešainās vietās.Koncentratori vislabāk darbojas, ja tie ir vērsti tieši pret Sauli. Lai to izdarītu, tiek izmantotas izsekošanas ierīces, kas dienas laikā pagriež kolektora "seju" pret Sauli. Vienas ass izsekotāji griežas no austrumiem uz rietumiem; biaksiāls - no austrumiem uz rietumiem un no ziemeļiem uz dienvidiem (lai sekotu Saules kustībai pa debesīm gada laikā). Centrmezglus galvenokārt izmanto rūpnieciskajās iekārtās, jo tie ir dārgi un izsekošanas ierīcēm nepieciešama pastāvīga apkope. Dažās dzīvojamo māju saules enerģijas sistēmās tiek izmantoti paraboliskie koncentratori. Šīs iekārtas tiek izmantotas karstā ūdens apgādei, apkurei un ūdens attīrīšanai. Iekšzemes sistēmās galvenokārt tiek izmantotas vienas ass izsekošanas ierīces - tās ir lētākas un vienkāršākas nekā biaksiālās. Vairāk informācijas par koncentratoriem var atrast nodaļā par saules termoelektrostacijām.

SAULES KRĀSNIS UN DESTILĒTĀJI

Ir arī citi lēti tehnoloģiski vienkārši saules kolektori šauram mērķim - saules krāsnis (gatavošanai) un saules destilatori, kas ļauj lēti iegūt destilētu ūdeni gandrīz no jebkura avota.Saules krāsnis ir lētas un viegli izgatavojamas. Tie sastāv no ietilpīgas, labi izolētas kastes, kas izklāta ar gaismu atstarojošu materiālu (piemēram, foliju), pārklāta ar stiklu un aprīkota ar ārējo atstarotāju. Melnā panna kalpo kā absorbents, kas uzsilst ātrāk nekā parastie alumīnija vai nerūsējošā tērauda virtuves trauki. Saules krāsnis var izmantot ūdens dezinfekcijai, uzkarsējot to līdz vārīšanās temperatūrai.Saules destilētājos tiek nodrošināts lēts destilēts ūdens, kā avotu var izmantot pat sāļo vai stipri piesārņotu ūdeni. Tie ir balstīti uz ūdens iztvaikošanas principu no atvērta trauka. Saules destilētājs izmanto saules enerģiju, lai paātrinātu šo procesu. Tas sastāv no tumšas krāsas siltumizolēta trauka ar stiklojumu, kas ir noliekts tā, lai kondensētais saldūdens ieplūst speciālā traukā. Neliels saules enerģijas destilētājs – virtuves plīts izmēram – saulainā dienā spēj saražot līdz desmit litriem destilēta ūdens.

SAULES ENERĢIJAS PIEMĒRI

Saules enerģiju izmanto šādos gadījumos:

karstā ūdens nodrošināšana dzīvojamām ēkām, sabiedriskajām ēkām un rūpniecības uzņēmumiem; baseina apkure; telpu apkure; lauksaimniecības produktu žāvēšana u.c.; saldēšana un gaisa kondicionēšana; ūdens attīrīšana; ēdiena gatavošana.

Pielietotās tehnoloģijas ir pilnībā izstrādātas, un pirmās divas ir arī ekonomiski dzīvotspējīgas labvēlīgos apstākļos. Skatiet zemāk atsevišķu rakstu par kolektoriem-koncentratoriem, kas ir noderīgi elektroenerģijas ražošanai, īpaši reģionos ar lielu saules starojumu (skatiet nodaļu "Saules termoelektrostacijas").

SAULES KARSTA ŪDENS SISTĒMAS

Pašlaik vairāki miljoni māju un uzņēmumu izmanto saules ūdens sildīšanas sistēmas. Tas ir ekonomisks un uzticams karstā ūdens apgādes veids. Mājas karstā ūdens vai saules apkure ir dabisks un vienkāršs veids, kā taupīt enerģiju un fosilo kurināmo. Labi izstrādāta un pareizi uzstādīta saules sistēma var pievienot mājoklim vērtību tā estētiskā izskata dēļ. Jaunbūvēs šādas sistēmas ir iekļautas kopējā būvniecības plānā, lai tās būtu gandrīz neredzamas no ārpuses, savukārt bieži vien ir grūti sistēmu pielāgot vecai ēkai Saules kolektors ļauj tā īpašniekam ietaupīt naudu bez kaitīga ietekme uz vidi. Viena saules kolektora izmantošana var samazināt oglekļa dioksīda emisijas par vienu līdz divām tonnām gadā. Pārejot uz saules enerģiju, tiek novērsta arī citu piesārņotāju, piemēram, sēra dioksīda, oglekļa monoksīda un slāpekļa oksīda, emisijas.Karstais ūdens ir visizplatītākais saules enerģijas tiešās izmantošanas veids. Tipiska iekārta sastāv no viena vai vairākiem kolektoriem, kuros šķidrumu silda saule, kā arī no siltuma pārneses šķidruma uzsildītā karstā ūdens uzglabāšanas tvertnes. Pat reģionos ar salīdzinoši nelielu saules starojumu, piemēram, Ziemeļeiropā, saules sistēma var nodrošināt 50-70% no karstā ūdens pieprasījuma. Vairāk var iegūt tikai ar sezonālo pielāgošanu (skatiet nodaļu zemāk). Dienvideiropā saules kolektors var nodrošināt 70-90% no patērētā karstā ūdens. Ūdens sildīšana, izmantojot saules enerģiju, ir ļoti praktisks un ekonomisks veids. Kamēr fotoelektriskās sistēmas sasniedz 10-15% efektivitāti, termiskās saules sistēmas uzrāda 50-90% efektivitāti. Kombinācijā ar malkas krāsnīm karstā ūdens pieprasījumu var apmierināt gandrīz visu gadu, neizmantojot fosilo kurināmo.

VAI SAULES KOLEKTORS VAR SACENSĪTIES
AR PARASTIE SILDĪTĀJI?

Pilnīgas karstā ūdens un apkures sistēmas izmaksas dažādās valstīs ir ļoti atšķirīgas: Eiropā un ASV tās svārstās no 2000 līdz 4000 USD. Tas jo īpaši ir atkarīgs no konkrētajā valstī pieņemtajām karstā ūdens prasībām un no klimata. Sākotnējie ieguldījumi šādā sistēmā parasti ir lielāki, nekā nepieciešami elektriskā vai gāzes sildītāja uzstādīšanai, taču, ja tos apvieno, kopējās saules ūdens sildītāju ekspluatācijas izmaksas parasti ir zemākas nekā tradicionālajām apkures sistēmām. Jāatzīmē, ka galvenais Saules sistēmā ieguldīto līdzekļu atmaksāšanās periods ir atkarīgs no fosilo enerģijas nesēju cenām, ko tā aizstāj. Eiropas Savienības valstīs atmaksāšanās laiks parasti ir mazāks par 10 gadiem. Saules apkures sistēmu paredzamais kalpošanas laiks ir 20-30 gadi.Svarīga saules instalācijas īpašība ir tās enerģijas atmaksāšanās – laiks, kas nepieciešams, lai saules enerģijas iekārta ģenerētu tādu enerģijas daudzumu, kāds tiktu tērēts tās ražošanai. Ziemeļeiropā, kas saņem mazāk saules enerģijas nekā citās apdzīvotajās pasaules daļās, saules instalācija karstā ūdens sildīšanai atmaksājas par tai iztērēto enerģiju 3-4 gados.

TELPU APSILDE IZMANTOJOT SAULES ENERĢIJU

Iepriekš mēs runājām tikai par ūdens sildīšanu ar saules enerģiju. Aktīvā saules apkures sistēma var nodrošināt ne tikai karsto ūdeni, bet arī papildu apkuri, izmantojot centralizētās siltumapgādes sistēmu. Lai nodrošinātu šādas sistēmas darbību, centrālapkures temperatūrai jābūt minimālai (vēlams ap 50°C), nepieciešams arī uzkrāt siltumu apkurei. Labs risinājums ir saules apkures sistēmas kombinācija ar grīdas apsildi, kurā grīda darbojas kā siltuma akumulators.Saules sistēmas telpu apkurei ir mazāk izdevīgas nekā ūdens sildītāji gan no ekonomiskā, gan enerģētiskā viedokļa, jo apkure tiek reti izmantota. nepieciešams vasarā. Bet, ja jums ir nepieciešams sildīt telpas vasarā (piemēram, kalnu apvidos), tad apkures iekārtas kļūst izdevīgas. Piemēram, Centrāleiropā aptuveni 20% no kopējās tradicionālās mājas siltumslodzes un aptuveni 50% zema enerģijas patēriņa mājas var nodrošināt ar modernu aktīvās saules sistēmu ar siltuma uzglabāšanu. Atlikušais siltums ir jānodrošina ar papildu elektrostaciju. Lai palielinātu no Saules saņemtās enerģijas īpatsvaru, nepieciešams palielināt siltuma akumulatora tilpumu.Šveicē saules instalācijas ir paredzētas privātmājām ar labi izolētām uzglabāšanas tvertnēm ar ietilpību 5-30 m 3 (tā sauktās Jenny sistēmas), taču tās ir dārgas, un karstā ūdens uzglabāšana bieži vien ir nepraktiska. Jenny sistēmas saules komponents pārsniedz 50% un pat sasniedz 100% Ja iepriekš aprakstītā sistēma pilnībā darbināta ar saules ūdens sildīšanas iekārtu, tad kolektora laukums ​25 m 3 un uzglabāšanas tvertne ar tilpumu. būtu nepieciešami 85 m 3 ar siltumizolāciju 100 cm biezumā.Akumulatora enerģijas siltuma jaudas palielināšana būtiski uzlabo uzglabāšanas praktiskās iespējas.Lai gan tehniski ir iespējams apsildīt individuālās mājas ar saules enerģiju, tas ir vairāk ekonomiski izdevīgi šodien ieguldīt siltumizolācijā, lai samazinātu vajadzību pēc apkures.

SAULES SILTUMA RŪPNIECISKĀ IZMANTOŠANA

Ne tikai mājsaimniecības, bet arī uzņēmumi izmanto saules ūdens sildītājus, lai uzsildītu ūdeni, pirms tiek izmantotas citas metodes, lai to uzvārītu vai iztvaikotu. Vēl viens faktors, kas padara saules sistēmas par pievilcīgu ieguldījumu, ir mazāka enerģijas cenu svārstību ietekme. Parasti saules ūdens sildītāja uzstādīšana nodrošina ātru un ievērojamu enerģijas ietaupījumu. Atkarībā no nepieciešamā karstā ūdens apjoma un vietējā klimata uzņēmums var ietaupīt 40-80% no elektroenerģijas un citu enerģijas avotu izmaksām. Piemēram, ikdienas nepieciešamību pēc karstā ūdens 24 stāvu Kuk Jay biroju ēkā Seulā, Dienvidkorejā, vairāk nekā 85% nodrošina ar saules ūdens sildīšanas sistēmu. Sistēma darbojas kopš 1984. gada. Tas izrādījās tik efektīvs, ka pārsniedza plānotos rādītājus un papildus nodrošina no 10 līdz 20% no gada apkures pieprasījuma.. Ir vairāki dažādi saules ūdens sildīšanas sistēmu veidi. Tomēr uzņēmumam parasti nepieciešamo karstā ūdens daudzumu var nodrošināt tikai aktīva sistēma. Aktīvā sistēma parasti sastāv no saules kolektoriem, kas uzstādīti dienvidu jumta nogāzē (ziemeļu puslodē), un uzglabāšanas tvertnes, kas uzstādīta netālu no saules kolektora. Kad pietiekami daudz saules starojuma skar paneli, īpašs regulators aktivizē sūkni, kas sāk vadīt šķidrumu – ūdeni vai antifrīzu – caur saules paneli. Šķidrums paņem siltumu no kolektora un pārnes to uz ūdens tvertni, kur to uzglabā līdz nepieciešamībai. Ja saules sistēma nav uzsildījusi ūdeni līdz vēlamajai temperatūrai, var izmantot papildu enerģijas avotu. Sistēmas veidu un izmērus nosaka tāpat kā saules kolektora izmēru dzīvojamai ēkai (skatīt iepriekš). Rūpniecisko saules sistēmu apkope ir atkarīga no sistēmas veida un izmēra, tomēr tās vienkāršības dēļ tā prasa minimālu apkopi.Daudzu veidu komercdarbībai un rūpnieciskai darbībai saules kolektora lielākā priekšrocība ir degvielas un enerģijas ietaupījums. Tomēr mēs nedrīkstam aizmirst par ievērojamajiem ieguvumiem videi. Piesārņojošo vielu, piemēram, sēra gāzes, oglekļa monoksīda un slāpekļa oksīda, emisijas gaisā samazinās, kad uzņēmuma īpašnieks nolemj izmantot tīrāku enerģijas avotu - Sauli.

SAULES DZESĒŠANA

Globālais pieprasījums pēc enerģijas gaisa kondicionēšanai un dzesēšanai pieaug. Tas ir saistīts ne tikai ar pieaugošo vajadzību pēc komforta attīstītajās valstīs, bet arī ar nepieciešamību uzglabāt pārtiku un medicīnas preces siltā klimata reģionos, īpaši trešās pasaules valstīs.Ir trīs galvenās aktīvās dzesēšanas metodes. Pirmkārt, elektrisko kompresoru izmantošana, kas šodien ir standarta dzesēšanas iekārta Eiropā. Otrkārt, absorbcijas gaisa kondicionētāju izmantošana, ko darbina siltumenerģija. Abi veidi tiek izmantoti gaisa kondicionēšanai, t.i. atdzesē ūdeni līdz 5 °C un sasaldē zem 0 °C. Gaisa kondicionēšanai ir arī trešā iespēja - iztvaikošanas dzesēšana. Visas sistēmas var darbināt ar saules enerģiju, to papildu priekšrocība ir absolūti drošu darba šķidrumu izmantošana: tīrs ūdens, sāls šķīdums vai amonjaks. Iespējamie šīs tehnoloģijas pielietojumi ir ne tikai gaisa kondicionēšana, bet arī saldēšana pārtikas uzglabāšanai utt.

ŽĀVĒŠANA

Saules kolektors, kas silda gaisu, var kalpot kā lēts siltuma avots labības, piemēram, graudu, augļu vai dārzeņu, žāvēšanai. Tā kā saules kolektori ar augstu efektivitāti uzsilda gaisa temperatūru telpā par 5-10 °C (un sarežģītas ierīces - pat vairāk), tos var izmantot gaisa kondicionēšanai noliktavās.samazināt milzīgus ražas zudumus jaunattīstības valstīs. Piemērotu uzglabāšanas apstākļu trūkums izraisa ievērojamus pārtikas zudumus. Lai gan nav iespējams precīzi novērtēt ražas zudumu apmēru šajās valstīs, daži avoti norāda, ka tie ir aptuveni 50–60%. Lai izvairītos no šādiem zaudējumiem, audzētāji parasti pārdod ražu uzreiz pēc ražas novākšanas par zemām cenām. Zaudējumu samazināšana, žāvējot svaigus augļus, būtu liels ieguvums gan ražotājiem, gan patērētājiem. Dažās jaunattīstības valstīs pārtikas konservēšanai plaši izmanto žāvēšanu brīvā dabā. Lai to izdarītu, izstrādājumu novieto uz zemes, akmeņiem, ceļmalām vai jumtiem. Šīs metodes priekšrocība ir tās vienkāršība un zemās izmaksas. Tomēr galaprodukta kvalitāte ir zema garā žūšanas laika, piesārņojuma, kukaiņu invāzijas un pārkaršanas izraisītas bojāšanās dēļ. Turklāt pietiekami zema mitruma satura sasniegšana ir sarežģīta un bieži vien izraisa produkta bojāšanos uzglabāšanas laikā. Saules žāvētāju ieviešana palīdzēs uzlabot žāvēto produktu kvalitāti un samazināt zudumus.

SAULES KRĀSNIS

Veiksmīga saules krāsniņu (plīšu) izmantošana tika atzīmēta Eiropā un Indijā jau 18. gadsimtā. Saules plītis un krāsnis absorbē saules enerģiju, pārvēršot to siltumā, kas tiek uzglabāta slēgtā telpā. Absorbētais siltums tiek izmantots ēdiena gatavošanai, cepšanai un cepšanai. Saules krāsnī temperatūra var sasniegt 200 grādus pēc Celsija.Saules krāsnis ir dažādu formu un izmēru. Šeit ir daži piemēri: cepeškrāsns, koncentratora krāsns, reflektors, saules tvaikonis utt. Izmantojot dažādus modeļus, visas cepeškrāsnis uztver siltumu un saglabā to siltumizolētā kamerā. Lielākajā daļā modeļu saules gaisma tieši ietekmē pārtiku.

BOX SAULES KRĀSNIS

Box solārās krāsnis sastāv no labi izolētas kastes, kas no iekšpuses nokrāsotas melnā krāsā, kurā ievietoti melni ēdiena podi. Kaste ir pārklāta ar divslāņu "logu", kas ielaiž kastē saules starojumu un saglabā siltumu iekšā. Papildus tam ir piestiprināts vāks ar spoguli iekšpusē, kas, atlokots atpakaļ, pastiprina krītošo starojumu, bet aizverot uzlabo plīts siltumizolāciju.Kastes saules krāšņu galvenās priekšrocības:

Izmantojiet gan tiešo, gan izkliedēto saules starojumu. Tie var sildīt vairākas pannas vienlaikus. Tie ir viegli, pārnēsājami un viegli apstrādājami. Viņiem nav jāseko Saulei. Mērena temperatūra padara maisīšanu nevajadzīgu. Pārtika paliek silta visas dienas garumā. Tos ir viegli izgatavot un salabot, izmantojot vietējos materiālus. Tās ir salīdzinoši lētas (salīdzinājumā ar cita veida saules krāsnīm).

Protams, tiem ir arī daži trūkumi:

Ar viņu palīdzību jūs varat gatavot tikai dienas laikā. Mērenas temperatūras dēļ gatavošana aizņem ilgu laiku. Stikla vāks rada ievērojamus siltuma zudumus. Šādas krāsnis "nezina, kā" cept.

Pateicoties savām priekšrocībām, kastes solārās krāsnis ir visizplatītākais saules enerģijas krāsnis. Tie ir dažāda veida: rūpnieciskās ražošanas, amatniecības un mājražotāju; forma var atgādināt plakanu čemodānu vai plašu zemu kastīti. Ir arī stacionāras krāsnis no māla, ar horizontālu vāku (tropu un subtropu reģionos) vai slīpu (mērenā klimatā). Piecu cilvēku ģimenei ieteicami standarta modeļi ar atvēruma laukumu (ieejas laukumu) aptuveni 0,25 m2. Pārdošanā ir arī lielākas krāšņu versijas - 1 m2 vai vairāk.

SPOGUĻU KRĀSNIS (AR ATSTAROTĀJU)

Vienkāršākā spoguļa krāsns ir paraboliskais atstarotājs un pannas statīvs, kas atrodas krāsns fokusā. Ja plīts ir pakļauta Saulei, tad saules gaisma tiek atstarota no visiem atstarotājiem uz centrālo punktu (fokusu), sildot pannu. Atstarotājs var būt paraboloīds, kas izgatavots, piemēram, no lokšņu tērauda vai atstarojošas folijas. Atstarojošā virsma parasti ir izgatavota no pulēta alumīnija, spoguļmetāla vai plastmasas, taču tā var sastāvēt arī no daudziem maziem plakaniem spoguļiem, kas piestiprināti paraboloīda iekšējai virsmai. Atkarībā no vēlamā fokusa attāluma atstarotājs var būt kā dziļa bļoda, kurā pilnībā iegremdēta panna ar pārtiku (īss fokusa attālums, trauki pasargāti no vēja) vai sekla šķīvja, ja panna uzstādīta plkst. fokusa punkts noteiktā attālumā no reflektora.Visas krāsnis - atstarotāji izmanto tikai tiešo saules starojumu, un tāpēc pastāvīgi jāgriežas aiz saules. Tas apgrūtina to darbību, jo padara lietotāju atkarīgu no laikapstākļiem un vadības ierīces Spoguļkrāsniņu priekšrocības: Spēja sasniegt augstu temperatūru un attiecīgi ātra gatavošana. Salīdzinoši lēti modeļi. Dažas no tām var izmantot arī cepšanai.Nosauktajām priekšrocībām ir pievienoti daži trūkumi: Atkarībā no fokusa attāluma cepeškrāsnij ir jāgriežas aiz Saules aptuveni ik pēc 15 minūtēm. Tiek izmantots tikai tiešs starojums, un tiek zaudēta izkliedētā saules gaisma. Pat ar nelielu mākoņu daudzumu ir iespējami lieli siltuma zudumi. Apstrādei ar šādu krāsni ir vajadzīgas noteiktas prasmes un izpratne par tās darbības principiem. Atstarotāja atstarotais starojums ir ļoti spilgts, apžilbina acis un, saskaroties ar fokusa punktu, var radīt apdegumus. Ēdienu gatavošana ir ierobežota līdz dienas stundām. Pavāram ir jāstrādā karstā saulē (izņemot fiksēta fokusa krāsnis). Krāsns efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no mainīgā vēja stipruma un virziena. Pa dienu pagatavots ēdiens atdziest līdz vakaram, un to zemās popularitātes galvenais iemesls ir grūtības ar šo krāsniņu apstrādi un tas, ka pavāram jāstāv saulē. Bet Ķīnā, kur ēdiena gatavošanai tradicionāli nepieciešams liels siltums un jauda, ​​tie ir plaši izplatīti.

SAULES DESTILĀCIJA

Visā pasaulē daudzi cilvēki piedzīvo tīra ūdens trūkumu. No 2,4 miljardiem cilvēku jaunattīstības valstīs mazāk nekā 500 miljoniem ir pieejams tīrs dzeramais ūdens, nemaz nerunājot par destilētu ūdeni. Saules destilācija var palīdzēt atrisināt šo problēmu. Saules destilētājs ir vienkārša ierīce, kas pārvērš sāļu vai piesārņotu ūdeni tīrā, destilētā ūdenī. Saules destilācijas princips ir zināms jau ilgu laiku. Ceturtajā gadsimtā pirms mūsu ēras Aristotelis ierosināja metodi jūras ūdens iztvaicēšanai dzeramā ūdens iegūšanai. Tomēr saules baterija tika uzbūvēta tikai 1874. gadā, kad Dž.Hārdings un S. Vilsons to uzbūvēja Čīlē, lai nodrošinātu tīru ūdeni ieguves kopienai. Šis 4700 m2 lielais destilētājs saražoja 24 000 litru ūdens dienā. Šobrīd šādas lieljaudas ražotnes ir pieejamas Austrālijā, Grieķijā, Spānijā, Tunisijā un Sentvinsentas salā Karību jūras reģionā. Mazākas vienības tiek plaši izmantotas citās valstīs. Praktiski jebkuru jūras piekrasti un tuksneša apgabalu var padarīt apdzīvojamu, izmantojot saules enerģiju ūdens ieguvei un attīrīšanai. Visi šī procesa posmi – sūkņa darbība, attīrīšana un ūdens padeve destilētājam – tiek veikti, izmantojot saules enerģiju.

ŪDENS KVALITĀTE

No šāda auga iegūtais ūdens ir augstas kvalitātes. Tas parasti parāda vislabāko rezultātu, pārbaudot ūdenī izšķīdušo vielu daudzumu. Tas ir arī piesātināts ar gaisu, jo tas gaisa klātbūtnē kondensējas destilētājā. Ūdens sākumā var garšot dīvaini, jo tajā trūkst minerālvielu, pie kurām lielākā daļa no mums ir pieraduši. Pārbaudes liecina, ka destilācija ir iznīcinājusi visas baktērijas, un pesticīdu, mēslošanas līdzekļu un šķīdinātāju saturs ir samazināts par 75-99,5%. Tam visam ir liela nozīme valstīs, kur cilvēki turpina mirst no holēras un citām infekcijas slimībām.

SAULES TERMĒRSTACIJAS

Papildus tiešai saules siltuma izmantošanai reģionos ar augstu saules starojuma līmeni to var izmantot tvaika ražošanai, kas griež turbīnu un ražo elektrību. Saules siltumenerģijas ražošana lielos apmēros ir diezgan konkurētspējīga. Šīs tehnoloģijas rūpnieciskais pielietojums aizsākās pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados; kopš tā laika nozare ir strauji attīstījusies. ASV komunālie uzņēmumi jau ir uzstādījuši vairāk nekā 400 megavatu saules termoelektrostaciju, kas nodrošina elektrību 350 000 cilvēku un gadā izspiež 2,3 miljonus barelu naftas. Deviņām spēkstacijām, kas atrodas Mohaves tuksnesī (ASV Kalifornijas štatā), uzstādītā jauda ir 354 MW, un tām ir uzkrāta 100 gadu rūpnieciskās darbības pieredze. Šī tehnoloģija ir tik attīstīta, ka saskaņā ar oficiālo informāciju tā var konkurēt ar tradicionālajām elektroenerģijas ražošanas tehnoloģijām daudzviet ASV. Arī citos pasaules reģionos drīzumā būtu jāuzsāk projekti saules siltuma izmantošanai elektroenerģijas ražošanā. Indija, Ēģipte, Maroka un Meksika izstrādā atbilstošas ​​programmas, dotācijas to finansēšanai nodrošina Globālais vides fonds (GEF). Grieķijā, Spānijā un ASV jaunus projektus attīsta neatkarīgie elektroenerģijas ražotāji, pēc siltuma ražošanas metodes saules termoelektrostacijas iedala saules koncentratoros (spoguļos) un saules dīķos.

SAULES KONCENTRATORI

Šādas spēkstacijas koncentrē saules enerģiju, izmantojot lēcas un atstarotājus. Tā kā šo siltumu var uzkrāt, šādas stacijas var ražot elektroenerģiju pēc vajadzības, dienā vai naktī, jebkuros laikapstākļos.Lielie spoguļi - ar punktu vai lineāru fokusu - koncentrē saules starus tādā mērā, ka ūdens pārvēršas tvaikā, izstaro pietiekami daudz enerģijas lai pagrieztu turbīnu. Luz Corp. uzstādīja milzīgus šādu spoguļu laukus Kalifornijas tuksnesī. Tie ražo 354 MW elektroenerģijas. Šīs sistēmas var pārvērst saules enerģiju elektroenerģijā ar aptuveni 15% efektivitāti.Tehnoloģijas saules siltuma elektroenerģijas ražošanai, pamatojoties uz saules gaismas koncentrāciju, ir dažādās attīstības stadijās. Paraboliskie koncentratori jau mūsdienās tiek izmantoti rūpnieciskā mērogā: Mohaves tuksnesī (Kalifornija) uzstādīšanas jauda ir 354 MW. Saules enerģijas torņi ir demonstrācijas projektu fāzē. Barstovā (ASV) tiek testēts pilotprojekts ar nosaukumu "Solar Two" ar jaudu 10 MW. Diska tipa sistēmas iziet cauri demonstrācijas projektu stadijai. Vairāki projekti atrodas dizaina izstrādes stadijā. Goldenā (ASV) darbojas 25 kilovatu prototipa stacija. Saules termoelektrostacijām ir vairākas funkcijas, kas padara tās par ļoti pievilcīgu tehnoloģiju augošajā globālajā atjaunojamās enerģijas tirgū.Saules termoelektrostacijas pēdējo desmitgažu laikā ir gājušas garu ceļu. Turpinot izstrādes darbu, šīs sistēmas jāpadara konkurētspējīgākas ar fosilo kurināmo, jāpalielina to uzticamība un jānodrošina nopietna alternatīva, ņemot vērā arvien pieaugošo elektroenerģijas pieprasījumu Saules dīķi Ne fokusējošie spoguļi, ne saules fotoelementi (skat. zemāk) nevar radīt enerģiju nakts laikā. . Šim nolūkam dienas laikā uzkrātā saules enerģija jāuzglabā siltuma akumulācijas tvertnēs. Šis process dabiski notiek tā sauktajos saules dīķos.Saules dīķos ir augsta sāls koncentrācija ūdens dibenā, nekonvektīvs vidējais ūdens slānis, kurā sāls koncentrācija palielinās līdz ar dziļumu, un konvektīvais slānis ar zemu sāls daudzumu. koncentrācija uz virsmas. Saules gaisma nokrīt uz dīķa virsmas, un ūdens apakšējos slāņos tiek saglabāts siltums augstās sāls koncentrācijas dēļ. Ūdens ar augstu sāļumu, ko silda dīķa dibena absorbētā saules enerģija, nevar pacelties tā lielā blīvuma dēļ. Tas paliek dīķa dibenā, pakāpeniski uzkarst līdz gandrīz vārās (kamēr augšējie ūdens slāņi paliek salīdzinoši auksti). Karstais grunts "sālījums" tiek izmantots dienā vai naktī kā siltuma avots, pateicoties kam īpaša organiskā dzesēšanas šķidruma turbīna var radīt elektrību. Saules dīķa vidējais slānis darbojas kā siltumizolācija, novēršot konvekciju un siltuma zudumus no apakšas uz virsmu. Temperatūras starpība starp dīķa ūdens dibenu un virsmu ir pietiekama, lai darbinātu ģeneratoru. Dzesēšanas šķidrums, kas izvadīts pa caurulēm caur apakšējo ūdens slāni, tiek ievadīts tālāk slēgtajā Rankin sistēmā, kurā turbīna griežas, lai ražotu elektroenerģiju.1. Augsta sāls koncentrācija2. Vidējais slānis.3. Zema sāls koncentrācija4. Aukstais ūdens "iekšā" un karstais ūdens "ārā"

FOTOELEKTRISKĀS ŠŪNAS

Ierīces tiešai gaismas vai saules enerģijas pārvēršanai elektroenerģijā sauc par fotoelementiem (angļu valodā Photovoltaics, no grieķu fotogrāfijām - gaisma un elektromotora spēka vienības nosaukums - volts). Saules gaismas pārvēršana elektroenerģijā notiek fotoelementu elementos, kas izgatavoti no pusvadītāju materiāla, piemēram, silīcija, kas saules gaismas ietekmē rada elektrisko strāvu. Savienojot fotoelementus moduļos un tos, savukārt, savā starpā, ir iespējams uzbūvēt lielas fotoelementu stacijas. Līdz šim lielākā šāda stacija ir 5 megavatu Carris Plain iekārta ASV Kalifornijas štatā. Fotoelektrisko iekārtu efektivitāte pašlaik ir aptuveni 10%, tomēr atsevišķi fotoelementi var sasniegt 20% vai vairāk efektivitāti.

SAULES MODUĻI

Saules modulis ir savstarpēji savienotu saules bateriju akumulators, kas atrodas zem stikla pārsega. Jo intensīvāka gaisma krīt uz fotoelementiem un jo lielāks ir to laukums, jo vairāk tiek ģenerēts elektrība un lielāka strāvas stiprums. Moduļus klasificē pēc maksimālās jaudas vatos (Wp). Vats ir jaudas mērvienība. Viens pīķa vats ir tehniskais raksturlielums, kas norāda iekārtas jaudas vērtību noteiktos apstākļos, t.i. kad uz elementu 25 °C temperatūrā krīt saules starojums 1 kW/m2. Šī intensitāte tiek sasniegta labos laika apstākļos un Saules zenītā. Viena 10 x 10 cm šūna ir nepieciešama viena pīķa vata ražošanai Lielāki moduļi, 1 m x 40 cm, ražo apmēram 40-50 Wp. Tomēr saules apgaismojums reti sasniedz 1 kW/m2. Turklāt saulē modulis uzsilst daudz augstāk par nominālo temperatūru. Abi šie faktori samazina moduļa veiktspēju. Tipiskos apstākļos vidējā veiktspēja ir aptuveni 6 Wh dienā un 2000 Wh gadā uz Wp. 5 Wh ir enerģijas daudzums, ko patērē 50 W spuldze 6 minūtēs (50 W x 0,1 h = 5 W h) vai portatīvais radio stundā (5 W x 1 h = 5 W h).

RŪPNIECISKĀS FOTOELEKTRISKĀS IESTĀDES

Jau vairākus gadus mazās fotoelektriskās sistēmas tiek izmantotas publiskajā elektroenerģijas, gāzes un ūdens apgādē, pierādot to rentabilitāti. Lielākajai daļai no tiem ir jauda līdz 1 kW, un tajos ir iekļautas baterijas enerģijas uzkrāšanai. Tie veic dažādas funkcijas, sākot no signālgaismu ieslēgšanas uz jaudas balstiem un beidzot ar lidmašīnu brīdināšanu un gaisa kvalitātes uzraudzību. Tie ir pierādījuši uzticamību un izturību komunālo pakalpojumu nozarē un veido pamatu jaudīgāku sistēmu turpmākai ieviešanai.

SECINĀJUMS

Vidējā joslā saules sistēma ļauj daļēji apmierināt apkures vajadzības. Ekspluatācijas pieredze liecina, ka sezonālais degvielas ietaupījums saules enerģijas izmantošanas dēļ sasniedz 60% Tie var darboties bezgalīgi.Saules vatu izmaksu pastāvīgā samazināšanās ļaus saules stacijām konkurēt ar citiem autonomiem enerģijas avotiem, piemēram, dīzeļa spēkstacijām.

IZMANTOTĀS LITERATŪRAS SARAKSTS

1. Lavrus V.S. Enerģijas avoti / Sērija "Informācijas izdevums", 3. izdevums "Zinātne un tehnoloģija", 1997.