Shkurtimisht përdorimi i energjisë diellore në tokë. Abstrakt: Energjia diellore dhe perspektivat e përdorimit të saj

Dielli ka bërë një punë të shkëlqyer për të na dërguar energjinë e tij, ndaj le ta vlerësojmë atë! Rreze e ngrohtë e dritës në fytyrë, ishte në sipërfaqen e Diellit tetë minuta e nëntëmbëdhjetë sekonda më parë

1 . rroba të thata

Dielli ka bërë një punë të shkëlqyer për të na dërguar energjinë e tij, ndaj le ta vlerësojmë atë! Rrezja e ngrohtë e dritës në fytyrë ishte në sipërfaqen e Diellit tetë minuta e nëntëmbëdhjetë sekonda më parë. Në minimum, ne e përdorim atë për të tharë rrobat. Meqenëse dielli është një reaktor bërthamor gjigant, tregojuni miqve tuaj: keni një tharëse rrobash bërthamore.

2 . sRAMeTDheTb MeVOJu ed

Hiqni diellin dhe çfarë mund të rritet? Vetëm me tokë dhe rrezet e diellit, ne mund të rritim domate, speca, mollë, mjedra, marule dhe më shumë. Ndërtoni serra diellore që ruajnë nxehtësinë e diellit, në mënyrë që të mund të kultivoni ushqim edhe gjatë dimrave të ftohtë.



3 . HAGReTb VOd

Shtatëdhjetë milionë familje kineze përdorin diellin për të ngrohur ujin e tyre, kështu që pse jo? Ju mund të përdorni një tub vakum ose pllakë të sheshtë për të mbledhur nxehtësinë diellore. Me një investim prej rreth 6800 dollarë, këta mekanizma do të ofrojnë 100 për qind ujë të nxehtë në verë dhe 40 për qind në dimër.

4 . RRETHhDheMeTDheTb VOd

Nëse furnizimi me ujë lokal është i pasigurt, mund ta përdorni diellin për të dezinfektuar ujin duke mbushur shishet plastike dhe duke i lënë ato në diell për të paktën gjashtë orë. Rrezet ultravjollcë të diellit do të vrasin të gjitha bakteret dhe mikroorganizmat. Nëse jetoni pranë detit, mund të përdorni energjinë diellore për të shkripëzuar ujin tuaj.

5 . MEOndërtoni tuajëne uhleteTRDheheMeTVO

Instaloni panele diellore në çati.



6. Vëreni makinën në lëvizjee

Imagjinoni një makinë që funksionon vetëm nga dielli. Nissan Leaf EV 16,000 kilometra në vit, për shembull, do të përdorë 2,000 kW energji elektrike. Sistemi fotovoltaik në çatinë tuaj do të gjenerojë 2200 kWh në vit dhe pasi të keni paguar panelet diellore, energjia është falas.

7 . DlI dDhehaina vashegO dOmA

Kur projektoni një shtëpi pasive diellore, dritaret në anën jugore dhe izolimi në veri krijojnë një masë termike për të ruajtur nxehtësinë e diellit. Këto hapa mund të reduktojnë nevojat për ngrohje deri në 50 për qind. Maksimizimi i dritës natyrale të diellit redukton nevojën për ndriçim artificial.

8. Për ngrohjen e shtëpisë

9. Gatuaj ushqim

Ka lloje të ndryshme sobash diellore: disa përdorin dritare diellore reflektuese, të tjera përdorin disqe parabolike. Në verë, ju gjithashtu mund të bëni tharësen tuaj diellore për fruta dhe perime në kopshtin tuaj.



10. Energji për botën

Çdo ditë, dielli rrezaton një mijë herë më shumë nxehtësi në shkretëtirat e botës sesa ne përdorim. Teknologjia termike diellore, duke përdorur kulla parabolike ose diellore, mund ta shndërrojë këtë energji në avull dhe më pas në energji elektrike. Ne mund të plotësojmë të gjitha nevojat e botës për energji me vetëm pesë për qind të Teksasit për termosolare. Pra, kujt i duhet vaji dhe derdhjet e naftës?

Ese

në temën e:

"Përdorimi i energjisë diellore"

Plotësuar nga nxënësit e klasës 8B të shkollës së mesme nr.52

Larionov Sergej dhe

Marchenko Zhenya.

Orsk 2000

"Së pari një kirurg, dhe më pas kapiteni i disa anijeve" Lemuel Gulliver, në një nga udhëtimet e tij, përfundoi në një ishull fluturues - Laputa. Duke hyrë në një nga shtëpitë e braktisura në Lagado, kryeqyteti i Laputias, ai gjeti atje një burrë të çuditshëm të dobësuar me një fytyrë blozë. Fustani, këmisha dhe lëkura i ishin nxirë nga bloza, ndërsa flokët dhe mjekra e zhveshur i përvëloheshin vende-vende. Ky projektor i pandreqshëm kaloi tetë vjet duke zhvilluar një projekt për nxjerrjen e dritës së diellit nga kastravecat. Ai synonte t'i mblidhte këto rreze në balona të mbyllura hermetikisht, në mënyrë që në rast të verës së ftohtë ose me shi ato të ngrohnin ajrin. Ai shprehu besimin se edhe në tetë vite të tjera do të jetë në gjendje të furnizojë rrezet e diellit kudo që të jetë e nevojshme.

Tërheqësit e rrezeve të diellit të sotëm nuk janë aspak si çmenduria e fantazisë së Jonathan Swift, megjithëse ata po bëjnë në thelb të njëjtën gjë si heroi i Swift - duke u përpjekur të kapin rrezet e diellit dhe të gjejnë një përdorim energjik për to.

Tashmë njerëzit më të lashtë mendonin se e gjithë jeta në Tokë ishte krijuar dhe e lidhur pazgjidhshmërisht me Diellin. Në fetë e popujve më të ndryshëm që banojnë në Tokë, një nga perënditë më të rëndësishme ka qenë gjithmonë perëndia e Diellit, i cili i jep ngrohtësi jetëdhënëse të gjitha gjërave.

Në të vërtetë, sasia e energjisë që vjen në Tokë nga ylli më afër nesh është shumë i madh. Në vetëm tre ditë, Dielli dërgon në Tokë aq energji sa përmban në të gjitha rezervat e karburantit që kemi eksploruar! Dhe megjithëse vetëm një e treta e kësaj energjie arrin në Tokë - dy të tretat e mbetura reflektohen ose shpërndahen nga atmosfera - edhe kjo pjesë e saj është më shumë se një mijë herë e gjysmë më e madhe se të gjitha burimet e tjera të energjisë të përdorura nga njeriu së bashku! Dhe në përgjithësi, të gjitha burimet e energjisë në dispozicion në Tokë gjenerohen nga Dielli.

Në fund të fundit, është energjia diellore që njeriu i detyrohet të gjitha arritjet e tij teknike. Falë diellit, cikli i ujit ndodh në natyrë, formohen rrjedha uji që rrotullojnë rrotat e ujit. Duke ngrohur tokën në mënyra të ndryshme në pjesë të ndryshme të planetit tonë, dielli shkakton lëvizjen e ajrit, të njëjtën erë që mbush velat e anijeve dhe rrotullon tehet e turbinave me erë. Të gjitha lëndët djegëse fosile të përdorura në energjinë moderne kanë origjinën përsëri nga rrezet e diellit. Pikërisht energjia e tyre, me ndihmën e fotosintezës, u shndërrua nga bimët në masë të gjelbër, e cila, si rezultat i proceseve afatgjata, shndërrohej në naftë, gaz dhe qymyr.

A është e mundur të përdoret drejtpërdrejt energjia e diellit? Në shikim të parë, kjo nuk është një detyrë aq e vështirë. Kush nuk ka provuar të djegë një foto në një dërrasë druri në një ditë me diell me një xham zmadhues të zakonshëm! Një minutë, një tjetër - dhe në sipërfaqen e pemës në vendin ku xham zmadhues mblodhi rrezet e diellit, shfaqet një pikë e zezë dhe tym i lehtë. Kështu i shpëtoi miqtë e tij një nga heronjtë më të dashur të Zhyl Vernit, inxhinieri Cyrus Smith, kur zjarri i tyre u shua në një ishull misterioz. Inxhinieri bëri një lente nga dy gota ore, hapësira midis të cilave ishte e mbushur me ujë. Një "thjerrëz" e bërë në shtëpi fokusoi rrezet e diellit në një grusht myshku të thatë dhe e ndezi atë.

Kjo metodë relativisht e thjeshtë e marrjes së temperaturave të larta ka qenë e njohur për njerëzit që nga kohërat e lashta. Në rrënojat e kryeqytetit antik të Ninevisë në Mesopotami, u gjetën lente primitive, të bëra në shekullin e 12 para Krishtit. Vetëm zjarri "i pastër", i marrë drejtpërdrejt nga rrezet e diellit, supozohej të ndizte zjarrin e shenjtë në tempullin e lashtë romak të Vesta.

Është interesante që inxhinierët e lashtë sugjeruan edhe një ide tjetër të përqendrimit të rrezeve të diellit - me ndihmën e pasqyrave. Arkimedi i madh na la një traktat "Mbi pasqyrat ndezëse". Me emrin e tij lidhet një legjendë poetike e treguar nga poeti bizantin Tsetses.

Gjatë Luftërave Punike, qyteti i lindjes së Arkimedit, Sirakuza, u rrethua nga anijet romake. Komandanti i flotës, Marcellus, nuk dyshoi për një fitore të lehtë - në fund të fundit, ushtria e tij ishte shumë më e fortë se mbrojtësit e qytetit. Komandanti arrogant detar nuk mori parasysh një gjë - inxhinieri i madh hyri në luftë kundër romakëve. Ai shpiku makineri të frikshme luftarake, ndërtoi armë gjuajtëse që derdhnin anijet romake me një breshër gurësh ose shponin pjesën e poshtme me një rreze të rëndë. Makina të tjera me një vinç të mbërthyer i ngritën anijet nga harku dhe i thyen në shkëmbinjtë bregdetar. Dhe një herë romakët panë me habi se vendin e ushtarëve në muret e qytetit të rrethuar e zunë gratë me pasqyra në duar. Me komandën e Arkimedit, ata dërguan rreze dielli në një anije, në një pikë. Pak kohë më vonë, një zjarr shpërtheu në anije. Të njëjtin fat patën edhe disa anije të tjera të sulmuesve, derisa ata u larguan të hutuar, përtej mundësive të një arme të frikshme.

Për shumë shekuj, kjo histori u konsiderua një trillim i bukur. Sidoqoftë, disa studiues modernë në historinë e teknologjisë kanë bërë llogaritje, nga të cilat rezulton se pasqyrat ndezëse të Arkimedit, në parim, mund të ekzistojnë.

Kolektorë diellorë

Paraardhësit tanë përdorën energjinë diellore për qëllime më prozaike. Në Greqinë e lashtë dhe në Romën e lashtë, pjesa kryesore e pyjeve u pre në mënyrë të dhunshme për ndërtimin e ndërtesave dhe anijeve. Druri i zjarrit pothuajse nuk përdorej për ngrohje. Energjia diellore u përdor në mënyrë aktive për ngrohjen e ndërtesave të banimit dhe serave. Arkitektët u përpoqën të ndërtonin shtëpi në atë mënyrë që në dimër të bien sa më shumë nga rrezet e diellit. Dramaturgu i lashtë grek Eskili shkroi se popujt e qytetëruar ndryshojnë nga barbarët në atë që shtëpitë e tyre janë "përballë diellit". Shkrimtari romak Plini i Riu theksoi se shtëpia e tij, e vendosur në veri të Romës, "mblodhi dhe rriti nxehtësinë e diellit për shkak të faktit se dritaret e tij ishin të vendosura në mënyrë që të kapnin rrezet e diellit të ulët të dimrit".

Gërmimet e qytetit antik grek të Olynthus-it kanë treguar se i gjithë qyteti dhe shtëpitë e tij janë projektuar sipas një plani të vetëm dhe janë vendosur në mënyrë që në dimër të mund të kapni sa më shumë diell dhe në verë, përkundrazi, t'i shmangni ato. Dhomat e ndenjes ishin të vendosura domosdoshmërisht me dritare në diell, dhe vetë shtëpitë kishin dy kate: një për verën, tjetra për dimër. Në Olynthos, si dhe më vonë në Romën e Lashtë, ishte e ndaluar vendosja e shtëpive në atë mënyrë që të errësonin shtëpitë e fqinjëve nga dielli - një mësim etikës për krijuesit e sotëm të rrokaqiejve!

Thjeshtësia në dukje e marrjes së nxehtësisë duke përqendruar rrezet e diellit më shumë se një herë krijoi një optimizëm të pajustifikuar. Pak më shumë se njëqind vjet më parë, në 1882, revista ruse Tekhnik botoi një shënim mbi përdorimin e energjisë diellore në një motor me avull: "Një motor me avull quhet izolues, bojleri i të cilit nxehet me ndihmën e dritës së diellit. të mbledhura për këtë qëllim nga një pasqyrë reflektuese e rregulluar posaçërisht. Shkencëtari anglez John Tyndall përdori pasqyra të ngjashme konike me diametër shumë të madh për të studiuar nxehtësinë e rrezeve hënore. Profesori francez A.-B. Mouchot përfitoi nga ideja e Tyndall, duke e aplikuar atë në rrezet e diellit dhe mori nxehtësi të mjaftueshme për të formuar avull. Shpikja, e përmirësuar nga inxhinieri Pif, u soll në një përsosmëri të tillë prej tij sa çështja e përdorimit të nxehtësisë diellore mund të konsiderohet e zgjidhur përfundimisht në një kuptim pozitiv.

Optimizmi i inxhinierëve që ndërtuan “insolatorin” doli i pajustifikuar. Shumë pengesa ende duhej të kapërceheshin nga shkencëtarët që përdorimi i energjisë i nxehtësisë diellore të bëhej real. Vetëm tani, pas më shumë se njëqind vjetësh, ka filluar të formohet një disiplinë e re shkencore, që merret me problemet e përdorimit të energjisë së energjisë diellore - energjia diellore. Dhe vetëm tani mund të flasim për sukseset e para reale në këtë fushë.

Cila është vështirësia? Para së gjithash, ja çfarë. Me një energji totale të madhe që vjen nga dielli, për çdo metër katror të sipërfaqes së tokës saj llogaritet për mjaft - nga 100 në 200 vat, në varësi të koordinatave gjeografike. Gjatë orëve me diell, kjo fuqi arrin 400-900 W/m 2 dhe për këtë arsye, për të marrë një fuqi të dukshme, është e nevojshme që fillimisht të mblidhet ky fluks nga një sipërfaqe e madhe dhe më pas të përqendrohet. Dhe sigurisht, fakti i dukshëm që kjo energji mund të merret vetëm gjatë ditës është një shqetësim i madh. Natën, ju duhet të përdorni burime të tjera të energjisë ose të grumbulloni disi, të grumbulloni energji diellore.

Impianti i shkripëzimit diellor

Ju mund të kapni energjinë e diellit në mënyra të ndryshme. Mënyra e parë është më e drejtpërdrejta dhe natyrale: përdorimi i nxehtësisë diellore për të ngrohur një lloj ftohësi. Pastaj ftohësi i nxehtë mund të përdoret, të themi, për ngrohje ose furnizim me ujë të nxehtë (veçanërisht temperatura e lartë e ujit nuk është e nevojshme këtu), ose për marrjen e llojeve të tjera të energjisë, kryesisht elektrike.

Kurthi për përdorimin e drejtpërdrejtë të nxehtësisë diellore është mjaft i thjeshtë. Për prodhimin e tij, së pari do t'ju duhet një kuti e mbyllur me xham të zakonshëm të dritares ose një material i ngjashëm transparent. Xhami i dritares nuk bllokon rrezet e diellit, por ruan nxehtësinë që ngroh pjesën e brendshme të kutisë. Ky është, në thelb, efekti serë, parimi mbi të cilin janë ndërtuar të gjitha serat, serat, konservatorët dhe konservatorët.

Energjia "e vogël" diellore është shumë premtuese. Ka shumë vende në tokë ku dielli rreh pa mëshirë nga qielli, duke tharë tokën dhe djegur bimësinë, duke e kthyer zonën në një shkretëtirë. Në parim, është e mundur që një tokë e tillë të bëhet pjellore dhe e banueshme. Duhet “vetëm” për ta siguruar atë me ujë, për të ndërtuar fshatra me shtëpi komode. Për të gjitha këto, para së gjithash, kërkohet shumë energji. Është një detyrë shumë e rëndësishme dhe interesante ta marrësh këtë energji nga i njëjti diell i tharë, shkatërrues, duke e kthyer diellin në një aleat të njeriut.

Në vendin tonë, një punë e tillë drejtohej nga Instituti i Energjisë Diellore të Akademisë së Shkencave të SSR-së Turkmen, kreu i shoqatës së kërkimit dhe prodhimit "Sun". Është mjaft e qartë pse ky institucion me një emër që duket se ka zbritur nga faqet e një romani fantastiko-shkencor ndodhet pikërisht në Azinë Qendrore - në fund të fundit, në Ashgabat në një pasdite vere, çdo kilometër katror merr një rrymë energjie diellore. ekuivalente në fuqi me një termocentral të madh!

Para së gjithash, shkencëtarët drejtuan përpjekjet e tyre për të marrë ujë duke përdorur energjinë diellore. Ka ujë në shkretëtirë, dhe është relativisht e lehtë për ta gjetur atë - nuk është i thellë. Por ky ujë nuk mund të përdoret - shumë kripëra të ndryshme treten në të, zakonisht është edhe më i hidhur se uji i detit. Për të përdorur ujërat nëntokësore të shkretëtirës për ujitje, për pije, duhet të shkripërohet. Nëse kjo është bërë, mund të supozojmë se oaza e krijuar nga njeriu është gati: këtu mund të jetoni në kushte normale, të kullotni dele, të rritni kopshte dhe gjatë gjithë vitit - ka mjaft diell edhe në dimër. Sipas llogaritjeve të shkencëtarëve, shtatë mijë oaza të tilla mund të ndërtohen vetëm në Turkmenistan. E gjithë energjia që u nevojitet do të vijë nga dielli.

Parimi i funksionimit të një ujëbërësi diellor është shumë i thjeshtë. Kjo është një enë me ujë të ngopur me kripëra, e mbyllur me një kapak transparent. Uji nxehet nga rrezet e diellit, avullohet gradualisht dhe avulli kondensohet në një kapak më të ftohtë. Uji i pastruar (kripërat nuk janë avulluar!) Kullon nga kapaku në një enë tjetër.

Ndërtimet e këtij lloji njihen prej kohësh. Depozitat më të pasura të kripës në rajonet e thata të Kilit në shekullin e kaluar pothuajse nuk u zhvilluan për shkak të mungesës së ujit të pijshëm. Më pas, në qytetin Las Sali-nas, sipas këtij parimi, u ndërtua një fabrikë shkripëzimi me një sipërfaqe prej 5 mijë metrash katrorë, e cila në një ditë të nxehtë prodhonte 20 mijë litra ujë të ëmbël.

Por vetëm tani puna për përdorimin e energjisë diellore për shkripëzimin e ujit është shpalosur në një front të gjerë. Për herë të parë në botë, në fermën shtetërore Bakharden Turkmen u lançua një "tubacion i vërtetë diellor i ujit", i cili u siguron njerëzve ujë të freskët dhe siguron ujë për ujitjen e tokave të thata. Miliona litra ujë të shkripëzuar të marrë nga instalimet diellore do të zgjerojnë shumë kufijtë e kullotave të fermave shtetërore.

Njerëzit shpenzojnë shumë energji për ngrohjen dimërore të banesave dhe ndërtesave industriale, për sigurimin e ujit të ngrohtë gjatë gjithë vitit. Dhe këtu dielli mund të vijë në shpëtim. Janë zhvilluar instalime diellore të afta për t'i siguruar fermave blegtorale ujë të nxehtë. Kurthi diellor i zhvilluar nga shkencëtarët armenë është shumë i thjeshtë në dizajn. Kjo është një qelizë drejtkëndore një metër e gjysmë, në të cilën një radiator në formë vale nga një sistem tubash ndodhet nën një shtresë të veçantë që thith në mënyrë efektive nxehtësinë. Mjafton të lidhni një kurth të tillë me ujësjellësin dhe ta ekspozoni atë në diell, pasi në një ditë vere deri në tridhjetë litra ujë të ngrohur në 70-80 gradë do të dalin prej tij në orë. Avantazhi i këtij dizajni është se qelizat mund të ndërtohen, si kube, instalime të ndryshme, duke rritur shumë performancën e ngrohësit diellor. Specialistët po planifikojnë të transferojnë një zonë banimi eksperimentale të Jerevanit në ngrohjen diellore. Pajisjet për ngrohjen e ujit (ose ajrit), të quajtur kolektorë diellorë, prodhohen nga industria jonë. Janë krijuar dhjetëra instalime dhe sisteme diellore për furnizim me ujë të ngrohtë me kapacitet deri në 100 ton ujë të ngrohtë në ditë për të ofruar një sërë lehtësish.

Ngrohje diellore janë instaluar në shumë shtëpi të ndërtuara në vende të ndryshme në vendin tonë. Njëra anë e çatisë së pjerrët, përballë diellit, përbëhet nga ngrohje diellore që sigurojnë ngrohje dhe ujë të nxehtë në shtëpi. Është planifikuar të ndërtohen vendbanime të tëra që përbëhen nga shtëpi të tilla.

Jo vetëm në vendin tonë po përballemi me problemin e përdorimit të energjisë diellore. Para së gjithash, shkencëtarët nga vendet e vendosura në tropikët, ku ka shumë ditë me diell në vit, u interesuan për energjinë diellore. Në Indi, për shembull, ata kanë zhvilluar një program të tërë për përdorimin e energjisë diellore. Termocentrali i parë diellor i vendit funksionon në Madras. Në laboratorët e shkencëtarëve indianë funksionojnë impiantet eksperimentale të shkripëzimit, tharëset e grurit dhe pompat e ujit. Një fabrikë ftohjeje diellore është prodhuar në Universitetin e Delhi, e aftë për të ftohur produktet deri në 15 gradë nën zero. Kështu që dielli jo vetëm që mund të ngrohë, por edhe të ftohet! Në Birmaninë fqinje të Indisë, studentët nga Instituti i Teknologjisë Rangoon kanë ndërtuar një sobë kuzhine që përdor nxehtësinë e diellit për të gatuar ushqim.

Edhe në Çekosllovaki, shumë në veri, tani janë në funksion 510 instalime për ngrohje diellore. Sipërfaqja totale e koleksionistëve të tyre ekzistues është dyfishi i madhësisë së një fushe futbolli! Rrezet e diellit u japin ngrohtësi kopshteve dhe fermave blegtorale, pishinave të hapura dhe shtëpive individuale.

Në qytetin Holguin në Kubë, një instalim diellor origjinal i zhvilluar nga specialistë kubanë hyri në punë. Ndodhet në çatinë e spitalit të fëmijëve dhe i jep ujë të nxehtë edhe në ditët kur dielli errësohet nga retë. Sipas ekspertëve, instalime të tilla, të cilat tashmë janë shfaqur në qytete të tjera kubane, do të ndihmojnë në kursimin e shumë karburantit.

Në provincën algjeriane Msila ka nisur ndërtimi i një “fshati diellor”. Banorët e këtij vendbanimi mjaft të madh do të marrin të gjithë energjinë nga dielli. Çdo objekt banimi në këtë fshat do të jetë i pajisur me kolektor diellor. Grupe të veçanta kolektorësh diellorë do të sigurojnë energji për objektet industriale dhe bujqësore. Specialistët e Organizatës Kombëtare të Kërkimeve të Algjerit dhe Universitetit të OKB-së, të cilët projektuan këtë vendbanim, janë të bindur se ai do të bëhet prototipi i mijëra vendbanimeve të ngjashme në vendet e nxehta.

E drejta për t'u quajtur vendbanimi i parë diellor kontestohet nga fshati algjerian i qytetit australian White Cliffs, i cili u bë vendi i termocentralit origjinal diellor. Parimi i përdorimit të energjisë diellore është i veçantë këtu. Shkencëtarët në Universitetin Kombëtar të Kanberrës kanë propozuar përdorimin e nxehtësisë diellore për të dekompozuar amoniakun në hidrogjen dhe azot. Nëse këta përbërës lejohen të rikombinohen, do të lirohet nxehtësi që mund të përdoret për të drejtuar një termocentral në të njëjtën mënyrë si nxehtësia e prodhuar nga djegia e karburantit konvencional. Kjo metodë e përdorimit të energjisë është veçanërisht tërheqëse sepse energjia mund të ruhet për përdorim në të ardhmen në formën e azotit dhe hidrogjenit që ende nuk kanë reaguar dhe nuk janë përdorur gjatë natës ose në ditët me shi.

Instalimi i heliostatëve në termocentralin diellor të Krimesë

Metoda kimike e marrjes së energjisë elektrike nga dielli është përgjithësisht mjaft joshëse. Kur e përdorni, energjia diellore mund të ruhet për përdorim në të ardhmen, e ruajtur si çdo lëndë djegëse tjetër. Një strukturë eksperimentale që funksiononte sipas këtij parimi u krijua në një nga qendrat kërkimore në Gjermani. Njësia kryesore e këtij instalimi është një pasqyrë parabolike me diametër 1 metër, e cila drejtohet vazhdimisht nga dielli me ndihmën e sistemeve komplekse të gjurmimit. Në fokusin e pasqyrës, rrezet e përqendruara të diellit krijojnë një temperaturë prej 800-1000 gradë. Kjo temperaturë është e mjaftueshme për zbërthimin e anhidrit sulfurik në anhidrid squfuri dhe oksigjen, të cilët pompohen në enë speciale. Nëse është e nevojshme, përbërësit futen në reaktorin e rigjenerimit, ku, në prani të një katalizatori të veçantë, formohet anhidridi sulfurik fillestar prej tyre. Në këtë rast, temperatura rritet në 500 gradë. Nxehtësia më pas mund të përdoret për të kthyer ujin në avull, i cili kthen një turbinë në një gjenerator elektrik.

Shkencëtarët nga Instituti i Energjisë G. M. Krzhizhanovsky kryejnë eksperimente pikërisht në çatinë e ndërtesës së tyre në Moskë jo shumë me diell. Një pasqyrë parabolike, duke përqendruar rrezet e diellit, ngroh deri në 700 gradë një gaz të vendosur në një cilindër metalik. Gazi i nxehtë jo vetëm që mund ta kthejë ujin në avull në shkëmbyesin e nxehtësisë, i cili do të kthejë turbogjeneratorin. Në prani të një katalizatori të veçantë, gjatë rrugës, ai mund të shndërrohet në monoksid karboni dhe hidrogjen, të cilët janë produkte energjikisht shumë më fitimprurëse se ato origjinale. Kur uji nxehet, këto gazra nuk zhduken - ato thjesht ftohen. Ato mund të digjen dhe të marrin energji shtesë, dhe kur dielli mbulohet nga retë ose natën. Po shqyrtohen projekte për përdorimin e energjisë diellore për të ruajtur hidrogjenin, i cili supozohet të jetë karburanti universal i së ardhmes. Për ta bërë këtë, ju mund të përdorni energjinë e marrë nga termocentralet diellore të vendosura në shkretëtirë, domethënë aty ku është e vështirë të përdoret energjia në vend.

Ka edhe mënyra mjaft të pazakonta. Vetë rrezet e diellit mund të shpërbëjnë një molekulë uji nëse ekziston një katalizator i përshtatshëm. Akoma më ekzotike janë projektet tashmë ekzistuese të prodhimit të hidrogjenit në shkallë të gjerë duke përdorur baktere! Procesi ndjek skemën e fotosintezës: rrezet e diellit përthithen, për shembull, nga algat blu-jeshile, të cilat rriten mjaft shpejt. Këto alga mund të shërbejnë si ushqim për disa baktere që lëshojnë hidrogjen nga uji gjatë aktivitetit të tyre jetësor. Studimet e kryera me lloje të ndryshme bakteresh nga shkencëtarët sovjetikë dhe japonezë treguan se, në parim, e gjithë energjia e një qyteti me një milion banorë mund të sigurohet nga hidrogjeni i çliruar nga bakteret që ushqehen me algat blu-jeshile në një plantacion prej vetëm 17,5 katrorë. kilometra. Sipas llogaritjeve të specialistëve nga Universiteti Shtetëror i Moskës, një rezervuar me madhësinë e Detit Aral mund të sigurojë energji për pothuajse të gjithë vendin tonë. Sigurisht që projekte të tilla janë ende larg zbatimit. Kjo ide e mprehtë do të kërkojë shumë probleme shkencore dhe inxhinierike për t'u zgjidhur edhe në shekullin e 21-të. Përdorimi i qenieve të gjalla në vend të makinerive të mëdha për energji është një ide që ia vlen të thyesh kokën.

Projektet e një termocentrali, ku turbina do të rrotullohet nga avulli i marrë nga uji i ngrohur nga rrezet e diellit, po zhvillohen tashmë në vende të ndryshme. Në BRSS, një termocentral eksperimental diellor i këtij lloji u ndërtua në bregun me diell të Krimesë, afër Kerçit. Vendi për stacionin nuk u zgjodh rastësisht, sepse në këtë zonë dielli shkëlqen pothuajse dy mijë orë në vit. Përveç kësaj, është gjithashtu e rëndësishme që tokat këtu të jenë të kripura, jo të përshtatshme për bujqësi dhe stacioni zë një sipërfaqe mjaft të madhe.

Stacioni është një strukturë e pazakontë dhe mbresëlënëse. Një kazan me gjenerator me avull diellor është instaluar në një kullë të madhe, më shumë se tetëdhjetë metra të lartë. Dhe rreth kullës në një zonë të gjerë me një rreze prej më shumë se gjysmë kilometri, heliostatët janë të vendosur në rrathë koncentrikë - struktura komplekse, zemra e secilës prej të cilave është një pasqyrë e madhe me një sipërfaqe prej më shumë se 25 metra katrorë. Projektuesit e stacionit duhej të zgjidhnin një detyrë shumë të vështirë - në fund të fundit, të gjithë heliostatët (dhe ka shumë prej tyre - 1600!) duhej të pozicionoheshin në mënyrë që në çdo pozicion të diellit në qiell, asnjëri prej tyre nuk do të të jetë në hije dhe rrezja e diellit e hedhur nga secila prej tyre do të godiste pikërisht në majë të kullës, ku ndodhet bojleri me avull (prandaj është ngritur kulla kaq e lartë). Çdo heliostat është i pajisur me një pajisje të veçantë për kthimin e pasqyrës. Pasqyrat duhet të lëvizin vazhdimisht duke ndjekur diellin - në fund të fundit, ai lëviz gjatë gjithë kohës, që do të thotë se lepurushi mund të lëvizë dhe të mos bjerë në murin e bojlerit, dhe kjo do të ndikojë menjëherë në funksionimin e stacionit. Më tej e ndërlikon punën e stacionit fakti se trajektoret e heliostatëve ndryshojnë çdo ditë: Toka lëviz në orbitë dhe Dielli ndryshon paksa rrugën e tij nëpër qiell çdo ditë. Prandaj, kontrolli i lëvizjes së heliostatëve i është besuar një kompjuteri elektronik - vetëm memoria e tij pa fund është në gjendje të akomodojë trajektoret e parallogaritura të lëvizjes së të gjitha pasqyrave.

Ndërtimi i një termocentrali diellor

Nën veprimin e nxehtësisë diellore të përqendruar nga heliostatët, uji në gjeneratorin e avullit nxehet në një temperaturë prej 250 gradë dhe kthehet në avull me presion të lartë. Avulli drejton turbinën, e cila drejton gjeneratorin elektrik, dhe një rrjedhje e re energjie e lindur nga dielli derdhet në sistemin energjetik të Krimesë. Prodhimi i energjisë nuk do të ndalet nëse dielli mbulohet nga retë, madje edhe gjatë natës. Akumulatorët e nxehtësisë të instaluar në këmbët e kullës do të vijnë në shpëtim. Uji i tepërt i nxehtë në ditët me diell dërgohet në ambiente të veçanta magazinimi dhe do të përdoret kur nuk ka diell.

Fuqia e këtij termocentrali eksperimental është relativisht
i vogël - vetëm 5 mijë kilovat. Por le të kujtojmë: ky ishte kapaciteti i termocentralit të parë bërthamor, paraardhësi i industrisë së fuqishme të energjisë bërthamore. Dhe gjenerimi i energjisë nuk është aspak detyra më e rëndësishme e termocentralit të parë diellor - prandaj quhet eksperimental, sepse me ndihmën e tij shkencëtarët do të duhet të gjejnë zgjidhje për problemet shumë komplekse të funksionimit të stacioneve të tilla. Dhe ka shumë probleme të tilla. Si, për shembull, të mbrohen pasqyrat nga ndotja? Në fund të fundit, pluhuri vendoset mbi to, vija mbeten nga shirat dhe kjo do të zvogëlojë menjëherë fuqinë e stacionit. Madje doli që jo i gjithë uji është i përshtatshëm për larjen e pasqyrave. Më duhej të shpikja një njësi të veçantë larëse që monitoron pastërtinë e heliostatëve. Në stacionin eksperimental, ata kalojnë një provim për performancën e një pajisjeje për përqendrimin e dritës së diellit, pajisjen e tyre më të sofistikuar. Por udhëtimi më i gjatë fillon me hapin e parë. Ky hap drejt marrjes së sasive të konsiderueshme të energjisë elektrike me ndihmën e diellit do të bëjë të mundur krijimin e termocentralit eksperimental diellor të Krimesë.

Specialistët sovjetikë po përgatiten të ndërmarrin hapin tjetër. Është projektuar termocentrali më i madh diellor në botë me një kapacitet prej 320,000 kilovatësh. Vendi për të u zgjodh në Uzbekistan, në stepën Karshi, pranë qytetit të ri të virgjër Talimarjan. Në këtë tokë dielli shkëlqen jo më pak bujarisht sesa në Krime. Sipas parimit të funksionimit, ky stacion nuk ndryshon nga ai i Krimesë, por të gjitha objektet e tij janë shumë më të mëdha. Kaldaja do të vendoset në një lartësi prej dyqind metrash dhe një fushë heliostat do të shtrihet për shumë hektarë rreth kullës. Pasqyrat e shkëlqyera (72 mijë!), duke iu bindur sinjaleve kompjuterike, do të përqendrojnë rrezet e diellit në sipërfaqen e bojlerit, avulli i mbinxehur do të rrotullojë turbinën, gjeneratori do të japë një rrymë prej 320 mijë kilovat - kjo është tashmë shumë fuqi, dhe moti i keq i zgjatur që parandalon prodhimin e energjisë në një termocentral diellor mund të ndikojë ndjeshëm te konsumatorët. Prandaj, dizajni i stacionit parashikon gjithashtu një kazan konvencional me avull duke përdorur gaz natyror. Nëse moti me re zvarritet për një kohë të gjatë, avulli do të furnizohet në turbinë nga një kazan tjetër konvencional.

Termocentrale diellore të të njëjtit lloj po zhvillohen në vende të tjera. Në Shtetet e Bashkuara, në Kaliforninë me diell, u ndërtua termocentrali i parë diellor i tipit kullë 1 me një kapacitet prej 10,000 kilovat. Në ultësirat e Pirenejve, specialistë francezë po kryejnë kërkime në stacionin Themis me një kapacitet 2.5 mijë kilovat. Stacioni GAST me një kapacitet prej 20,000 kilovat është projektuar nga shkencëtarët gjermanoperëndimorë.

Deri më tani, energjia elektrike e gjeneruar nga rrezet e diellit është shumë më e shtrenjtë se ajo e marrë me metoda tradicionale. Shkencëtarët shpresojnë se eksperimentet që do të kryejnë në objektet dhe stacionet eksperimentale do të ndihmojnë në zgjidhjen e problemeve jo vetëm teknike, por edhe ekonomike.

Sipas përllogaritjeve, dielli duhet të ndihmojë në zgjidhjen jo vetëm të problemeve energjetike, por edhe të detyrave që epoka jonë atomike, hapësinore ka vendosur për specialistët. Për të ndërtuar anije kozmike të fuqishme, instalime të mëdha bërthamore, për të krijuar makina elektronike që kryejnë qindra miliona operacione në sekondë, të reja
materialet - super zjarrduruese, super të forta, ultra të pastra. Është shumë e vështirë për t'i marrë ato. Metodat tradicionale të metalurgjisë nuk janë të përshtatshme për këtë. Teknologjitë më të sofistikuara, të tilla si shkrirja me rreze elektronike ose rryma mikrovalore, gjithashtu nuk janë të përshtatshme. Por nxehtësia e pastër diellore mund të jetë një ndihmës i besueshëm këtu. Disa heliostatë gjatë testimit shpojnë lehtësisht një fletë të trashë alumini me rrezet e tyre të diellit. Dhe nëse vendosim disa dhjetëra heliostatë të tillë? Dhe pastaj le të godasin rrezet prej tyre pasqyrën konkave të koncentratorit? Rrezja e diellit e një pasqyre të tillë mund të shkrijë jo vetëm aluminin, por edhe pothuajse të gjitha materialet e njohura. Një furrë e veçantë shkrirjeje, ku koncentratori do të transferojë të gjithë energjinë e mbledhur diellore, do të shkëlqejë më shumë se një mijë diej.

Furra me temperaturë të lartë me një diametër pasqyre prej tre metrash.

Dielli shkrin metalin në kanaçe

Projektet dhe përparimet që kemi ndarë përdorin nxehtësinë diellore për të gjeneruar energji, e cila më pas shndërrohet në energji elektrike. Por edhe më joshëse është një mënyrë tjetër - shndërrimi i drejtpërdrejtë i energjisë diellore në energji elektrike.

Për herë të parë, një aluzion për lidhjen midis elektricitetit dhe dritës u dëgjua në shkrimet e skocezit të madh James Clerk Maxwell. Eksperimentalisht, kjo lidhje u vërtetua në eksperimentet e Heinrich Hertz, i cili në 1886-1889 tregoi se valët elektromagnetike sillen saktësisht në të njëjtën mënyrë si valët e dritës - ato përhapen në të njëjtën vijë të drejtë, duke formuar hije. Ai madje arriti të bëjë një prizëm gjigant nga dy tonë asfalt, i cili thyen valët elektromagnetike, si një prizëm xhami - dritë.

Por edhe dhjetë vjet më parë, Hertz papritur vuri re se shkarkimi midis dy elektrodave ndodh shumë më lehtë nëse këto elektroda ndriçohen me dritë ultravjollcë.

Këto eksperimente, të cilat nuk u zhvilluan në veprat e Hertz, interesuan Alexander Grigoryevich Stoletov, profesor i fizikës në Universitetin e Moskës. Në shkurt 1888, ai filloi një seri eksperimentesh që synonin studimin e fenomenit misterioz. Eksperimenti vendimtar që vërteton praninë e efektit fotoelektrik - shfaqja e një rryme elektrike nën ndikimin e dritës - u krye më 26 shkurt. Në konfigurimin eksperimental të Stoletov, një rrymë elektrike rrodhi, e krijuar nga rrezet e dritës. Në fakt, u hodh në treg fotocela e parë, e cila më pas gjeti aplikime të shumta në fusha të ndryshme të teknologjisë.

Në fillim të shekullit të 20-të, Albert Einstein krijoi teorinë e efektit fotoelektrik dhe duket se të gjitha mjetet për zotërimin e këtij burimi të energjisë u shfaqën në duart e studiuesve. U krijuan qelizat diellore me bazë seleniumin, pastaj ato më të avancuara - talium. Por ata kishin një efikasitet shumë të ulët dhe përdoreshin vetëm në pajisjet e kontrollit, si rrotullat e zakonshme në metro, në të cilat një rreze drite bllokon rrugën për turistët.

Hapi tjetër u ndërmor kur shkencëtarët studiuan në detaje vetitë fotoelektrike të gjysmëpërçuesve të zbuluar në vitet '70 të shekullit të kaluar. Doli se gjysmëpërçuesit janë shumë më efikas se metalet në shndërrimin e dritës së diellit në energji elektrike.

Akademiku Abram Fedorovich Ioffe ëndërroi të përdorte gjysmëpërçues në energjinë diellore në vitet 1930, kur B. T. Kolomiets dhe Yu. efikasiteti i kohës - 1%! Hapi tjetër në këtë drejtim të kërkimit ishte krijimi i fotocelave të silikonit. Tashmë mostrat e para të tyre kishin një efikasitet prej 6%. Duke përdorur elementë të tillë, mund të mendohej për prodhimin praktik të energjisë elektrike nga rrezet e diellit.

Bateria e parë diellore u krijua në 1953. Në fillim ishte vetëm një model demonstrimi. Një aplikim praktik nuk ishte parashikuar atëherë - fuqia e paneleve të parë diellore ishte shumë e ulët. Por ata u shfaqën në kohë, për ta u gjet shpejt një detyrë e përgjegjshme. Njerëzimi po përgatitej të dilte në hapësirë. Detyra e sigurimit të energjisë për mekanizmat dhe instrumentet e shumta të anijeve kozmike është bërë një nga prioritetet. Bateritë ekzistuese, në të cilat do të ishte e mundur të ruhej energjia elektrike, janë të papranueshme të mëdha dhe të rënda. Një pjesë e madhe e ngarkesës së anijes do të shpenzohej për transportimin e burimeve të energjisë, të cilat, për më tepër, duke u konsumuar gradualisht, së shpejti do të shndërroheshin në çakëll të rëndë të padobishëm. Gjëja më joshëse do të ishte të kishit termocentralin tuaj në bordin e anijes kozmike, mundësisht pa karburant. Nga ky këndvështrim, bateria diellore doli të ishte një pajisje shumë e përshtatshme. Shkencëtarët tërhoqën vëmendjen për këtë pajisje që në fillim të epokës së hapësirës.

Tashmë sateliti i tretë artificial i Tokës Sovjetike, i lëshuar në orbitë më 15 maj 1958, ishte i pajisur me një bateri diellore. Dhe tani, krahët e hapur, mbi të cilët ndodhen të gjithë termocentralet diellore, janë bërë pjesë integrale e dizajnit të çdo anije kozmike. Në stacionet hapësinore sovjetike "Salyut" dhe "Mir" bateritë diellore për shumë vite sigurojnë energji për sistemet e mbështetjes së jetës së astronautëve dhe instrumente të shumta shkencore të instaluara në stacion.

Stacioni automatik ndërplanetar "Vega"

Në Tokë, për fat të keq, kjo metodë e marrjes së sasive të mëdha të energjisë elektrike është një çështje e së ardhmes. Arsyet për këtë janë faktori i vogël i efikasitetit të qelizave diellore të përmendura tashmë nga ne. Llogaritjet tregojnë se për të marrë sasi të mëdha energjie, panelet diellore duhet të zënë një sipërfaqe të madhe - mijëra kilometra katrorë. Nevoja e Bashkimit Sovjetik për energji elektrike, për shembull, mund të plotësohej sot vetëm nga një bateri diellore me një sipërfaqe prej 10,000 kilometra katrorë, e vendosur në shkretëtirat e Azisë Qendrore. Sot, është pothuajse e pamundur të prodhohet një numër kaq i madh i qelizave diellore. Materialet ultra të pastra të përdorura në qelizat moderne diellore janë jashtëzakonisht të shtrenjta. Për t'i bërë ato, ju nevojiten pajisjet më të sofistikuara, përdorimi i proceseve të veçanta teknologjike. Konsideratat ekonomike dhe teknologjike ende nuk lejojnë që njeriu të llogarisë në marrjen e sasive të konsiderueshme të energjisë elektrike në këtë mënyrë. Kjo detyrë mbetet për shekullin e 21-të.

stacion diellor

Kohët e fundit, studiues sovjetikë - udhëheqës të njohur të shkencës botërore në fushën e projektimit të materialeve për fotocelat gjysmëpërçuese - kanë kryer një sërë punimesh që kanë bërë të mundur afrimin e kohës për krijimin e termocentraleve diellore. Në vitin 1984, Çmimi Shtetëror i BRSS iu dha punës së studiuesve të kryesuar nga akademiku Zh. Alferov, të cilët arritën të krijonin struktura krejtësisht të reja të materialeve gjysmëpërçuese për fotocelat. Efikasiteti i paneleve diellore të prodhuara nga materiale të reja është tashmë deri në 30%, dhe teorikisht mund të arrijë 90%! Përdorimi i fotocelave të tilla do të bëjë të mundur zvogëlimin e sipërfaqes së paneleve të termocentraleve të ardhshme diellore me dhjetëra herë. Ato mund të zvogëlohen qindra herë më shumë nëse fluksi diellor fillimisht mblidhet nga një zonë e madhe, përqendrohet dhe vetëm atëherë aplikohet në një bateri diellore. Pra, në të ardhmen e shekullit të 21-të, termocentralet diellore me fotocela mund të bëhen një burim i zakonshëm energjie. Po, dhe sot tashmë ka kuptim të marrësh energji nga panelet diellore në ato vende ku nuk ka burime të tjera energjie.

Për shembull, në shkretëtirën Karakum, një pajisje e zhvilluar nga specialistë turkmenë duke përdorur energjinë diellore u përdor për saldimin e strukturave të fermave. Në vend që të sjellin me vete cilindra të rëndë gazi të kompresuar, saldatorët mund të përdorin një valixhe të vogël e të rregullt që mban një grup diellor. Rryma e drejtpërdrejtë elektrike e gjeneruar nga rrezet e diellit përdoret për të dekompozuar kimikisht ujin në hidrogjen dhe oksigjen, të cilët futen në djegësin e një makine saldimi me gaz. Ka ujë dhe diell në Karakum pranë çdo pusi, kështu që cilindrat e rëndë që nuk janë të lehtë për t'u bartur nëpër shkretëtirë janë bërë të panevojshëm.

Një termocentral i madh diellor me një kapacitet prej rreth 300 kilovat është duke u krijuar në aeroportin e qytetit të Phoenix në shtetin amerikan të Arizonës. Energjia diellore do të shndërrohet në energji elektrike nga një bateri diellore e përbërë nga 7200 qeliza diellore. Në të njëjtin shtet funksionon një nga sistemet më të mëdha të ujitjes në botë, pompat e të cilit përdorin energjinë e diellit, të shndërruar në energji elektrike nga qelizat fotovoltaike. Pompat diellore funksionojnë gjithashtu në Niger, Mali dhe Senegal. Panele të mëdha diellore pompojnë motorë që nxjerrin ujin e freskët të nevojshëm në këto zona të shkretëtirës nga deti i gjerë nëntokësor nën rërë.

Një qytet i tërë miqësor ndaj mjedisit, të gjitha nevojat për energji të të cilit do të plotësohen nga burime të rinovueshme, po ndërtohet në Brazil. Ngrohësit diellorë të ujit do të vendosen në çatitë e shtëpive të këtij vendbanimi të pazakontë. Katër turbina me erë do të furnizojnë gjeneratorë me një kapacitet prej 20 kilovat secila. Në ditë të qeta, energjia elektrike do të vijë nga një pallat që ndodhet në qendër të qytetit. Çatia dhe muret e saj janë panele diellore. Nëse nuk ka as erë, as diell, energjia do të vijë nga gjeneratorët e zakonshëm me motorë me djegie të brendshme, por edhe të veçantë - jo benzina apo naftë, por alkooli, i cili nuk prodhon emetime të dëmshme, do të shërbejë si lëndë djegëse për ta.

Panelet diellore po hyjnë gradualisht në jetën tonë të përditshme. Askush nuk është i befasuar nga shfaqja në dyqane e mikrokalkulatorëve që punojnë pa bateri. Burimi i energjisë për ta është një bateri e vogël diellore e montuar në kapakun e pajisjes. Zëvendësoni burimet e tjera të energjisë me një bateri miniaturë diellore dhe në orët elektronike, radiot dhe magnetofonat. Ka radiotelefonë diellorë përgjatë rrugëve në shkretëtirën e Saharasë. Qyteti peruan i Tiruntamit u bë pronar i një rrjeti të tërë radiotelefonik të mundësuar nga panelet diellore. Ekspertët japonezë kanë projektuar një bateri diellore, e cila për nga madhësia dhe forma i ngjan një pllake të zakonshme. Nëse një shtëpi është e mbuluar me pllaka të tilla diellore, atëherë do të ketë energji elektrike të mjaftueshme për të plotësuar nevojat e banorëve të saj. E vërtetë, është ende e paqartë se si do t'ia dalin gjatë periudhave të reshjeve të borës, shiut dhe mjegullës? Me sa duket, nuk do të jetë e mundur të bëhet pa instalime elektrike tradicionale.

Jashtë konkurrencës, panelet diellore gjenden aty ku ka shumë ditë me diell, dhe nuk ka burime të tjera energjie. Për shembull, sinjalizuesit nga Kazakistani instaluan dy stacione transmetuese radio midis Alma-Ata dhe qytetit të Shevchenko në Mangyshlak për të transmetuar programe televizive. Por mos vendosni një linjë elektrike për t'i furnizuar ata. Bateritë diellore, të cilat sigurohen në ditët me diell, ndihmuan, dhe ka shumë prej tyre në Mangyshlak - ka energji të mjaftueshme për të fuqizuar marrësin dhe transmetuesin.

Një roje e mirë për kafshët që kullosin është një tel i hollë përmes të cilit kalon një rrymë elektrike e dobët. Por kullotat zakonisht ndodhen larg linjave të energjisë. Inxhinierët francezë sugjeruan një rrugëdalje. Ata kanë zhvilluar një gardh të pavarur që mundësohet nga një panel diellor. Një panel diellor që peshon vetëm një kilogram e gjysmë i siguron energji një gjeneratori elektronik, i cili dërgon pulse të rrymës së tensionit të lartë në një gardh të ngjashëm, të sigurt, por mjaft të ndjeshëm për kafshët. Një bateri e tillë mjafton për të ndërtuar një gardh 50 kilometra të gjatë.

Të apasionuarit pas energjisë diellore kanë propozuar shumë modele ekzotike të automjeteve që bëjnë pa karburant tradicional. Dizajnerët meksikanë kanë zhvilluar një makinë elektrike të mundësuar nga panele diellore. Sipas llogaritjeve të tyre, kur udhëton në distanca të shkurtra, kjo makinë elektrike do të mund të arrijë shpejtësi deri në 40 kilometra në orë. Rekordi botëror i shpejtësisë për një makinë diellore - 50 kilometra në orë - pritet të vendoset nga projektues nga Gjermania.

Por inxhinieri australian Hans Tolstrup e quajti makinën e tij diellore "Më në heshtje - do të vazhdoni". Dizajni i tij është jashtëzakonisht i thjeshtë: një kornizë çeliku me tuba, mbi të cilën janë montuar rrotat dhe frenat nga një biçikletë garash. Trupi i makinës është prej tekstil me fije qelqi dhe i ngjan një vaske të zakonshme me dritare të vogla. Nga lart, e gjithë kjo strukturë është e mbuluar me një çati të sheshtë, mbi të cilën janë fiksuar 720 qeliza fotovoltaike silikoni. Rryma prej tyre derdhet në një motor elektrik me fuqi 0,7 kilovat. Udhëtarët (dhe përveç projektuesit, inxhinierit dhe shoferit të garave Larry Perkins morën pjesë në vrapim) i vendosën vetes detyrën të kalonin Australinë nga Oqeani Indian në Paqësor (kjo është 4130 kilometra!) në jo më shumë se 20 ditë. Në fillim të vitit 1983, një ekuipazh i pazakontë u nis nga qyteti i Perthit për të përfunduar në Sydney. Nuk mund të thuhet se udhëtimi ishte veçanërisht i këndshëm. Në mes të verës australiane, temperatura në kabinë u rrit në 50 gradë. Dizajnerët kursyen çdo kilogram të peshës së makinës dhe për këtë arsye braktisën sustat, të cilat në asnjë mënyrë nuk kontribuan në rehati. Gjatë rrugës, ata nuk donin të ndaleshin edhe një herë (në fund të fundit, udhëtimi nuk duhej të zgjaste më shumë se 20 ditë), dhe ishte e pamundur të përdoreshin komunikimet radio për shkak të zhurmës së fortë të motorit. Prandaj, kalorësit duhej të shkruanin shënime për grupin e shoqërimit dhe t'i hidhnin në rrugë. E megjithatë, pavarësisht vështirësive, makina diellore po lëvizte vazhdimisht drejt qëllimit, duke qenë në rrugë 11 orë në ditë. Shpejtësia mesatare e makinës ishte 25 kilometra në orë. Pra, ngadalë por me siguri, makina diellore kapërceu pjesën më të vështirë të rrugës - Gama e Madhe Ndarëse, dhe në fund të kontrollit njëzet ditësh përfundoi solemnisht në Sidnei. Këtu udhëtarët derdhën ujë në Oqeanin Paqësor, të marrë prej tyre në fillim të udhëtimit të tyre nga Indiani. "Energjia diellore ka lidhur dy oqeane," u thanë ata gazetarëve të shumtë të pranishëm.

Dy vjet më vonë, një miting i pazakontë u zhvillua në Alpet zvicerane. 58 makina u nisën në nisje, motorët e të cilave u vunë në lëvizje nga energjia e marrë nga panelet diellore. Për pesë ditë, ekuipazhet e modeleve më të çuditshme duhej të kapërcenin 368 kilometra përgjatë rrugëve malore alpine - nga Konstanca në Liqenin e Gjenevës. Rezultati më i mirë u tregua nga makina diellore Solar Silver Arrow, e ndërtuar bashkërisht nga kompania gjermanoperëndimore Mercedes-Benz dhe zvicerane Alfa-Real. Në pamje, makina fituese mbi të gjitha i ngjan një brumbulli të madh me krahë të gjerë. Këto krahë përmbajnë 432 qeliza diellore që fuqizojnë një bateri argjendi-zink. Nga kjo bateri, energjia furnizohet në dy motorë elektrikë që rrotullojnë rrotat e makinës. Por kjo ndodh vetëm në mot me re ose gjatë vozitjes në një tunel. Kur dielli shkëlqen, rryma nga qelizat diellore rrjedh drejtpërdrejt në motorët elektrikë. Ndonjëherë, shpejtësia e fituesit arrinte 80 kilometra në orë.

Detari japonez Kenichi Horie u bë personi i parë që lundroi vetëm nëpër Paqësor me një anije me energji diellore. Nuk kishte burime të tjera energjie në varkë. Dielli e ndihmoi lundruesin trim të kapërcejë 6000 kilometra nga Ishujt Havai në Japoni.

Amerikani L. Mauro projektoi dhe ndërtoi një aeroplan me një bateri prej 500 qelizash diellore në sipërfaqen e krahëve të tij. Energjia elektrike e prodhuar nga kjo bateri vë në lëvizje një motor elektrik me fuqi dy kilovat e gjysmë, me ndihmën e të cilit ishte ende e mundur të bëhej një fluturim, megjithëse jo shumë i gjatë. Anglezi Alan Friedman projektoi një biçikletë pa pedale. Funksionohet nga energjia elektrike nga bateritë e ngarkuara nga një panel diellor i montuar në timon. Energjia elektrike “solare” e ruajtur në bateri është e mjaftueshme për të përzënë rreth 50 kilometra me një shpejtësi prej 25 kilometrash në orë. Ka projekte të balonave diellore dhe aeroplanëve. Të gjitha këto projekte janë ende teknikisht ekzotike - dendësia e energjisë diellore është shumë e ulët, zonat e kërkuara të baterive diellore janë shumë të mëdha, gjë që mund të sigurojë energji të mjaftueshme për të zgjidhur problemet e ngurta.

Pse të mos afroheni pak me Diellin? Në fund të fundit, atje, në hapësirën e afërt, dendësia e energjisë diellore është 10-15 herë më e lartë! Pastaj, nuk ka mot të keq dhe re. Ideja e krijimit të termocentraleve diellore orbitale u paraqit nga K.E. Tsiolkovsky. Në vitin 1929, një inxhinier i ri, akademiku i ardhshëm V.P. Glushko, propozoi një projekt për një aeroplan helio-raketë duke përdorur sasi të mëdha të energjisë diellore. Në vitin 1948, profesori G.I. Babat konsideroi mundësinë e transferimit të energjisë së marrë në hapësirë ​​në Tokë duke përdorur një rreze rrezatimi mikrovalë. Në vitin 1960, inxhinieri N.A. Varvarov propozoi përdorimin e një termocentrali diellor hapësinor për të furnizuar Tokën me energji elektrike.

Suksesi i jashtëzakonshëm i astronautikës i ka përkthyer këto ide nga rangu i fantashkencës në kuadrin e zhvillimeve konkrete inxhinierike. Në Kongresin Ndërkombëtar të Astronautëve në vitin 1968, delegatë nga shumë vende e konsideruan tashmë një projekt mjaft serioz të një termocentrali të hapësirës diellore, i mbështetur nga llogaritjet e detajuara ekonomike. Menjëherë pati përkrahës të flaktë të kësaj ideje dhe jo më pak kundërshtarë të paepur.

Shumica e studiuesve besojnë se gjigantët e ardhshëm të energjisë hapësinore do të bazohen në bateritë diellore. Nëse përdorim llojet e tyre ekzistuese, atëherë sipërfaqja për marrjen e një fuqie prej 5 miliardë kilovatësh duhet të jetë 60 kilometra katrorë, dhe masa së bashku me strukturat mbajtëse duhet të jetë rreth 12 mijë tonë. Nëse llogarisim në bateritë diellore të së ardhmes, të cilat janë shumë më të lehta dhe më efikase, sipërfaqja e baterive mund të zvogëlohet me një faktor dhjetë, dhe madje edhe më shumë në masë.

Është gjithashtu e mundur të ndërtohet një termocentral i zakonshëm në orbitë, në të cilin turbina do të rrotullohet nga një rrymë gazi inert, e nxehtë fort nga rrezet e përqendruara diellore. Është zhvilluar një projekt për një termocentral të tillë hapësinor diellor, i përbërë nga 16 blloqe nga 500 mijë kilovat secili. Duket se një kolos i tillë si turbinat dhe gjeneratorët është i padobishëm të ngrihet në orbitë, dhe përveç kësaj, është e nevojshme të ndërtohet një përqendrues i madh parabolik i energjisë diellore, i cili ngroh lëngun e punës të turbinës. Por doli që graviteti specifik i një termocentrali të tillë (d.m.th., masa për 1 kilovat energji të gjeneruar) është sa gjysma e një impianti me panele diellore ekzistuese. Pra, një termocentral në hapësirë ​​nuk është një ide aq irracionale. Vërtetë, nuk duhet të pritet një ulje e ndjeshme e peshës specifike të një termocentrali, dhe përparimi në prodhimin e baterive diellore premton të zvogëlojë peshën e tyre specifike me qindra herë. Nëse kjo ndodh, atëherë avantazhi, natyrisht, do të jetë me bateritë.

Transmetimi i energjisë elektrike nga hapësira në Tokë mund të kryhet nga një rreze rrezatimi mikrovalor. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të ndërtohet një antenë transmetuese në hapësirë, dhe një antenë marrëse në Tokë. Përveç kësaj, është e nevojshme të lëshohen në hapësirë ​​pajisje që konvertojnë rrymën direkte të gjeneruar nga një bateri diellore në rrezatim mikrovalë. Diametri i antenës transmetuese duhet të jetë rreth një kilometër, dhe masa, së bashku me konvertuesit, duhet të jetë disa mijëra ton. Antena marrëse duhet të jetë shumë më e madhe (në fund të fundit, rrezja e energjisë do të shpërndahet nga atmosfera). Sipërfaqja e saj duhet të jetë rreth 300 kilometra katrorë. Por problemet tokësore zgjidhen më lehtë.

Për të ndërtuar një termocentral diellor hapësinor, do të jetë e nevojshme të krijohet një flotë e tërë hapësinore me qindra raketa dhe anije të ripërdorshme. Në fund të fundit, mijëra tonë ngarkesë do të duhet të futen në orbitë. Përveç kësaj, do të nevojitet një skuadron i vogël hapësinor, i cili do të përdoret nga astronautët-instalues, riparuesit dhe inxhinierët e energjisë.

Përvoja e parë, e cila do të jetë shumë e dobishme për instaluesit e ardhshëm të termocentraleve diellore hapësinore, u mor nga kozmonautët sovjetikë.

Stacioni hapësinor Salyut-7 kishte qenë në orbitë për shumë ditë, kur u bë e qartë se fuqia e termocentralit diellor të anijes mund të mos mjaftonte për të kryer eksperimentet e shumta të konceptuara nga shkencëtarët. Në hartimin e Salyut-7, u sigurua mundësia e instalimit të baterive shtesë. Mbeti vetëm dërgimi i moduleve diellore në orbitë dhe forcimi i tyre në vendin e duhur, domethënë për të kryer operacione delikate montimi në hapësirën e jashtme. Kozmonautët sovjetikë e përballuan shkëlqyeshëm këtë detyrë më të vështirë.

Dy panele të reja diellore janë dorëzuar në orbitë

në bordin e satelitit Kosmos-1443 në pranverën e vitit 1983. Ekuipazhi i Soyuz T-9 - kozmonautët V. Lyakhov dhe A. Alexandrov - i transportoi në bordin e Salyut-7. Tani ishte koha për të punuar në hapësirë ​​të hapur.

Panele diellore shtesë u instaluan më 1 dhe 3 nëntor 1983. Puna e saktë dhe metodike e kozmonautëve në kushtet tepër të vështira të hapësirës u pa nga miliona shikues. Operacioni kompleks i montimit u krye në mënyrë të shkëlqyer. Modulet e reja rritën prodhimin e energjisë elektrike me më shumë se një herë e gjysmë.

Por edhe kjo nuk mjaftoi. Përfaqësuesit e ekuipazhit të ardhshëm të "Salyut-7" -L. Kizim dhe V. Solovyov (mjeku O. Atkov ishte në hapësirë ​​me ta) - më 18 maj 1984, panele diellore shtesë u instaluan në krahët e stacionit.

Është shumë e rëndësishme që projektuesit e ardhshëm të termocentraleve hapësinore të dinë se si kushtet e pazakonta të hapësirës - vakuumi pothuajse absolut, i ftohti i jashtëzakonshëm i hapësirës së jashtme, rrezatimi i ashpër diellor, bombardimet nga mikrometeoritët, e kështu me radhë - ndikojnë në gjendjen e materialeve. nga të cilat janë bërë panelet diellore. Ata marrin përgjigje për shumë pyetje duke ekzaminuar mostrat e dorëzuara në Tokë nga Salyut-7. Për më shumë se dy vjet, bateritë e kësaj anijeje kishin punuar në hapësirë, kur S. Savitskaya, gruaja e parë në botë që ishte dy herë në hapësirë ​​dhe bëri një shëtitje në hapësirë, ndau pjesë të paneleve diellore duke përdorur një mjet universal. Tani shkencëtarë të specialiteteve të ndryshme po i studiojnë për të përcaktuar se sa kohë mund të punojnë në hapësirë ​​pa zëvendësim.

Stacioni termik hapësinor

Vështirësitë teknike që projektuesit e termocentraleve hapësinore do të duhet të kapërcejnë janë kolosale, por thelbësisht të zgjidhshme. Një tjetër gjë është ekonomia e objekteve të tilla. Tashmë po bëhen disa vlerësime, megjithëse llogaritjet ekonomike të termocentraleve hapësinore mund të bëhen vetëm shumë afërsisht. Ndërtimi i një termocentrali hapësinor do të jetë fitimprurës vetëm kur kostoja për kilovat-orë e energjisë së prodhuar është afërsisht e njëjtë me koston e energjisë së prodhuar në Tokë. Sipas ekspertëve amerikanë, për të përmbushur këtë kusht, kostoja e një termocentrali diellor në hapësirë ​​nuk duhet të jetë më shumë se 8 miliardë dollarë. Kjo vlerë mund të arrihet nëse kostoja e një kilovat energjie të gjeneruar nga bateritë diellore reduktohet me 10 herë (krahasuar me atë ekzistuese), dhe kostoja e dërgimit të ngarkesës në orbitë me të njëjtën sasi. Dhe këto janë detyra tepër të vështira. Me sa duket, në dekadat e ardhshme, nuk ka gjasa të jemi në gjendje të përdorim energjinë elektrike hapësinore.

Por në listën e rezervave të njerëzimit, ky burim energjie sigurisht që do të renditet në një nga vendet e para.

Ministria e Arsimit e Republikës së Bjellorusisë

institucion arsimor

"Universiteti Pedagogjik Shtetëror Bjellorusian me emrin Maxim Tank"

Departamenti i Fizikës së Përgjithshme dhe Teorike

Lëndë në Fizikën e Përgjithshme

Energjia diellore dhe perspektivat e përdorimit të saj

Nxënësit e 321 grupeve

Fakulteti i Fizikës

Leshkevich Svetlana Valerievna

Këshilltar shkencor:

Fedorkov Cheslav Mikhailovich

Minsk, 2009


Prezantimi

1. Informacion i përgjithshëm për diellin

2. Dielli është burim energjie

2.1 Hulumtimi i energjisë diellore

2.2 Potenciali i energjisë diellore

3. Përdorimi i energjisë diellore

3.1 Përdorimi pasiv i energjisë diellore

3.2 Përdorimi aktiv i energjisë diellore

3.2.1 Kolektorët diellorë dhe llojet e tyre

3.2.2 Sistemet diellore

3.2.3 Termocentralet diellore

3.3 Sistemet fotovoltaike

4. Arkitektura diellore

konkluzioni

Lista e burimeve të përdorura


Prezantimi

Dielli luan një rol të jashtëzakonshëm në jetën e Tokës. E gjithë bota organike e planetit tonë ia detyron ekzistencën e saj Diellit. Dielli nuk është vetëm një burim drite dhe nxehtësie, por edhe burim origjinal i shumë llojeve të tjera të energjisë (energjia e naftës, qymyrit, ujit, erës).

Që nga shfaqja në tokë, njeriu filloi të përdorë energjinë e diellit. Sipas të dhënave arkeologjike, dihet se për banim preferoheshin vendet e qeta, të mbyllura nga erërat e ftohta dhe të hapura ndaj rrezeve të diellit.

Ndoshta sistemi i parë diellor i njohur mund të konsiderohet statuja e Amenhotep III, që daton në shekullin e 15 para Krishtit. Brenda statujës kishte një sistem dhomash ajri dhe uji, të cilat nën rrezet e diellit vënë në lëvizje një instrument muzikor të fshehur. Në Greqinë e lashtë ata adhuronin Helios. Emri i këtij zoti sot formoi bazën e shumë termave që lidhen me energjinë diellore.

Problemi i sigurimit të energjisë elektrike për shumë sektorë të ekonomisë botërore, nevojat vazhdimisht në rritje të popullsisë së botës tani po bëhen gjithnjë e më urgjente.

1. Informacion i përgjithshëm për Diellin

Dielli është trupi qendror i Sistemit Diellor, një top i nxehtë plazma, një yll tipik xhuxh G2.

Karakteristikat e Diellit

1. Masa MS ~2*1023 kg

2. RS ~629 mijë km

3. V \u003d 1,41 * 1027 m3, që është pothuajse 1300 mijë herë më i madh se vëllimi i Tokës,

4. dendësia mesatare 1.41*103 kg/m3,

5. shkëlqimi LS =3.86*1023 kW,

6. Temperatura efektive e sipërfaqes (fotosfera) 5780 K,

7. Periudha e rrotullimit (sinodike) varion nga 27 ditë në ekuator deri në 32 ditë. në pole

8. Nxitimi i rënies së lirë 274 m/s2 (me një nxitim kaq të madh të gravitetit, një person me peshë 60 kg do të peshonte më shumë se 1.5 ton).

Struktura e Diellit

Në pjesën qendrore të Diellit ka një burim të energjisë së tij, ose, në mënyrë figurative, ajo "soba" që e ngroh dhe nuk e lejon të ftohet. Kjo zonë quhet bërthamë (shih Fig. 1). Në bërthamë, ku temperatura arrin 15 MK, lirohet energji. Bërthama ka një rreze jo më shumë se një të katërtën e rrezes totale të Diellit. Megjithatë, gjysma e masës diellore është e përqendruar në vëllimin e saj dhe pothuajse e gjithë energjia që mbështet shkëlqimin e Diellit çlirohet.

Menjëherë rreth bërthamës, fillon një zonë e transferimit të energjisë rrezatuese, ku ajo përhapet përmes thithjes dhe emetimit të pjesëve të dritës nga materia - kuantet. Duhet një kohë shumë e gjatë që një kuant të depërtojë përmes lëndës së dendur diellore në pjesën e jashtme. Pra, nëse "soba" brenda Diellit do të fiket papritmas, atëherë ne do ta dinim për të vetëm miliona vjet më vonë.


Oriz. 1 Struktura e Diellit

Gjatë rrugës përmes shtresave të brendshme diellore, rrjedha e energjisë ndeshet me një rajon ku tejdukshmëria e gazit rritet shumë. Kjo është zona konvektive e Diellit. Këtu, energjia nuk transferohet më nga rrezatimi, por nga konvekcioni. Zona konvektive fillon afërsisht në një distancë prej 0,7 rreze nga qendra dhe shtrihet pothuajse në sipërfaqen më të dukshme të Diellit (fotosferë), ku transferimi i fluksit kryesor të energjisë përsëri bëhet rrezatues.

Fotosfera është sipërfaqja rrezatuese e Diellit, e cila ka një strukturë kokrrizore të quajtur granulim. Çdo "kokërr" e tillë është pothuajse e madhësisë së Gjermanisë dhe është një rrjedhë e lëndës së nxehtë që ka dalë në sipërfaqe. Në fotosferë, shpesh mund të shihen zona relativisht të vogla të errëta - njolla dielli. Ato janë 1500˚С më të ftohta se fotosfera që i rrethon, temperatura e së cilës arrin 5800˚С. Për shkak të ndryshimit të temperaturës me fotosferën, këto njolla duken plotësisht të zeza kur shikohen përmes teleskopit. Mbi fotosferën është shtresa tjetër, më e rrallë, e quajtur kromosfera, domethënë "sfera e ngjyrosur". Kromosfera mori emrin e saj për shkak të ngjyrës së saj të kuqe. Dhe, së fundi, sipër saj është një pjesë shumë e nxehtë, por edhe jashtëzakonisht e rrallë e atmosferës diellore - korona.

2. Dielli është burim energjie

Dielli ynë është një top i madh ndriçues gazi, brenda të cilit zhvillohen procese komplekse dhe si rezultat, energjia çlirohet vazhdimisht. Energjia e Diellit është burimi i jetës në planetin tonë. Dielli ngroh atmosferën dhe sipërfaqen e tokës. Falë energjisë diellore, fryjnë erërat, cikli i ujit kryhet në natyrë, detet dhe oqeanet nxehen, bimët zhvillohen, kafshët kanë ushqim. Është falë rrezatimit diellor që karburantet fosile ekzistojnë në Tokë. Energjia diellore mund të shndërrohet në nxehtësi ose të ftohtë, forcë lëvizëse dhe energji elektrike.

Dielli avullon ujin nga oqeanet, detet, nga sipërfaqja e tokës. Ai e kthen këtë lagështi në pika uji, duke formuar re dhe mjegull, dhe më pas bën që ajo të bjerë përsëri në Tokë në formën e shiut, borës, vesës ose ngricës, duke krijuar kështu një cikël gjigant lagështie në atmosferë.

Energjia diellore është burimi i qarkullimit të përgjithshëm të atmosferës dhe qarkullimit të ujit në oqeane. Ai, si të thuash, krijon një sistem gjigant të ngrohjes së ujit dhe ajrit të planetit tonë, duke rishpërndarë nxehtësinë mbi sipërfaqen e tokës.

Drita e diellit, që bie mbi bimë, shkakton procesin e fotosintezës në të, përcakton rritjen dhe zhvillimin e bimëve; duke rënë në tokë, shndërrohet në nxehtësi, e ngroh atë, formon klimën e tokës, duke i dhënë gjallëri farave të bimëve, mikroorganizmave dhe gjallesave që ndodhen në tokë, të cilat pa këtë nxehtësi do të ishin në gjendje anabioze (letargji). ).

Dielli rrezaton një sasi të madhe energjie - afërsisht 1.1x1020 kWh në sekondë. Një kilovat orë është sasia e energjisë e nevojshme për të ndezur një llambë inkandeshente 100 vat për 10 orë. Atmosfera e jashtme e Tokës kap përafërsisht një të miliontën e energjisë së emetuar nga Dielli, ose afërsisht 1500 kuadrilion (1,5 x 1018) kWh në vit. Megjithatë, vetëm 47% e të gjithë energjisë, ose afërsisht 700 kuadrilion (7 x 1017) kWh, arrin në sipërfaqen e Tokës. 30% e mbetur e energjisë diellore reflektohet përsëri në hapësirë, rreth 23% avullojnë ujin, 1% e energjisë vjen nga valët dhe rrymat dhe 0.01% nga formimi i fotosintezës në natyrë.

2.1 Hulumtimi i energjisë diellore

Pse dielli shkëlqen dhe nuk ftohet për miliarda vjet? Çfarë "karburanti" i jep atij energji? Shkencëtarët kanë kërkuar përgjigje për këtë pyetje me shekuj dhe vetëm në fillim të shekullit të 20-të u gjet zgjidhja e duhur. Tani dihet se, si yjet e tjerë, ai shkëlqen për shkak të reaksioneve termonukleare që ndodhin në thellësitë e tij.

Nëse bërthamat e atomeve të elementeve të lehta bashkohen në bërthamën e një atomi të një elementi më të rëndë, atëherë masa e të riut do të jetë më e vogël se masa totale e atyre nga të cilat është formuar. Pjesa tjetër e masës shndërrohet në energji, e cila bartet nga grimcat e lëshuara gjatë reaksionit. Kjo energji pothuajse tërësisht shndërrohet në nxehtësi. Një reagim i tillë i sintezës së bërthamave atomike mund të ndodhë vetëm në presion shumë të lartë dhe temperatura mbi 10 milion gradë. Prandaj quhet termonuklear.

Substanca kryesore që përbën Diellin është hidrogjeni, ai përbën rreth 71% të masës totale të yllit. Pothuajse 27% i përket heliumit dhe 2% e mbetur elementëve më të rëndë si karboni, azoti, oksigjeni dhe metalet. "Karburanti" kryesor i Diellit është hidrogjeni. Nga katër atome hidrogjeni, si rezultat i një zinxhiri transformimesh, formohet një atom helium. Dhe nga çdo gram hidrogjen i përfshirë në reaksion, lirohet 6x1011 J energji! Në Tokë, kjo sasi energjie do të mjaftonte për të ngrohur 1000 m3 ujë nga një temperaturë prej 0º C deri në pikën e vlimit.

2.2 Potenciali i energjisë diellore

Dielli na siguron 10,000 herë më shumë energji falas sesa përdoret në të gjithë botën. Vetëm tregu tregtar global blen dhe shet pak më pak se 85 trilion (8.5 x 1013) kWh energji në vit. Meqenëse është e pamundur të ndiqet i gjithë procesi, nuk është e mundur të thuhet me siguri se sa energji jo-komerciale konsumojnë njerëzit (për shembull, sa dru dhe pleh është mbledhur dhe djegur, sa ujë përdoret për të prodhuar mekanike ose elektrike energji). Disa ekspertë vlerësojnë se një energji e tillë jokomerciale përbën një të pestën e të gjithë energjisë së përdorur. Por edhe nëse kjo është e vërtetë, atëherë energjia totale e konsumuar nga njerëzimi gjatë vitit është vetëm afërsisht një e shtatë e mijëta e energjisë diellore që godet sipërfaqen e Tokës në të njëjtën periudhë.

Në vendet e zhvilluara, si SHBA, konsumi i energjisë është afërsisht 25 trilion (2,5 x 1013) kWh në vit, që korrespondon me më shumë se 260 kWh për person në ditë. Kjo është e barabartë me funksionimin e më shumë se 100 llambave inkandeshente 100W në ditë për një ditë të plotë. Qytetari mesatar amerikan konsumon 33 herë më shumë energji se një indian, 13 herë më shumë se një kinez, dy herë e gjysmë më shumë se një japonez dhe dy herë më shumë se një suedez.

3. Përdorimi i energjisë diellore

Rrezatimi diellor mund të shndërrohet në energji të dobishme duke përdorur të ashtuquajturat sisteme diellore aktive dhe pasive. Sistemet pasive fitohen nga projektimi i ndërtesave dhe përzgjedhja e materialeve të ndërtimit në mënyrë të tillë që të maksimizojnë përdorimin e energjisë diellore. Kolektorët diellorë janë sisteme diellore aktive. Sistemet fotovoltaike gjithashtu janë duke u zhvilluar - këto janë sisteme që shndërrojnë rrezatimin diellor drejtpërdrejt në energji elektrike.

Energjia diellore gjithashtu shndërrohet në energji të dobishme në mënyrë indirekte duke u shndërruar në forma të tjera të energjisë, si biomasa, energjia e erës ose e ujit. Energjia e Diellit "kontrollon" motin në Tokë. Një pjesë e madhe e rrezatimit diellor thithet nga oqeanet dhe detet, uji në të cilin nxehet, avullohet dhe bie në tokë në formën e shiut, duke "ushqyer" hidrocentralet. Era e kërkuar nga turbinat e erës formohet për shkak të ngrohjes jo uniforme të ajrit. Një kategori tjetër e burimeve të rinovueshme të energjisë që rrjedhin nga energjia diellore është biomasa. Bimët jeshile thithin rrezet e diellit, si rezultat i fotosintezës, në to formohen substanca organike, nga të cilat më pas mund të merret nxehtësia dhe energjia elektrike. Kështu, energjia e erës, ujit dhe biomasës është një derivat i energjisë diellore.

Energjia është forca lëvizëse e çdo prodhimi. Fakti që njeriu kishte në dispozicion një sasi të madhe energjie relativisht të lirë, kontribuoi shumë në industrializimin dhe zhvillimin e shoqërisë.

3.1 Përdorimi pasiv i energjisë diellore

termocentrali i energjisë diellore

Ndërtesat pasive diellore janë ato të projektuara për të marrë parasysh kushtet lokale klimatike sa më shumë që të jetë e mundur, dhe aty ku teknologjitë dhe materialet e përshtatshme përdoren për ngrohjen, ftohjen dhe ndriçimin e ndërtesës duke përdorur energjinë diellore. Këto përfshijnë teknikat dhe materialet tradicionale të ndërtimit si izolimi, dyshemetë e forta dhe dritaret me pamje nga jugu. Banesa të tilla mund të ndërtohen në disa raste pa kosto shtesë. Në raste të tjera, kostot shtesë të shkaktuara gjatë ndërtimit mund të kompensohen nga kosto më të ulëta të energjisë. Ndërtesat pasive diellore janë miqësore me mjedisin, ato kontribuojnë në krijimin e pavarësisë energjetike dhe një të ardhmeje të balancuar energjetike.

Në një sistem diellor pasiv, vetë struktura e ndërtesës vepron si një kolektor i rrezatimit diellor. Ky përkufizim korrespondon me shumicën e sistemeve më të thjeshta ku nxehtësia ruhet në një ndërtesë përmes mureve, tavaneve ose dyshemeve të saj. Ekzistojnë gjithashtu sisteme ku elementë të veçantë për akumulimin e nxehtësisë ndërtohen në strukturën e ndërtesës (për shembull, kuti me gurë ose rezervuarë ose shishe të mbushura me ujë). Sisteme të tilla klasifikohen gjithashtu si diellore pasive.

3.2 Përdorimi aktiv i energjisë diellore

Përdorimi aktiv i energjisë diellore kryhet me ndihmën e kolektorëve diellorë dhe sistemeve diellore.

3.2.1 Kolektorët diellorë dhe llojet e tyre

Baza e shumë sistemeve të energjisë diellore është përdorimi i kolektorëve diellorë. Kolektori thith energjinë e dritës nga dielli dhe e shndërron atë në nxehtësi, e cila transferohet në një ftohës (lëng ose ajër) dhe më pas përdoret për ngrohjen e ndërtesave, ngrohjen e ujit, prodhimin e energjisë elektrike, tharjen e produkteve bujqësore ose gatimin e ushqimit. Kolektorët diellorë mund të përdoren pothuajse në të gjitha proceset që përdorin nxehtësinë.

Teknologjia e prodhimit të kolektorëve diellorë arriti pothuajse nivelin modern në vitin 1908, kur William Bailey i kompanisë amerikane Carnegie Steel shpiku një kolektor me një shtresë të izoluar nga nxehtësia dhe tuba bakri. Ky koleksionist ishte shumë i ngjashëm me sistemin modern termosifoni. Deri në fund të Luftës së Parë Botërore, Bailey kishte shitur 4,000 nga këta koleksionistë dhe biznesmeni nga Florida që bleu patentën prej tij shiti pothuajse 60,000 koleksionistë deri në vitin 1941.

Një kolektor tipik diellor ruan energjinë diellore në module tubash dhe pllakash metalike të montuara në çatinë e një ndërtese, të lyer me ngjyrë të zezë për thithjen maksimale të rrezatimit. Ata janë të mbështjellë në xhami ose plastikë dhe të anuar në jug për të kapur rrezet maksimale të diellit. Kështu, kolektori është një serë miniaturë që grumbullon nxehtësi nën një panel xhami. Meqenëse rrezatimi diellor shpërndahet në sipërfaqe, kolektori duhet të ketë një sipërfaqe të madhe.

Ka kolektorë diellorë të madhësive dhe dizajneve të ndryshme në varësi të aplikimit të tyre. Ato mund t'u ofrojnë familjeve ujë të nxehtë për larje, larje dhe gatim, ose mund të përdoren për të ngrohur paraprakisht ujin për ngrohësit ekzistues të ujit. Aktualisht, tregu ofron shumë modele të ndryshme koleksionistësh.

Kolektor i integruar

Lloji më i thjeshtë i kolektorit diellor është një "kapacitiv" ose "kolektor termosifon", i cili mori këtë emër sepse kolektori është gjithashtu një rezervuar për ruajtjen e nxehtësisë në të cilin nxehet dhe ruhet një pjesë "një herë" e ujit. Kolektorë të tillë përdoren për të ngrohur paraprakisht ujin, i cili më pas nxehet në temperaturën e dëshiruar në instalimet tradicionale, siç janë ngrohësit e ujit me gaz. Në kushte shtëpiake, uji i ngrohur paraprakisht hyn në rezervuarin e magazinimit. Kjo zvogëlon konsumin e energjisë për ngrohjen e tij të mëvonshme. Një kolektor i tillë është një alternativë e lirë për një sistem aktiv të ngrohjes diellore të ujit, duke mos përdorur pjesë lëvizëse (pompa), që kërkojnë mirëmbajtje minimale, me kosto operative zero.

Koleksionistë të sheshtë

Kolektorët me pllaka të sheshta janë lloji më i zakonshëm i kolektorëve diellorë që përdoren në sistemet e ngrohjes dhe ngrohjes së ujit të brendshëm. Në mënyrë tipike, ky kolektor është një kuti metalike e izoluar nga nxehtësia me kapak qelqi ose plastik, në të cilën vendoset një pllakë thithëse (thithëse) me ngjyrë të zezë. Lustrimi mund të jetë transparent ose mat. Koleksionistët me pllaka të sheshta zakonisht përdorin xhami të mbuluar me brymë, vetëm me dritë, me përmbajtje të ulët hekuri (i cili lejon të kalojë pjesën më të madhe të dritës së diellit që hyn në kolektor). Rrezet e diellit godasin pllakën marrëse të nxehtësisë dhe falë xhamit, humbja e nxehtësisë zvogëlohet. Muret e poshtme dhe anësore të kolektorit janë të mbuluara me një material izolues të nxehtësisë, i cili redukton më tej humbjet e nxehtësisë.

Kolektorët me pllaka të sheshta ndahen në lëng dhe ajër. Të dy llojet e kolektorëve janë me xham ose pa xham.

Kolektorë vakum tubular diellor

Kolektorët diellorë tradicionalë të thjeshtë me pllaka të sheshta janë projektuar për përdorim në rajone me klimë të ngrohtë me diell. Ata humbasin në mënyrë dramatike efektivitetin e tyre në ditët e pafavorshme - në mot të ftohtë, me re dhe me erë. Për më tepër, kondensimi dhe lagështia e shkaktuar nga moti do të shkaktojnë konsumim të parakohshëm të materialeve të brendshme, gjë që nga ana tjetër do të çojë në degradim dhe dështim të sistemit. Këto mangësi eliminohen duke përdorur kolektorë të evakuuar.

Kolektorët me vakum ngrohin ujin e shtëpisë ku nevojitet ujë me temperaturë më të lartë. Rrezatimi diellor kalon nëpër tubin e jashtëm të qelqit, godet tubin absorbues dhe shndërrohet në nxehtësi. Ai transmetohet nga lëngu që rrjedh nëpër tub. Kolektori përbëhet nga disa rreshta tubash xhami paralelë, në secilën prej të cilëve është ngjitur një absorbues tubular (në vend të një pllake absorbuese në kolektorët me pllaka të sheshta) me një shtresë selektive. Lëngu i nxehtë qarkullon nëpër shkëmbyesin e nxehtësisë dhe i jep nxehtësi ujit që gjendet në rezervuarin e magazinimit.

Vakuumi në tubin e qelqit është izolimi termik më i mirë i mundshëm për kolektorin - zvogëlon humbjen e nxehtësisë dhe mbron absorbuesin dhe tubin e nxehtësisë nga ndikimet e jashtme negative. Rezultati është një performancë e shkëlqyer që tejkalon çdo lloj tjetër kolektori diellor.

Fokusimi i koleksionistëve

Kolektorët e fokusuar (përqendruesit) përdorin sipërfaqet e pasqyrës për të përqendruar energjinë diellore në një amortizues, i quajtur gjithashtu "heatsinker". Ata arrijnë temperatura shumë më të larta se kolektorët me pllaka të sheshta, por mund të përqendrojnë vetëm rrezatimin e drejtpërdrejtë diellor, duke rezultuar në performancë të dobët në mot me mjegull ose me re. Sipërfaqja e pasqyrës fokuson dritën e diellit të reflektuar nga një sipërfaqe e madhe në një sipërfaqe më të vogël të absorbuesit, duke arritur kështu një temperaturë të lartë. Në disa modele, rrezatimi diellor është i përqendruar në një pikë qendrore, ndërsa në të tjera, rrezet e diellit janë të përqendruara përgjatë një linje të hollë fokale. Marrësi ndodhet në pikën qendrore ose përgjatë vijës fokale. Lëngu i transferimit të nxehtësisë kalon përmes marrësit dhe thith nxehtësinë. Të tillë kolektorë-përqendrues janë më të përshtatshëm për rajone me izolim të lartë - afër ekuatorit dhe në zonat e shkretëtirës.

Ka kolektorë diellorë të tjerë të lirë teknologjikisht të thjeshtë për një qëllim të ngushtë - furrat diellore (për gatim) dhe distilues diellorë, të cilët ju lejojnë të merrni ujë të distiluar me çmim të ulët nga pothuajse çdo burim.

furrat diellore

Ato janë të lira dhe të lehta për t'u bërë. Ato përbëhen nga një kuti e gjerë, e izoluar mirë e veshur me material reflektues (si p.sh. petë), e mbuluar me xham dhe e pajisur me një reflektor të jashtëm. Tava e zezë shërben si një absorbues, duke nxehur më shpejt se enët e zakonshme të gatimit prej alumini ose çeliku inoks. Furrat diellore mund të përdoren për të dezinfektuar ujin duke e vënë atë në valë.

Ka furra diellore me kuti dhe pasqyre (me reflektor).

distilues diellor

Strehimoret diellore ofrojnë ujë të distiluar të lirë, madje edhe uji i kripur ose shumë i ndotur mund të përdoret si burim. Ato bazohen në parimin e avullimit të ujit nga një enë e hapur. Distilleri diellor përdor energjinë e diellit për të shpejtuar këtë proces. Ai përbëhet nga një enë me izolim termik me xham me ngjyrë të errët, e cila është e anuar në mënyrë që uji i freskët i kondensuar të derdhet në një enë të veçantë. Një distilues i vogël diellor - afërsisht sa një sobë kuzhine - mund të prodhojë deri në dhjetë litra ujë të distiluar në një ditë me diell.

3.2.2 Sistemet diellore

Sistemet diellore të ujit të nxehtë

Uji i nxehtë është lloji më i zakonshëm i aplikimit të drejtpërdrejtë të energjisë diellore. Një instalim tipik përbëhet nga një ose më shumë kolektorë në të cilët lëngu nxehet nga dielli, si dhe një rezervuar depozitimi për ujin e nxehtë të ngrohur nga lëngu i transferimit të nxehtësisë. Edhe në rajone me rrezatim diellor relativisht të vogël, si Evropa Veriore, një sistem diellor mund të sigurojë 50-70% të kërkesës për ujë të nxehtë. Është e pamundur të marrësh më shumë, përveç ndoshta me ndihmën e rregullimit sezonal. Në Evropën Jugore, një kolektor diellor mund të sigurojë 70-90% të ujit të nxehtë të konsumuar. Ngrohja e ujit me ndihmën e energjisë diellore është një mënyrë shumë praktike dhe ekonomike. Ndërsa sistemet fotovoltaike arrijnë efikasitet 10-15%, sistemet diellore termike tregojnë efikasitet 50-90%. Në kombinim me stufat me dru, kërkesa për ujë të ngrohtë shtëpiak mund të plotësohet pothuajse gjatë gjithë vitit pa përdorimin e lëndëve djegëse fosile.

Sistemet diellore termosifone

Sistemet diellore të ngrohjes së ujit me qarkullim natyral (konvekcion) të ftohësit, të cilat përdoren në kushte të ngrohta të dimrit (në mungesë të ngricave), quhen termosifoni. Në përgjithësi, këto nuk janë sistemet më efikase të energjisë diellore, por kanë shumë përparësi për sa i përket ndërtimit të banesave. Qarkullimi termosifoni i ftohësit ndodh për shkak të një ndryshimi në densitetin e ujit me një ndryshim në temperaturën e tij. Sistemi termosifoni ndahet në tre pjesë kryesore:

kolektor i sheshtë (absorbues);

tubacionet;

· Depozita e ruajtjes së ujit të nxehtë (bojler).

Kur uji në kolektor (zakonisht i sheshtë) nxehet, ai ngrihet lart në ngritës dhe hyn në rezervuarin e magazinimit; në vend të tij, uji i ftohtë hyn në kolektor nga fundi i rezervuarit të magazinimit. Prandaj, është e nevojshme të vendosni kolektorin poshtë rezervuarit të depozitimit dhe të izoloni tubat lidhës.

Instalime të tilla janë të njohura në zonat subtropikale dhe tropikale.

Sisteme diellore për ngrohjen e ujit

Më shpesh përdoret për ngrohjen e pishinave. Megjithëse kostoja e një instalimi të tillë ndryshon në varësi të madhësisë së pishinës dhe kushteve të tjera specifike, nëse instalohen sisteme diellore për të reduktuar ose eliminuar konsumin e karburantit ose energjisë elektrike, ato do të paguajnë vetë për dy deri në katër vjet në kursim të energjisë. Për më tepër, ngrohja e pishinës ju lejon të zgjasni sezonin e notit për disa javë pa kosto shtesë.

Në shumicën e ndërtesave, nuk është e vështirë të organizoni një ngrohës diellor për pishinën. Mund të reduktohet në një çorape të thjeshtë të zezë përmes së cilës uji furnizohet në pishinë. Për pishinat e jashtme, ju duhet vetëm të instaloni një amortizues. Pishinat e brendshme kërkojnë instalimin e kolektorëve standardë për të siguruar ujë të ngrohtë edhe në dimër.

Ruajtja sezonale e nxehtësisë

Ekzistojnë gjithashtu instalime që lejojnë përdorimin e nxehtësisë së akumuluar gjatë verës nga kolektorët diellorë dhe që ruhet me ndihmën e rezervuarëve të mëdhenj të magazinimit (ruajtje sezonale) në dimër. Problemi këtu është se sasia e lëngut që nevojitet për të ngrohur një shtëpi është e krahasueshme me vëllimin e vetë shtëpisë. Përveç kësaj, ruajtja e nxehtësisë duhet të jetë shumë e izoluar. Në mënyrë që një rezervuar konvencional i magazinimit shtëpiak të mbajë pjesën më të madhe të nxehtësisë për gjysmë viti, duhet të mbështillet me një shtresë izolimi 4 metra të trashë. Prandaj, është e dobishme që kapaciteti i ruajtjes të bëhet shumë i madh. Si rezultat, raporti i sipërfaqes ndaj vëllimit zvogëlohet.

Instalime të mëdha diellore për ngrohje qendrore përdoren në Danimarkë, Suedi, Zvicër, Francë dhe SHBA. Modulet diellore janë instaluar direkt në tokë. Pa ruajtje, një instalim i tillë i ngrohjes diellore mund të mbulojë rreth 5% të kërkesës vjetore për ngrohje, pasi instalimi nuk duhet të gjenerojë më shumë se sasia minimale e nxehtësisë së konsumuar, duke përfshirë humbjet në sistemin e ngrohjes qendrore (deri në 20% gjatë transmetimit). Nëse ka ruajtje të nxehtësisë gjatë ditës gjatë natës, atëherë një instalim i ngrohjes diellore mund të mbulojë 10-12% të kërkesës për ngrohje, duke përfshirë humbjet në transmetim, dhe me ruajtjen sezonale të nxehtësisë, deri në 100%. Ekziston edhe mundësia e kombinimit të ngrohjes qendrore me kolektorë diellorë individualë. Sistemi i ngrohjes qendrore mund të fiket për verën kur furnizimi me ujë të ngrohtë sigurohet nga dielli dhe nuk ka kërkesë për ngrohje.

Energjia diellore e kombinuar me burime të tjera të rinovueshme.

Një rezultat i mirë është kombinimi i burimeve të ndryshme të rinovueshme të energjisë, për shembull, nxehtësia diellore e kombinuar me ruajtjen sezonale të nxehtësisë në formën e biomasës. Ose, nëse kërkesa e mbetur për energji është shumë e ulët, biokarburantet e lëngëta ose të gazta mund të përdoren në kombinim me kaldaja efikase përveç ngrohjes diellore.

Një kombinim interesant është ngrohja diellore dhe kaldaja me biomasë të ngurtë. Kjo zgjidh edhe problemin e ruajtjes sezonale të energjisë diellore. Përdorimi i biomasës në verë nuk është zgjidhja optimale, pasi efikasiteti i kaldajave me ngarkesë të pjesshme është i ulët, përveç kësaj, humbjet në tuba janë relativisht të larta - dhe në sisteme të vogla, djegia e drurit në verë mund të jetë e papërshtatshme. Në raste të tilla, e gjithë 100% e ngarkesës së nxehtësisë në verë mund të sigurohet nga ngrohja diellore. Në dimër, kur sasia e energjisë diellore është e papërfillshme, pothuajse e gjithë nxehtësia gjenerohet nga djegia e biomasës.

Ka shumë përvojë në Evropën Qendrore në kombinimin e ngrohjes diellore dhe djegies së biomasës për prodhimin e nxehtësisë. Në mënyrë tipike, rreth 20-30% e ngarkesës totale të nxehtësisë mbulohet nga sistemi diellor, dhe ngarkesa kryesore (70-80%) sigurohet nga biomasa. Ky kombinim mund të përdoret si në ndërtesat individuale të banimit ashtu edhe në sistemet e ngrohjes qendrore (të rrethit). Në kushtet e Evropës Qendrore, rreth 10 m3 biomasë (p.sh. dru zjarri) mjafton për të ngrohur një shtëpi private dhe një instalim diellor mund të kursejë deri në 3 m3 dru zjarri në vit.

3.2.3 Termocentralet diellore

Përveç përdorimit të drejtpërdrejtë të nxehtësisë diellore, në rajonet me nivele të larta të rrezatimit diellor, ajo mund të përdoret për të gjeneruar avull, i cili kthen një turbinë dhe gjeneron energji elektrike. Prodhimi i energjisë elektrike termike diellore në një shkallë të gjerë është mjaft konkurrues. Aplikimi industrial i kësaj teknologjie daton në vitet 1980; që atëherë, industria është zhvilluar me shpejtësi. Më shumë se 400 megavat termocentrale diellore janë instaluar tashmë nga ndërmarrjet amerikane, duke siguruar energji elektrike për 350,000 njerëz dhe duke zhvendosur ekuivalentin e 2.3 milion fuçi nafte në vit. Nëntë termocentrale të vendosura në shkretëtirën Mojave (në shtetin amerikan të Kalifornisë) kanë 354 MW kapacitet të instaluar dhe kanë akumuluar 100 vjet përvojë operimi industrial. Kjo teknologji është aq e avancuar saqë, sipas informacioneve zyrtare, mund të konkurrojë me teknologjitë tradicionale të prodhimit të energjisë në shumë pjesë të Shteteve të Bashkuara. Në rajone të tjera të botës, projektet për përdorimin e nxehtësisë diellore për të prodhuar energji elektrike gjithashtu duhet të nisin së shpejti. India, Egjipti, Maroku dhe Meksika po zhvillojnë programe përkatëse, grantet për financimin e tyre sigurohen nga Fondi Global i Mjedisit (GEF). Në Greqi, Spanjë dhe SHBA po zhvillohen projekte të reja nga prodhues të pavarur të energjisë elektrike.

Sipas metodës së prodhimit të nxehtësisë, termocentralet diellore ndahen në koncentratorë diellorë (pasqyra) dhe pellgje diellore.

koncentratorët diellorë

Termocentrale të tilla përqendrojnë energjinë diellore duke përdorur lente dhe reflektorë. Meqenëse kjo nxehtësi mund të ruhet, stacione të tilla mund të prodhojnë energji elektrike sipas nevojës, ditën ose natën, në çdo mot.

Pasqyrat e mëdha - me fokus pikë ose lineare - përqendrojnë rrezet e diellit në një masë të tillë që uji të shndërrohet në avull, ndërsa lëshon energji të mjaftueshme për të kthyer turbinën. Luz Corp. instaloi fusha të mëdha të pasqyrave të tilla në shkretëtirën e Kalifornisë. Ato prodhojnë 354 MW energji elektrike. Këto sisteme mund të shndërrojnë energjinë diellore në energji elektrike me një efikasitet prej rreth 15%.

Ekzistojnë llojet e mëposhtme të përqendruesve diellorë:

1. Përqendruesit parabolikë diellorë

2. Instalim solar i tipit pjate

3. Kullat e energjisë diellore me një marrës qendror.

pellgje diellore

As pasqyrat me fokus dhe as qelizat diellore nuk mund të gjenerojnë energji gjatë natës. Për këtë qëllim, energjia diellore e akumuluar gjatë ditës duhet të ruhet në rezervuarët e ruajtjes së nxehtësisë. Ky proces ndodh natyrshëm në të ashtuquajturat pellgje diellore.

Pellgjet diellore kanë një përqendrim të lartë të kripës në shtresat e poshtme të ujit, një shtresë të mesme jo-konvektive të ujit në të cilën përqendrimi i kripës rritet me thellësi dhe një shtresë konvektive me një përqendrim të ulët të kripës në sipërfaqe. Rrezet e diellit bien në sipërfaqen e pellgut dhe nxehtësia mbahet në shtresat e poshtme të ujit për shkak të përqendrimit të lartë të kripës. Uji me kripësi të lartë, i ngrohur nga energjia diellore e thithur nga fundi i pellgut, nuk mund të ngrihet për shkak të densitetit të lartë. Mbetet në fund të pellgut, duke u ngrohur gradualisht derisa pothuajse të vlojë (ndërsa shtresat e sipërme të ujit mbeten relativisht të ftohta). "Shëllirë" e poshtme e nxehtë përdoret ditën ose natën si burim nxehtësie, falë të cilit një turbinë e veçantë ftohës organike mund të gjenerojë energji elektrike. Shtresa e mesme e pellgut diellor vepron si izolim termik, duke parandaluar konvekcionin dhe humbjen e nxehtësisë nga fundi në sipërfaqe. Dallimi i temperaturës midis fundit dhe sipërfaqes së ujit të pellgut është i mjaftueshëm për të drejtuar gjeneratorin. Ftohësi, i kaluar përmes tubave përmes shtresës së poshtme të ujit, futet më tej në sistemin e mbyllur Rankin, në të cilin një turbinë rrotullohet për të prodhuar energji elektrike.

3.3 Sistemet fotovoltaike

Pajisjet për shndërrimin e drejtpërdrejtë të dritës ose energjisë diellore në energji elektrike quhen fotocela (në anglisht Photovoltaics, nga fotot greke - drita dhe emri i njësisë së forcës elektromotore - volt). Shndërrimi i dritës së diellit në energji elektrike ndodh në qelizat fotovoltaike të bëra nga një material gjysmëpërçues si silikoni, i cili gjeneron një rrymë elektrike kur ekspozohet ndaj dritës së diellit. Duke lidhur qelizat fotovoltaike në module, dhe ato, nga ana tjetër, me njëra-tjetrën, është e mundur të ndërtohen stacione të mëdha fotovoltaike. Stacioni më i madh i tillë deri më sot është instalimi 5 megavat i Carris Plain në shtetin amerikan të Kalifornisë. Efikasiteti i instalimeve fotovoltaike është aktualisht rreth 10%, megjithatë, qelizat fotovoltaike individuale mund të arrijnë një efikasitet prej 20% ose më shumë.

Sistemet fotovoltaike diellore janë të lehta për t'u trajtuar dhe nuk kanë mekanizma lëvizës, por vetë qelizat fotovoltaike përmbajnë pajisje komplekse gjysmëpërçuese të ngjashme me ato që përdoren për prodhimin e qarqeve të integruara. Qelizat fotovoltaike bazohen në parimin fizik që një rrymë elektrike gjenerohet nga veprimi i dritës midis dy gjysmëpërçuesve me veti të ndryshme elektrike që janë në kontakt me njëri-tjetrin. Kombinimi i elementeve të tillë formon një panel ose modul fotovoltaik. Modulet fotovoltaike, për shkak të vetive të tyre elektrike, gjenerojnë rrymë direkte dhe jo alternative. Përdoret në shumë pajisje të thjeshta me bateri. Rryma alternative, nga ana tjetër, ndryshon drejtimin e saj në intervale të rregullta. Është ky lloj i energjisë elektrike që furnizohet nga prodhuesit e energjisë, përdoret për shumicën e pajisjeve moderne dhe pajisjeve elektronike. Në sistemet më të thjeshta, rryma direkte nga modulet fotovoltaike përdoret drejtpërdrejt. Në të njëjtin vend ku nevojitet AC, duhet të shtohet një inverter në sistem, i cili konverton DC në AC.

Në dekadat e ardhshme, një pjesë e konsiderueshme e popullsisë së botës do të njihet me sistemet fotovoltaike. Falë tyre do të zhduket nevoja tradicionale për ndërtimin e termocentraleve të mëdha e të shtrenjta dhe sistemeve të shpërndarjes. Ndërsa kostoja e qelizave diellore bie dhe teknologjia përmirësohet, do të hapen disa tregje potencialisht të mëdha për qelizat diellore. Për shembull, qelizat diellore të ndërtuara në materiale ndërtimi do të kryejnë ventilimin dhe ndriçimin e shtëpive. Produktet e konsumit - nga veglat e dorës tek makinat - do të përfitojnë nga përdorimi i komponentëve që përmbajnë komponentë fotovoltaikë. Ndërmarrjet do të mund të gjejnë gjithashtu mënyra të reja për përdorimin e qelizave fotovoltaike për të përmbushur nevojat e popullsisë.

Sistemet më të thjeshta fotovoltaike përfshijnë:

· Pompat diellore - njësitë e pompimit fotovoltaik janë një alternativë e mirëpritur për gjeneratorët me naftë dhe pompat e dorës. Ata pompojnë ujin pikërisht kur është më e nevojshme - në një ditë të pastër me diell. Pompat diellore janë të lehta për t'u instaluar dhe përdorur. Një pompë e vogël mund të instalohet nga një person në disa orë, dhe për këtë nuk nevojiten as përvojë dhe as pajisje speciale.

· Sistemet fotovoltaike me bateri - bateria karikohet nga një gjenerator diellor, ruan energjinë dhe e bën atë të disponueshme në çdo kohë. Edhe në kushtet më të pafavorshme dhe në vende të largëta, energjia fotovoltaike e ruajtur në bateri mund të fuqizojë pajisjet e nevojshme. Falë akumulimit të energjisë elektrike, sistemet fotovoltaike ofrojnë një burim të besueshëm energjie ditën dhe natën, në çdo mot. Sistemet fotovoltaike me bateri me energji elektrike për ndriçimin, sensorët, pajisjet e regjistrimit të zërit, pajisjet shtëpiake, telefonat, televizorët dhe mjetet elektrike në mbarë botën.

Sistemet fotovoltaike me gjeneratorë - kur energjia elektrike nevojitet vazhdimisht ose ka periudha kur nevojitet më shumë sesa mund të prodhojë vetëm një grup fotovoltaik, mund të plotësohet në mënyrë efektive nga një gjenerator. Gjatë ditës, modulet fotovoltaike plotësojnë kërkesat ditore të energjisë dhe ngarkojnë baterinë. Kur bateria shkarkohet, motor-gjeneratori ndizet dhe punon derisa bateritë të ringarkohen. Në disa sisteme, gjeneratori kompenson mungesën e energjisë kur kërkesa për energji elektrike tejkalon kapacitetin total të baterive. Gjeneratori i motorit prodhon energji elektrike në çdo kohë të ditës. Si i tillë, ai siguron një burim të shkëlqyer energjie rezervë për rezervimin e moduleve fotovoltaike natën ose ditën me stuhi, në varësi të tekave të motit. Nga ana tjetër, moduli fotovoltaik funksionon në heshtje, nuk kërkon mirëmbajtje dhe nuk lëshon ndotës në atmosferë. Përdorimi i kombinuar i qelizave fotovoltaike dhe gjeneratorëve mund të zvogëlojë koston fillestare të sistemit. Nëse nuk ka instalim rezervë, modulet PV dhe bateritë duhet të jenë mjaft të mëdha për të siguruar energji gjatë natës.

· Sistemet fotovoltaike të lidhura me rrjetin - në një mjedis të centralizuar të furnizimit me energji elektrike, një sistem fotovoltaik i lidhur me rrjetin mund të sigurojë një pjesë të ngarkesës së kërkuar, ndërsa pjesa tjetër vjen nga rrjeti. Në këtë rast, bateria nuk përdoret. Mijëra pronarë shtëpish në mbarë botën përdorin sisteme të tilla. Energjia fotovoltaike ose përdoret në nivel lokal ose futet në rrjet. Kur pronari i sistemit ka nevojë për më shumë energji elektrike sesa prodhon - për shembull, në mbrëmje, atëherë kërkesa e rritur plotësohet automatikisht nga rrjeti. Kur sistemi gjeneron më shumë energji elektrike sesa mund të konsumojë familja, teprica dërgohet (shitet) në rrjet. Kështu, rrjeti i shërbimeve vepron si një rezervë për një sistem fotovoltaik, si një bateri për një instalim jashtë rrjetit.

· Instalimet fotovoltaike industriale - impiantet fotovoltaike funksionojnë në heshtje, nuk konsumojnë lëndë djegëse fosile dhe nuk ndotin ajrin dhe ujin. Fatkeqësisht, stacionet fotovoltaike ende nuk janë përfshirë në mënyrë shumë dinamike në arsenalin e rrjeteve të shërbimeve, gjë që mund të shpjegohet me veçoritë e tyre. Me metodën aktuale të llogaritjes së kostos së energjisë, energjia elektrike diellore është ende dukshëm më e shtrenjtë se prodhimi i termocentraleve tradicionale. Përveç kësaj, sistemet fotovoltaike gjenerojnë energji vetëm gjatë orëve të ditës dhe performanca e tyre varet nga moti.

4. Arkitektura diellore

Ka disa mënyra kryesore për të përdorur në mënyrë pasive energjinë diellore në arkitekturë. Duke përdorur ato, ju mund të krijoni shumë skema të ndryshme, duke marrë kështu një larmi modelesh ndërtesash. Prioritetet në ndërtimin e një objekti me përdorim pasiv të energjisë diellore janë: vendndodhja e mirë e shtëpisë; një numër i madh dritaresh me pamje nga jugu (në hemisferën veriore) për të lejuar më shumë dritë dielli në dimër (dhe anasjelltas, një numër i vogël dritaresh me pamje nga lindja ose perëndimi për të kufizuar rrezet e padëshiruara të diellit në verë); Llogaritja e saktë e ngarkesës së nxehtësisë në brendësi për të shmangur luhatjet e padëshiruara të temperaturës dhe për të mbajtur ngrohtë gjatë natës, strukturë ndërtimi të izoluar mirë.

Vendndodhja, izolimi, orientimi i dritareve dhe ngarkesa termike në ambiente duhet të jenë një sistem i vetëm. Për të reduktuar luhatjet e brendshme të temperaturës, izolimi duhet të vendoset në pjesën e jashtme të ndërtesës. Megjithatë, në vendet me ngrohje të brendshme të shpejtë, ku kërkohet pak izolim, ose ku kapaciteti i nxehtësisë është i ulët, izolimi duhet të jetë brenda. Atëherë dizajni i ndërtesës do të jetë optimale për çdo mikroklimë. Vlen të përmendet fakti se ekuilibri i duhur midis ngarkesës termike në ambiente dhe izolimit çon jo vetëm në kursimin e energjisë, por edhe në kursimin e materialeve të ndërtimit. Ndërtesat pasive diellore janë vendi i përsosur për të jetuar. Këtu e ndjen më plotësisht lidhjen me natyrën, në një shtëpi të tillë ka shumë dritë natyrale, kursen energjinë elektrike.

Përdorimi pasiv i dritës së diellit siguron afërsisht 15% të kërkesës për ngrohje të hapësirës në një ndërtesë tipike dhe është një burim i rëndësishëm i kursimit të energjisë. Gjatë projektimit të një ndërtese, është e nevojshme të merren parasysh parimet e ndërtimit pasiv diellor në mënyrë që të maksimizohet përdorimi i energjisë diellore. Këto parime mund të zbatohen kudo dhe praktikisht pa kosto shtesë.

Gjatë projektimit të një ndërtese, duhet të merret parasysh edhe përdorimi i sistemeve aktive diellore si kolektorët diellorë dhe grupet fotovoltaike. Kjo pajisje është e instaluar në anën jugore të ndërtesës. Për të maksimizuar sasinë e nxehtësisë në dimër, kolektorët diellorë në Evropë dhe Amerikën e Veriut duhet të instalohen në një kënd prej më shumë se 50° nga horizontali. Vargjet fotovoltaike fikse marrin sasinë më të madhe të rrezatimit diellor gjatë vitit kur këndi i pjerrësisë në raport me horizontin është i barabartë me gjerësinë gjeografike në të cilën ndodhet ndërtesa. Këndi i çatisë së ndërtesës dhe orientimi i tij në jug janë aspekte të rëndësishme gjatë projektimit të një ndërtese. Kolektorët diellorë për furnizimin me ujë të nxehtë dhe panelet fotovoltaike duhet të vendosen në afërsi të vendit të konsumit të energjisë. Është e rëndësishme të mbani mend se afërsia e banjës dhe kuzhinës ju lejon të kurseni në instalimin e sistemeve diellore aktive (në këtë rast, mund të përdorni një kolektor diellor për dy dhoma) dhe të minimizoni humbjet e energjisë për transport. Kriteri kryesor për zgjedhjen e pajisjeve është efikasiteti i tij.

konkluzioni

Aktualisht, vetëm një pjesë e papërfillshme e energjisë diellore përdoret për faktin se panelet diellore ekzistuese kanë një efikasitet relativisht të ulët dhe janë shumë të kushtueshëm për t'u prodhuar. Megjithatë, nuk duhet të braktiset menjëherë burimi praktikisht i pashtershëm i energjisë së pastër: sipas ekspertëve, vetëm energjia diellore mund të mbulojë të gjitha nevojat e mundshme për energji të njerëzimit për mijëra vitet e ardhshme. Gjithashtu është e mundur të rrisim disa herë efikasitetin e instalimeve diellore dhe duke i vendosur ato në çatitë e shtëpive dhe pranë tyre, do të sigurojmë ngrohjen e banesave, ngrohjen e ujit dhe funksionimin e pajisjeve elektrike shtëpiake edhe në gjerësi të butë. për të mos përmendur tropikët. Për nevojat e industrisë që kërkojnë sasi të mëdha energjie, mund të përdorni djerrina dhe shkretëtira kilometërshe, të veshura plotësisht me instalime të fuqishme diellore. Por energjia diellore përballet me shumë vështirësi me ndërtimin, vendosjen dhe funksionimin e termocentraleve diellore në mijëra kilometra katrorë të sipërfaqes së tokës. Prandaj, pjesa e përgjithshme e energjisë diellore ka qenë dhe do të mbetet mjaft modeste, të paktën për të ardhmen e parashikueshme.

Aktualisht po zhvillohen projekte të reja hapësinore me qëllim të studimit të Diellit, po kryhen vëzhgime, në të cilat marrin pjesë dhjetëra vende. Të dhënat për proceset që ndodhin në Diell merren duke përdorur pajisje të instaluara në satelitët artificialë të Tokës dhe raketat hapësinore, në majat malore dhe në thellësitë e oqeaneve.

Vëmendje e madhe duhet t'i kushtohet edhe faktit se prodhimi i energjisë, i cili është një mjet i domosdoshëm për ekzistencën dhe zhvillimin e njerëzimit, ka ndikim në natyrën dhe mjedisin njerëzor. Nga njëra anë, nxehtësia dhe energjia elektrike janë vendosur aq fort në jetën dhe aktivitetet prodhuese të një personi, sa që një person nuk mund ta imagjinojë as ekzistencën e tij pa të dhe konsumon burime të pashtershme si të mirëqena. Nga ana tjetër, njerëzit po përqendrojnë gjithnjë e më shumë vëmendjen e tyre në aspektin ekonomik të energjisë dhe kërkojnë prodhim energjie miqësore me mjedisin. Kjo tregon nevojën për të adresuar një sërë çështjesh, duke përfshirë rishpërndarjen e fondeve për të përmbushur nevojat e njerëzimit, përdorimin praktik të arritjeve në ekonominë kombëtare, kërkimin dhe zhvillimin e teknologjive të reja alternative për prodhimin e nxehtësisë dhe energjisë elektrike, etj.

Tani shkencëtarët po hetojnë natyrën e Diellit, po zbulojnë ndikimin e tij në Tokë dhe po punojnë për problemin e përdorimit të energjisë pothuajse të pashtershme diellore.


Lista e burimeve të përdorura

Letërsia

1. Kërkimi i jetës në sistemin diellor: Përkthim nga anglishtja. M.: Mir, 1988, f. 44-57

2. Zhukov G.F. Teoria e përgjithshme e energjisë.//M: 1995., f. 11-25

3. Dementiev B.A. Reaktorët e energjisë bërthamore. M., 1984, f. 106-111

4. Termocentralet dhe ato bërthamore. Drejtoria. Libër. 3. M., 1985, f. 69-93

5. Fjalori enciklopedik i një astronomi të ri, M .: Pedagogjia, 1980, f. 11-23

6. Vidyapin V.I., Zhuravleva G.P. Fizika. Teoria e përgjithshme.//M: 2005, f. 166-174

7. Dagaev M. M. Astrofizika.// M: 1987, f. 55-61

8. Timoshkin S. E. Energjia diellore dhe bateritë diellore. M., 1966, f. 163-194

9. Illarionov A. G. Natyra e energjisë.//M: 1975., f. 98-105

Jeta e një personi modern është thjesht e paimagjinueshme pa energji. Një ndërprerje e energjisë duket të jetë një katastrofë, një person nuk e imagjinon më jetën pa transport, dhe gatimi, për shembull, ushqimi në zjarr, dhe jo në një sobë të përshtatshme me gaz ose elektrike, është tashmë një hobi.

Deri më tani, ne përdorim lëndë djegëse fosile (naftë, gaz, qymyr) për të gjeneruar energji. Por rezervat e tyre në planetin tonë janë të kufizuara dhe jo sot apo nesër do të vijë dita kur ato mbarojnë. Çfarë duhet bërë? Përgjigja është tashmë atje - të kërkoni burime të tjera energjie, jo tradicionale, alternative, furnizimi i të cilave është thjesht i pashtershëm.

Këto burime alternative të energjisë përfshijnë diellin dhe erën.

Përdorimi i energjisë diellore

dielli- furnizuesi më i fuqishëm i energjisë. Ne përdorim diçka për shkak të karakteristikave tona fiziologjike. Por miliona, miliarda kilovat shkojnë dëm dhe zhduken pas errësirës. Çdo sekondë, Dielli i jep Tokës 80,000 miliardë kilovat. Kjo është disa herë më shumë sesa gjenerojnë të gjitha termocentralet në botë.

Vetëm imagjinoni se çfarë përfitimesh do t'i sjellë njerëzimit përdorimi i energjisë diellore:

. Pafundësi në kohë. Shkencëtarët parashikojnë se Dielli nuk do të shuhet për disa miliarda vjet të tjera. Dhe kjo do të thotë se do të mjaftojë për shekullin tonë dhe për pasardhësit tanë të largët.

. Gjeografia. Nuk ka asnjë vend në planetin tonë ku dielli nuk do të shkëlqejë. Diku më i ndritshëm, diku më i zbehtë, por Dielli është kudo. Kjo do të thotë se nuk do të ketë nevojë të mbështillet Toka me një rrjetë të pafund telash, duke u përpjekur të dërgojë energji elektrike në qoshet e largëta të planetit.

. sasi. Ka energji diellore të mjaftueshme për të gjithë. Edhe nëse dikush fillon të ruajë pa kufi një energji të tillë për të ardhmen, nuk do të ndryshojë asgjë. Mjafton për të ngarkuar bateritë dhe për të bërë banja dielli në plazh.

. përfitim ekonomik. Nuk do të jetë më e nevojshme të shpenzoni para për blerjen e druve të zjarrit, qymyrit, benzinës. Drita e diellit pa pagesë do të jetë përgjegjëse për funksionimin e ujësjellësit dhe makinës, kondicionerit dhe televizorit, frigoriferit dhe kompjuterit.

. miqësore me mjedisin. Shpyllëzimi total do të bëhet një gjë e së shkuarës, nuk do të ketë nevojë të ngrohni furrat, të ndërtoni "Çernobilin" dhe "Fukushimën" e radhës, të digjni naftë dhe naftë. Pse të bëni kaq shumë përpjekje për shkatërrimin e natyrës, kur ka një burim të bukur dhe të pashtershëm energjie në qiell - Diellin.

Për fat të mirë, këto nuk janë ëndrra. Shkencëtarët vlerësojnë se deri në vitin 2020, 15% e energjisë elektrike në Evropë do të sigurohet nga rrezet e diellit. Dhe ky është vetëm fillimi.

Ku përdoret energjia diellore?

. Panele diellore. Bateritë e vendosura në çatinë e shtëpisë nuk befasojnë më askënd. Duke thithur energjinë e diellit, ata e shndërrojnë atë në energji elektrike. Në Kaliforni, për shembull, çdo projekt i ri në shtëpi kërkon përdorimin e paneleve diellore. Dhe në Holandë, qyteti i Herhugovard quhet "qyteti i diellit", sepse këtu të gjitha shtëpitë janë të pajisura me panele diellore.

. Transporti.

Tashmë, të gjitha anijet kozmike gjatë fluturimit autonom i sigurojnë vetes energji elektrike nga energjia e diellit.

Automjete me energji diellore. Modeli i parë i një makine të tillë u prezantua në 1955. Dhe tashmë në vitin 2006, kompania franceze Venturi filloi prodhimin serik të makinave "solare". Karakteristikat e tij janë ende modeste: vetëm 110 kilometra udhëtim autonom dhe një shpejtësi jo më shumë se 120 km/h. Por pothuajse të gjithë liderët botërorë në industrinë e automobilave po zhvillojnë versionet e tyre të makinave miqësore me mjedisin.

. Termocentrale diellore.

. Veglat. Tashmë ka karikues për shumë pajisje që funksionojnë në diell.

Llojet e energjisë diellore (centralet diellore)

Aktualisht, janë zhvilluar disa lloje të termocentraleve diellore (SPP):

. Kulla. Parimi i funksionimit është i thjeshtë. Një pasqyrë e madhe (heliostat) kthehet pas diellit dhe i drejton rrezet e diellit në një lavaman të mbushur me ujë. Më tej, gjithçka ndodh si në një termocentral konvencional: uji vlon, shndërrohet në avull. Avulli kthen një turbinë që drejton një gjenerator. Ky i fundit prodhon energji elektrike.

. Poppet. Parimi i funksionimit është i ngjashëm me kullën. Dallimi qëndron në vetë dizajnin. Së pari, nuk përdoret një pasqyrë, por disa të rrumbullakëta, të ngjashme me pllaka të mëdha. Pasqyrat janë instaluar në mënyrë radiale rreth marrësit.

Çdo termocentral diellor me pllaka mund të ketë disa module të ngjashme në të njëjtën kohë.

. fotovoltaike(duke përdorur bateritë fotografike).

. SES me një koncentrator parabolik lug. Një pasqyrë e madhe në formën e një cilindri, ku një tub me një ftohës është instaluar në fokusin e parabolës (vaji përdoret më shpesh). Vaji nxehet në temperaturën e dëshiruar dhe i jep nxehtësi ujit.

. Vakum diellor. Toka është e mbuluar me çati xhami. Ajri dhe toka nën të nxehen më shumë. Një turbinë e veçantë drejton ajrin e ngrohtë në kullën marrëse, pranë së cilës është instaluar një gjenerator elektrik. Energjia elektrike prodhohet nga ndryshimet e temperaturës.

Përdorimi i energjisë së erës

Një lloj tjetër i burimeve alternative dhe të rinovueshme të energjisë është era. Sa më e fortë të jetë era, aq më shumë energji kinetike gjeneron. Dhe energjia kinetike gjithmonë mund të shndërrohet në energji mekanike ose elektrike.

Energjia mekanike e marrë nga era është përdorur për një kohë të gjatë. Për shembull, gjatë bluarjes së grurit (mullinjtë e famshëm të erës) ose pompimit të ujit.

Energjia e erës përdoret gjithashtu:

Turbinat me erë që prodhojnë energji elektrike. Tehet ngarkojnë baterinë, nga e cila rryma furnizohet me konvertuesit. Këtu rryma direkte shndërrohet në rrymë alternative.

Transporti. Tashmë ekziston një makinë që punon me energji të erës. Një instalim special i erës (qift) lejon lëvizjen e anijeve të ujit.

Llojet e energjisë së erës (fermat e erës)

. Tokë- lloji më i zakonshëm. Ferma të tilla me erë janë instaluar në kodra ose kodra.

. Në det të hapur. Ato janë ndërtuar në ujëra të cekëta, në një distancë të konsiderueshme nga bregu. Energjia elektrike sillet në tokë nëpërmjet kabllove nënujore.

. bregdetare- instaluar në një distancë nga deti ose oqeani. Parqet e erës bregdetare përdorin fuqinë e flladit.

. lundrues. Turbina e parë me erë lundruese u instalua në vitin 2008 në brigjet e Italisë. Gjeneratorët janë instaluar në platforma të veçanta.

. Fermat me erë në rritje të vendosura në lartësi mbi jastëkë të veçantë të bërë nga materiale jo të ndezshme dhe të mbushura me helium. Energjia elektrike furnizohet në tokë me litarë.

Perspektivat dhe zhvillimi

Planet më serioze afatgjata për përdorimin e energjisë diellore janë vendosur nga Kina, e cila planifikon të bëhet lider botëror në këtë fushë deri në vitin 2020. Vendet e BEE po zhvillojnë një koncept që do të bëjë të mundur marrjen e deri në 20% të energjisë elektrike nga burime alternative. Departamenti Amerikan i Energjisë e quan një shifër më të vogël - deri në vitin 2035 në 14%. Ka SES në Rusi. Një nga më të fuqishmit është instaluar në Kislovodsk.

Sa i përket përdorimit të energjisë së erës, këtu janë disa shifra. Shoqata Evropiane e Energjisë së Erës ka publikuar të dhëna që tregojnë se turbinat me erë sigurojnë energji elektrike në shumë vende të botës. Pra, në Danimarkë, 20% e energjisë elektrike të konsumuar merret nga instalime të tilla, në Portugali dhe Spanjë - 11%, në Irlandë - 9%, në Gjermani - 7%.

Aktualisht, fermat e erës janë instaluar në më shumë se 50 vende të botës dhe kapaciteti i tyre po rritet nga viti në vit.

Faqja kryesore > Abstrakt

Institucioni arsimor komunal "Liceu nr. 43"

PËRDORIMI
ENERGJI DIELLORE

E përfunduar: student i klasës 8A Nikulin Alexey Kontrolluar: Vlaskina Maria Nikolaevna

Saransk, 2008

PREZANTIMI

Energjia e Diellit është burimi i jetës në planetin tonë. Dielli ngroh atmosferën dhe sipërfaqen e tokës. Falë energjisë diellore, fryjnë erërat, cikli i ujit kryhet në natyrë, detet dhe oqeanet nxehen, bimët zhvillohen, kafshët kanë ushqim. Është falë rrezatimit diellor që karburantet fosile ekzistojnë në Tokë. Energjia diellore mund të shndërrohet në nxehtësi ose të ftohtë, forcë lëvizëse dhe energji elektrike.

SA ENERGJI DIELLORE MIRËN NË TOKË?

Dielli rrezaton një sasi të madhe energjie - afërsisht 1.1x1020 kWh në sekondë. Një kilovat orë është sasia e energjisë e nevojshme për të ndezur një llambë inkandeshente 100 vat për 10 orë. Atmosfera e jashtme e Tokës kap përafërsisht një të miliontën e energjisë së emetuar nga Dielli, ose afërsisht 1500 kuadrilion (1,5 x 1018) kWh në vit. Megjithatë, për shkak të reflektimit, shpërndarjes dhe përthithjes nga gazrat atmosferikë dhe aerosolet, vetëm 47% e të gjithë energjisë, ose afërsisht 700 kuadrilion (7 x 1017) kWh, arrin në sipërfaqen e Tokës.

PËRDORIMI I ENERGJISË DIELLORE

Në shumicën e pjesëve të botës, sasia e energjisë diellore që godet çatitë dhe muret e ndërtesave tejkalon shumë konsumin vjetor të energjisë nga banorët e këtyre ndërtesave. Përdorimi i dritës së diellit dhe nxehtësisë është një mënyrë e pastër, e thjeshtë dhe e natyrshme për të marrë të gjitha format e energjisë që na nevojiten. Kolektorët diellorë mund të ngrohin shtëpitë dhe ndërtesat komerciale dhe/ose t'u sigurojnë atyre ujë të nxehtë. Drita e diellit e përqendruar nga pasqyrat parabolike (reflektorët) përdoret për të gjeneruar nxehtësi (me temperatura deri në disa mijëra gradë Celsius). Mund të përdoret për ngrohje ose për prodhimin e energjisë elektrike. Përveç kësaj, ekziston një mënyrë tjetër për të prodhuar energji me ndihmën e Diellit - teknologjia fotovoltaike. Qelizat fotovoltaike janë pajisje që konvertojnë rrezatimin diellor direkt në energji elektrike.Rrezatimi diellor mund të shndërrohet në energji të përdorshme duke përdorur të ashtuquajturat sisteme diellore aktive dhe pasive. Sistemet diellore aktive përfshijnë kolektorët diellorë dhe qelizat fotovoltaike. Sistemet pasive fitohen nga projektimi i ndërtesave dhe përzgjedhja e materialeve të ndërtimit në mënyrë të tillë që të maksimizohet përdorimi i energjisë diellore.Energjia diellore shndërrohet në energji të dobishme dhe në mënyrë indirekte duke u shndërruar në forma të tjera të energjisë, si energjia e biomasës, erës ose ujit. Energjia e Diellit "kontrollon" motin në Tokë. Një pjesë e madhe e rrezatimit diellor thithet nga oqeanet dhe detet, uji në të cilin nxehet, avullohet dhe bie në tokë në formën e shiut, duke "ushqyer" hidrocentralet. Era e kërkuar nga turbinat e erës formohet për shkak të ngrohjes jo uniforme të ajrit. Një kategori tjetër e burimeve të rinovueshme të energjisë që rrjedhin nga energjia diellore është biomasa. Bimët jeshile thithin rrezet e diellit, si rezultat i fotosintezës, në to formohen substanca organike, nga të cilat më pas mund të merret nxehtësia dhe energjia elektrike. Kështu, energjia e erës, ujit dhe biomasës është një derivat i energjisë diellore.

ENERGJIA DIELLORE PASIVE

Ndërtesat pasive diellore janë ato të projektuara për të marrë parasysh kushtet lokale klimatike sa më shumë që të jetë e mundur, dhe aty ku teknologjitë dhe materialet e përshtatshme përdoren për ngrohjen, ftohjen dhe ndriçimin e ndërtesës duke përdorur energjinë diellore. Këto përfshijnë teknikat dhe materialet tradicionale të ndërtimit si izolimi, dyshemetë e forta dhe dritaret me pamje nga jugu. Banesa të tilla mund të ndërtohen në disa raste pa kosto shtesë. Në raste të tjera, kostot shtesë të shkaktuara gjatë ndërtimit mund të kompensohen nga kosto më të ulëta të energjisë. Ndërtesat pasive diellore janë miqësore me mjedisin, ato kontribuojnë në krijimin e pavarësisë energjetike dhe një të ardhmeje të balancuar energjetike.Në një sistem diellor pasiv, vetë struktura e ndërtesës vepron si një kolektor i rrezatimit diellor. Ky përkufizim korrespondon me shumicën e sistemeve më të thjeshta ku nxehtësia ruhet në një ndërtesë përmes mureve, tavaneve ose dyshemeve të saj. Ekzistojnë gjithashtu sisteme ku elementë të veçantë për akumulimin e nxehtësisë ndërtohen në strukturën e ndërtesës (për shembull, kuti me gurë ose rezervuarë ose shishe të mbushura me ujë). Sisteme të tilla klasifikohen gjithashtu si diellore pasive. Ndërtesat pasive diellore janë vendi i përsosur për të jetuar. Këtu e ndjen më plotësisht lidhjen me natyrën, në një shtëpi të tillë ka shumë dritë natyrale, kursen energjinë elektrike.

HISTORI

Historikisht, dizajni i ndërtesave është ndikuar nga kushtet lokale klimatike dhe disponueshmëria e materialeve të ndërtimit. Më vonë, njerëzimi u nda nga natyra, duke ndjekur rrugën e dominimit dhe kontrollit mbi të. Kjo rrugë të çonte në të njëjtin lloj ndërtesash për pothuajse çdo zonë. Në vitin 100 A.D. e. historiani Plini i Riu ndërtoi një shtëpi verore në Italinë Veriore, një nga dhomat e së cilës kishte dritare të bëra me mikë të hollë. Dhoma ishte më e ngrohtë se të tjerat dhe kishte nevojë për më pak dru për ta ngrohur. Në banjat e famshme romake në Artin I-IV. n. e. dritare të mëdha me pamje nga jugu u instaluan posaçërisht për të lejuar më shumë nxehtësi diellore të hynte në ndërtesë. Nga Arti VI. dhomat diellore në shtëpi dhe ndërtesa publike u bënë aq të zakonshme sa Kodi Justinian prezantoi një "të drejtë ndaj diellit" për të garantuar aksesin individual në diell. Në shek. Kërkesa kaq e madhe sa kompania e qelqit Libbey-Owens-Ford botoi një libër të titulluar "Shtëpia juaj diellore" që paraqet 49 nga modelet më të mira të ndërtesave diellore. Në mesin e viteve 1950, arkitekti Frank Bridgers projektoi ndërtesën e parë pasive të zyrës diellore në botë. Sistemi diellor për ujë të ngrohtë i instaluar në të ka funksionuar pa probleme që nga ajo kohë. Vetë ndërtesa e Bridgers Paxton është e listuar në Regjistrin Historik Kombëtar të vendit si ndërtesa e parë e zyrave me ngrohje diellore në botë. Çmimet e ulëta të naftës pas Luftës së Dytë Botërore larguan vëmendjen e publikut nga ndërtesat diellore dhe çështjet e efikasitetit të energjisë. Që nga mesi i viteve 1990, tregu ka ndryshuar qëndrimin e tij ndaj ekologjisë dhe përdorimit të energjisë së rinovueshme dhe në ndërtim janë shfaqur tendenca, të cilat karakterizohen nga një kombinim i dizajnit të ardhshëm të ndërtesës me natyrën përreth.

SISTEMET DIELLORE PASIVE

Ka disa mënyra kryesore për të përdorur në mënyrë pasive energjinë diellore në arkitekturë. Duke përdorur ato, ju mund të krijoni shumë skema të ndryshme, duke marrë kështu një larmi modelesh ndërtesash. Prioritetet në ndërtimin e një objekti me përdorim pasiv të energjisë diellore janë: vendndodhja e mirë e shtëpisë; një numër i madh dritaresh me pamje nga jugu (në hemisferën veriore) për të lejuar më shumë dritë dielli në dimër (dhe anasjelltas, një numër i vogël dritaresh me pamje nga lindja ose perëndimi për të kufizuar rrezet e padëshiruara të diellit në verë); Llogaritja e saktë e ngarkesës së nxehtësisë në ambientet e brendshme për të shmangur luhatjet e padëshiruara të temperaturës dhe për të mbajtur ngrohtë gjatë natës, struktura ndërtimi e izoluar mirë. Vendndodhja, izolimi, orientimi i dritareve dhe ngarkesa termike në dhoma duhet të jetë një sistem i vetëm. Për të reduktuar luhatjet e brendshme të temperaturës, izolimi duhet të vendoset në pjesën e jashtme të ndërtesës. Megjithatë, në vendet me ngrohje të brendshme të shpejtë, ku kërkohet pak izolim, ose ku kapaciteti i nxehtësisë është i ulët, izolimi duhet të jetë brenda. Atëherë dizajni i ndërtesës do të jetë optimale për çdo mikroklimë. Vlen të përmendet fakti se ekuilibri i duhur midis ngarkesës termike në ambiente dhe izolimit çon jo vetëm në kursimin e energjisë, por edhe në kursimin e materialeve të ndërtimit.

ARKITEKTURA DIELLORE DHE DIELLORE AKTIVE
SISTEMET

Përdorimi i sistemeve diellore aktive (shih më poshtë) si kolektorët diellorë dhe grupet fotovoltaike duhet gjithashtu të merret parasysh gjatë projektimit të ndërtesës. Kjo pajisje është e instaluar në anën jugore të ndërtesës. Për të maksimizuar sasinë e nxehtësisë në dimër, kolektorët diellorë në Evropë dhe Amerikën e Veriut duhet të instalohen në një kënd prej më shumë se 50° nga horizontali. Vargjet fotovoltaike fikse marrin sasinë më të madhe të rrezatimit diellor gjatë vitit kur këndi i pjerrësisë në raport me horizontin është i barabartë me gjerësinë gjeografike në të cilën ndodhet ndërtesa. Këndi i çatisë së ndërtesës dhe orientimi i tij në jug janë aspekte të rëndësishme gjatë projektimit të një ndërtese. Kolektorët diellorë për furnizimin me ujë të nxehtë dhe panelet fotovoltaike duhet të vendosen në afërsi të vendit të konsumit të energjisë. Është e rëndësishme të mbani mend se afërsia e banjës dhe kuzhinës ju lejon të kurseni në instalimin e sistemeve diellore aktive (në këtë rast, mund të përdorni një kolektor diellor për dy dhoma) dhe të minimizoni humbjet e energjisë për transport. Kriteri kryesor për zgjedhjen e pajisjeve është efikasiteti i tij.

PËRMBLEDHJE

Përdorimi pasiv i dritës së diellit siguron afërsisht 15% të kërkesës për ngrohje të hapësirës në një ndërtesë tipike dhe është një burim i rëndësishëm i kursimit të energjisë. Gjatë projektimit të një ndërtese, është e nevojshme të merren parasysh parimet e ndërtimit pasiv diellor në mënyrë që të maksimizohet përdorimi i energjisë diellore. Këto parime mund të zbatohen kudo dhe praktikisht pa kosto shtesë.

KOLLEKTORË DIELLOR

Që nga kohërat e lashta, njeriu ka përdorur energjinë diellore për të ngrohur ujin. Baza e shumë sistemeve të energjisë diellore është përdorimi i kolektorëve diellorë. Kolektori thith energjinë e dritës nga dielli dhe e shndërron atë në nxehtësi, e cila transferohet në një ftohës (lëng ose ajër) dhe më pas përdoret për ngrohjen e ndërtesave, ngrohjen e ujit, prodhimin e energjisë elektrike, tharjen e produkteve bujqësore ose gatimin e ushqimit. Kolektorët diellorë mund të përdoren pothuajse në të gjitha proceset që përdorin nxehtësinë.Për një ndërtesë ose apartament tipik banimi në Evropë dhe Amerikën e Veriut, ngrohja e ujit është procesi i dytë më i konsumuar në familje. Për një numër shtëpish, ajo është edhe më energji-intenzive. Përdorimi i energjisë diellore mund të zvogëlojë koston e ngrohjes së ujit të brendshëm me 70%. Kolektori parangroh ujin, i cili më pas futet në një kolonë ose bojler tradicional, ku uji nxehet në temperaturën e dëshiruar. Kjo rezulton në kursime të konsiderueshme të kostos. Një sistem i tillë është i lehtë për t'u instaluar dhe nuk kërkon pothuajse asnjë mirëmbajtje.Sot, sistemet e ngrohjes diellore të ujit përdoren në shtëpi private, ndërtesa banimi, shkolla, lavazhe, spitale, restorante, bujqësi dhe industri. Të gjitha këto institucione kanë diçka të përbashkët: përdorin ujë të nxehtë. Pronarët e shtëpive dhe drejtuesit e bizneseve kanë parë tashmë se sistemet diellore të ngrohjes së ujit janë me kosto efektive dhe në gjendje të plotësojnë nevojën për ujë të nxehtë në çdo rajon të botës.

HISTORI

Njerëzit e kanë ngrohur ujin me ndihmën e Diellit që nga kohërat e lashta, përpara se lëndët djegëse fosile të merrnin drejtimin në energjinë e botës. Parimet e ngrohjes diellore janë të njohura për mijëra vjet. Një sipërfaqe e lyer me ngjyrë të zezë nxehet shumë në diell, ndërsa sipërfaqet me ngjyrë të hapur nxehen më pak, ato të bardha më pak se të gjitha të tjerat. Kjo pronë përdoret në kolektorët diellorë - pajisjet më të famshme që përdorin drejtpërdrejt energjinë e diellit. Koleksionistët u zhvilluan rreth dyqind vjet më parë. Më i famshmi prej tyre, koleksionisti i sheshtë, u bë në vitin 1767 nga një shkencëtar zviceran i quajtur Horace de Saussure. Më vonë u përdor për gatim nga Sir John Herschel gjatë ekspeditës së tij në Afrikën e Jugut në vitet 30 të shekullit të 19. kasë dhe tuba bakri. Ky koleksionist ishte shumë i ngjashëm me sistemin modern termosifonik (shih më poshtë). Deri në fund të Luftës së Parë Botërore, Bailey kishte shitur 4,000 nga këta koleksionistë dhe biznesmeni nga Florida që bleu patentën prej tij shiti pothuajse 60,000 koleksionistë deri në vitin 1941. Racionimi i bakrit i prezantuar në SHBA gjatë Luftës së Dytë Botërore çoi në një rënie të mprehtë në tregun e ngrohësve diellorë.Përpara krizës globale të naftës në 1973, këto pajisje ishin në harresë. Megjithatë, kriza ka zgjuar një interes të ri për burimet alternative të energjisë. Si rezultat, kërkesa për energji diellore është rritur gjithashtu. Shumë vende janë shumë të interesuara për zhvillimin e kësaj zone. Efikasiteti i sistemeve të ngrohjes diellore është rritur në mënyrë të vazhdueshme që nga vitet 1970, falë përdorimit të xhamit të kalitur me pak hekur për të mbuluar kolektorët (ai transmeton më shumë energji diellore se xhami i zakonshëm), izolimin termik të përmirësuar dhe një veshje selektive të qëndrueshme.

LLOJET E KOLLEKTORËVE DIELLOR

Një kolektor tipik diellor ruan energjinë diellore në module tubash dhe pllakash metalike të montuara në çatinë e një ndërtese, të lyer me ngjyrë të zezë për thithjen maksimale të rrezatimit. Ata janë të mbështjellë në xhami ose plastikë dhe të anuar në jug për të kapur rrezet maksimale të diellit. Kështu, kolektori është një serë miniaturë që grumbullon nxehtësi nën një panel xhami. Meqenëse rrezatimi diellor shpërndahet në sipërfaqe, kolektori duhet të ketë një sipërfaqe të madhe.Ka kolektorë diellorë të madhësive dhe dizajneve të ndryshme në varësi të aplikimit të tyre. Ato mund t'u ofrojnë familjeve ujë të nxehtë për larje, larje dhe gatim, ose mund të përdoren për të ngrohur paraprakisht ujin për ngrohësit ekzistues të ujit. Aktualisht, tregu ofron shumë modele të ndryshme koleksionistësh. Ato mund të ndahen në disa kategori. Për shembull, sipas temperaturës që japin dallohen disa lloje kolektorësh: Kolektorët me temperaturë të ulët prodhojnë nxehtësi të shkallës së ulët, nën 50 gradë Celsius. Përdoren për ngrohjen e ujit në pishina dhe në raste të tjera kur kërkohet ujë jo shumë i nxehtë.Kolektorët me temperaturë mesatare prodhojnë nxehtësi potenciale të lartë dhe mesatare (mbi 50 C, zakonisht 60-80 C). Zakonisht këta janë kolektorë të sheshtë me xham, në të cilët transferimi i nxehtësisë kryhet me anë të një lëngu, ose kolektorë koncentrues, në të cilët përqendrohet nxehtësia. Përfaqësuesi i këtij të fundit është kolektori tubular i evakuuar, i cili përdoret shpesh për ngrohjen e ujit në sektorin e banimit.Kolektorët me temperaturë të lartë janë pllaka parabolike dhe përdoren kryesisht nga ndërmarrjet prodhuese të energjisë për prodhimin e energjisë elektrike për rrjetet e energjisë.

PARIMI I OPERIMIT

Kolektorët diellorë të ajrit mund të ndahen në grupe sipas mënyrës së qarkullimit të ajrit. Në më të thjeshtat prej tyre, ajri kalon përmes kolektorit nën absorbues. Ky lloj kolektori është i përshtatshëm vetëm për rritje të temperaturës prej 3-5 oC për shkak të humbjeve të larta të nxehtësisë në sipërfaqen e kolektorit nëpërmjet konvekcionit dhe rrezatimit. Këto humbje mund të reduktohen ndjeshëm duke mbuluar absorbuesin me një material transparent me përçueshmëri të ulët infra të kuqe. Në një kolektor të tillë, fluksi i ajrit ndodh ose nën absorbues ose midis absorbuesit dhe mbulesës transparente. Falë mbulesës transparente, rrezatimi i nxehtësisë nga absorbuesi zvogëlohet pak, por për shkak të reduktimit të humbjeve të nxehtësisë konvektive, mund të arrihet një rritje e temperaturës prej 20-50 °C, në varësi të sasisë së rrezatimit diellor dhe intensitetit të rrjedha e ajrit. Reduktimi i mëtejshëm i humbjes së nxehtësisë mund të arrihet duke kaluar rrjedhën e ajrit si sipër ashtu edhe poshtë absorbuesit, pasi kjo dyfishon sipërfaqen e transferimit të nxehtësisë. Humbja e nxehtësisë për shkak të rrezatimit zvogëlohet kështu për shkak të temperaturës së reduktuar të absorbuesit. Megjithatë, në të njëjtën kohë, ka edhe një rënie në kapacitetin absorbues të absorbuesit për shkak të grumbullimit të pluhurit nëse rryma e ajrit kalon nga të dy anët e absorbuesit.Disa kolektorë diellorë mund të ulin kostot duke eliminuar xhamat, kutinë metalike dhe termike izolim. Një kolektor i tillë është bërë nga fletë metalike me vrima të zeza, të cilat lejojnë të arrihet një transferim i mirë i nxehtësisë. Dielli ngroh metalin dhe ventilatori tërheq ajrin e nxehtë përmes vrimave në metal. Koleksionistë të tillë të madhësive të ndryshme përdoren në shtëpi private. Një kolektor tipik me përmasa 2.4 me 0.8 metra mund të ngrohë 0.002 m3 ajër të jashtëm në sekondë. Në një ditë me diell dimri, ajri në kolektor nxehet me 28 °C në krahasim me ajrin e jashtëm. Kjo përmirëson cilësinë e ajrit brenda shtëpisë, pasi kolektori ngroh drejtpërdrejt ajrin e pastër që vjen nga jashtë. Këta kolektorë kanë arritur efikasitet shumë të lartë - në disa aplikacione industriale ai tejkalon 70%. Përveç kësaj, ato nuk kërkojnë lustrim, izolim dhe janë të lira për t'u prodhuar.

HUBS

Kolektorët e fokusuar (përqendruesit) përdorin sipërfaqet e pasqyrës për të përqendruar energjinë diellore në një amortizues, i quajtur gjithashtu "heatsinker". Ata arrijnë temperatura shumë më të larta se kolektorët me pllaka të sheshta, por mund të përqendrojnë vetëm rrezatimin e drejtpërdrejtë diellor, duke rezultuar në performancë të dobët në mot me mjegull ose me re. Sipërfaqja e pasqyrës fokuson dritën e diellit të reflektuar nga një sipërfaqe e madhe në një sipërfaqe më të vogël të absorbuesit, duke arritur kështu një temperaturë të lartë. Në disa modele, rrezatimi diellor është i përqendruar në një pikë qendrore, ndërsa në të tjera, rrezet e diellit janë të përqendruara përgjatë një linje të hollë fokale. Marrësi ndodhet në pikën qendrore ose përgjatë vijës fokale. Lëngu i transferimit të nxehtësisë kalon përmes marrësit dhe thith nxehtësinë. Qendrat e tilla kolektore janë më të përshtatshmet për rajone me izolim të lartë - afër ekuatorit dhe në zonat e shkretëtirës.Përqendruesit funksionojnë më mirë kur përballen drejtpërdrejt me Diellin. Për ta bërë këtë, përdoren pajisje gjurmuese, të cilat gjatë ditës e kthejnë "fytyrën" e kolektorit nga Dielli. Gjurmuesit me një aks rrotullohen nga lindja në perëndim; biaksial - nga lindja në perëndim dhe nga veriu në jug (për të ndjekur lëvizjen e Diellit nëpër qiell gjatë vitit). Hubs përdoren kryesisht në instalimet industriale sepse janë të shtrenjta dhe pajisjet gjurmuese kanë nevojë për mirëmbajtje të vazhdueshme. Disa sisteme të energjisë diellore të banimit përdorin përqendrues parabolikë. Këto njësi përdoren për furnizim me ujë të nxehtë, ngrohje dhe pastrim të ujit. Në sistemet shtëpiake, përdoren kryesisht pajisjet e gjurmimit me një bosht - ato janë më të lira dhe më të thjeshta se ato biaksiale. Më shumë informacion rreth përqendruesve mund të gjeni në kapitullin mbi termocentralet diellore.

FURRA DIELLORE DHE DISTILORE

Ka kolektorë diellorë të tjerë të lirë teknologjikisht të thjeshtë për një qëllim të ngushtë - furrat diellore (për gatim) dhe distilues diellorë, të cilët ju lejojnë të merrni ujë të distiluar me çmim të ulët nga pothuajse çdo burim.Furrat diellore janë të lira dhe të lehta për t'u prodhuar. Ato përbëhen nga një kuti e gjerë, e izoluar mirë, e veshur me material reflektues të dritës (si petë), e mbuluar me xham dhe e pajisur me një reflektor të jashtëm. Tava e zezë shërben si një absorbues, duke nxehur më shpejt se enët e zakonshme të gatimit prej alumini ose çeliku inoks. Furrat diellore mund të përdoren për të dezinfektuar ujin duke e çuar atë në valë. Distillerët diellorë ofrojnë ujë të distiluar të lirë, madje edhe uji i kripur ose shumë i ndotur mund të përdoret si burim. Ato bazohen në parimin e avullimit të ujit nga një enë e hapur. Distilleri diellor përdor energjinë e diellit për të shpejtuar këtë proces. Ai përbëhet nga një enë me izolim termik me xham me ngjyrë të errët, e cila është e anuar në mënyrë që uji i freskët i kondensuar të derdhet në një enë të veçantë. Një distilues i vogël diellor - madhësia e një sobë kuzhine - mund të prodhojë deri në dhjetë litra ujë të distiluar në një ditë me diell.

SHEMBUJ TË ENERGJISË DIELLORE

Energjia diellore përdoret në rastet e mëposhtme:
    sigurimi i ujit të ngrohtë për ndërtesat e banimit, ndërtesat publike dhe ndërmarrjet industriale; ngrohja e pishinës; ngrohja e hapësirës; tharje e produkteve bujqësore etj.; ftohje dhe kondicioner; pastrimi i ujit; gatimi i ushqimit.
Teknologjitë e aplikuara janë zhvilluar plotësisht, dhe dy të parat janë gjithashtu ekonomikisht të qëndrueshme në kushte të favorshme. Shihni më poshtë një artikull të veçantë mbi kolektorë-përqendruesit, të cilët janë të dobishëm për prodhimin e energjisë elektrike, veçanërisht në rajonet me shumë rrezatim diellor (shih kapitullin "Termocentralet diellore").

SISTEMET DIELLORE TE UJIT TE NXETE

Aktualisht, disa milionë shtëpi dhe biznese përdorin sisteme diellore të ngrohjes së ujit. Ky është një lloj furnizimi me ujë të nxehtë ekonomik dhe i besueshëm. Uji i ngrohtë i shtëpisë ose ngrohja diellore është një mënyrë e natyrshme dhe e lehtë për të kursyer energjinë dhe për të ruajtur lëndët djegëse fosile. Një sistem diellor i projektuar mirë dhe i instaluar siç duhet mund t'i shtojë vlerë një shtëpie për shkak të pamjes së saj estetike. Në ndërtesat e reja, sisteme të tilla përfshihen në planin e përgjithshëm të ndërtimit, kështu që ato janë pothuajse të padukshme nga jashtë, ndërsa shpesh është e vështirë të përshtatet sistemi me një ndërtesë të vjetër. Një kolektor diellor i lejon pronarit të tij të kursejë para pa pasur një efekt të dëmshëm në mjedis. Përdorimi i një kolektori diellor mund të reduktojë emetimet e dioksidit të karbonit me një deri në dy ton në vit. Kalimi në energjinë diellore gjithashtu parandalon emetimet e ndotësve të tjerë si dioksidi i squfurit, monoksidi i karbonit dhe oksidi i azotit.Uji i nxehtë është forma më e zakonshme e aplikimit të drejtpërdrejtë të energjisë diellore. Një instalim tipik përbëhet nga një ose më shumë kolektorë në të cilët lëngu nxehet nga dielli, si dhe një rezervuar depozitimi për ujin e nxehtë të ngrohur nga lëngu i transferimit të nxehtësisë. Edhe në rajone me rrezatim diellor relativisht të vogël, si Evropa Veriore, një sistem diellor mund të sigurojë 50-70% të kërkesës për ujë të nxehtë. Më shumë nuk mund të merret përveçse nëpërmjet rregullimit sezonal (shih kapitullin më poshtë). Në Evropën Jugore, një kolektor diellor mund të sigurojë 70-90% të ujit të nxehtë të konsumuar. Ngrohja e ujit me energji diellore është një mënyrë shumë praktike dhe ekonomike. Ndërsa sistemet fotovoltaike arrijnë efikasitet 10-15%, sistemet diellore termike tregojnë efikasitet 50-90%. Në kombinim me stufat me dru, kërkesa për ujë të ngrohtë shtëpiak mund të plotësohet pothuajse gjatë gjithë vitit pa përdorimin e lëndëve djegëse fosile.

A MUND TË KONKURON NJË KOLEKTOR DIELLOR
ME Ngrohës të zakonshëm?

Kostoja e një sistemi të plotë të ujit të ngrohtë dhe ngrohjes ndryshon shumë nga vendi në vend: në Evropë dhe Shtetet e Bashkuara, varion nga 2,000 deri në 4,000 dollarë. Kjo varet, në veçanti, nga kërkesat për ujë të nxehtë të miratuara në një vend të caktuar dhe nga klima. Investimi fillestar në një sistem të tillë është zakonisht më i lartë se ai që kërkohet për instalimin e një ngrohësi elektrik ose me gaz, por kur kombinohet, kostoja totale e jetës së ngrohësve diellorë të ujit është zakonisht më e ulët se për sistemet konvencionale të ngrohjes. Duhet të theksohet se periudha kryesore e kthimit të fondeve të investuara në sistemin diellor varet nga çmimet e transportuesve të energjisë fosile që ai zëvendëson. Në vendet e Bashkimit Evropian, periudha e kthimit është zakonisht më pak se 10 vjet. Jeta e pritshme e shërbimit të sistemeve të ngrohjes diellore është 20-30 vjet Një karakteristikë e rëndësishme e një instalimi diellor është kthimi i energjisë së tij - koha e nevojshme që një instalim diellor të gjenerojë sasinë e energjisë që do të shpenzohej për prodhimin e tij. Në Evropën Veriore, e cila merr më pak energji diellore se pjesët e tjera të banuara të botës, një instalim diellor për ngrohjen e ujit të nxehtë paguan energjinë e shpenzuar për të në 3-4 vjet.

Ngrohja e hapësirës duke përdorur ENERGJINË DIELLORE

Më lart folëm vetëm për ngrohjen e ujit me energji diellore. Një sistem aktiv i ngrohjes diellore jo vetëm që mund të sigurojë ujë të nxehtë, por edhe ngrohje shtesë nëpërmjet një sistemi të ngrohjes qendrore. Për të siguruar funksionimin e një sistemi të tillë, temperatura e ngrohjes qendrore duhet të jetë minimale (mundësisht rreth 50 ° C), është gjithashtu e nevojshme të grumbullohet nxehtësia për ngrohje. Një zgjidhje e mirë është kombinimi i një sistemi të ngrohjes diellore me ngrohje nën dysheme, në të cilin dyshemeja vepron si një akumulues nxehtësie.Sistemet diellore për ngrohjen e ambienteve janë më pak fitimprurëse se ngrohësit e ujit si nga pikëpamja ekonomike ashtu edhe nga pikëpamja energjetike, pasi ngrohja është e rrallë. të nevojshme në verë. Por nëse keni nevojë të ngrohni dhoma gjatë verës (për shembull, në zonat malore), atëherë instalimet e ngrohjes bëhen fitimprurëse. Në Evropën Qendrore, për shembull, rreth 20% e ngarkesës totale të nxehtësisë së një shtëpie tradicionale dhe rreth 50% e një shtëpie me energji të ulët mund të furnizohet nga një sistem diellor aktiv modern me ruajtje të nxehtësisë. Nxehtësia e mbetur duhet të sigurohet nga një termocentral shtesë. Për të rritur pjesën e energjisë së marrë nga dielli, është e nevojshme të rritet vëllimi i akumulatorit të nxehtësisë.Në Zvicër, instalimet diellore janë projektuar për shtëpi private me rezervuarë të izoluar mirë me një kapacitet 5-30 m 3. (të ashtuquajturat sisteme Jenny), por ato janë të shtrenjta dhe ruajtja e ujit të nxehtë shpesh është jopraktike. Komponenti diellor i sistemit Jenny kalon 50% dhe madje arrin 100%. Nëse sistemi i përshkruar më sipër funksiononte plotësisht nga një instalim diellor i ngrohjes së ujit, atëherë një sipërfaqe kolektori prej 25 m 3 dhe një rezervuar me një vëllim. do të nevojitej prej 85 m 3 me termoizolim 100 cm të trasha.Rritja e kapacitetit termik të energjisë së baterisë çon në një përmirësim të ndjeshëm të mundësive praktike të ruajtjes.Megjithëse teknikisht është e mundur ngrohja e shtëpive individuale me energji diellore, është më shumë me kosto efektive sot investimi në termoizolim për të reduktuar nevojën për ngrohje.

PËRDORIMI INDUSTRIAL I NXEHTËSISË DIELLORE

Jo vetëm familjet, por edhe bizneset përdorin ngrohës diellorë për të ngrohur ujin përpara se të përdorin metoda të tjera për ta sjellë atë në valë ose avullim. Ekspozimi më i vogël ndaj çmimeve të luhatshme të energjisë është një tjetër faktor që i bën sistemet diellore një investim tërheqës. Zakonisht, instalimi i një ngrohës uji diellor rezulton në kursime të shpejta dhe të konsiderueshme të energjisë. Në varësi të vëllimit të kërkuar të ujit të ngrohtë dhe klimës lokale, një kompani mund të kursejë 40-80% të kostos së energjisë elektrike dhe burimeve të tjera të energjisë. Për shembull, nevoja ditore për ujë të ngrohtë në një ndërtesë zyre 24-katëshe Kuk Jay në Seul, Koreja e Jugut, sigurohet nga më shumë se 85% përmes një sistemi diellor të ngrohjes së ujit. Sistemi funksionon që nga viti 1984. Ka rezultuar të jetë aq efektiv sa ka tejkaluar shifrat e planifikuara dhe siguron, përveç kësaj, nga 10 deri në 20% të kërkesës vjetore për ngrohje.Ka disa lloje të ndryshme të sistemeve të ngrohjes diellore të ujit. Megjithatë, sasia e ujit të nxehtë që normalisht kërkohet nga një biznes mund të sigurohet vetëm nga një sistem aktiv. Një sistem aktiv zakonisht përbëhet nga kolektorë diellorë të montuar në shpatin jugor të çatisë (në hemisferën veriore) dhe një rezervuar depozitimi të instaluar pranë kolektorit diellor. Kur rrezatimi i mjaftueshëm diellor godet panelin, një rregullator i veçantë aktivizon një pompë që fillon të lëvizë lëngun - ujë ose antifriz - përmes panelit diellor. Lëngu merr nxehtësinë nga kolektori dhe e transferon atë në rezervuarin e ujit, ku ruhet derisa të nevojitet. Nëse sistemi diellor nuk e ka ngrohur ujin në temperaturën e dëshiruar, mund të përdoret një burim shtesë energjie. Lloji dhe madhësia e sistemit përcaktohet në të njëjtën mënyrë si madhësia e një kolektori diellor për një ndërtesë banimi (shih më lart). Mirëmbajtja e sistemeve diellore industriale varet nga lloji dhe madhësia e sistemit, megjithatë, për shkak të thjeshtësisë së tij, kërkon mirëmbajtje minimale.Për shumë lloje të aktiviteteve tregtare dhe industriale, përparësia më e madhe e një kolektori diellor është kursimi i karburantit dhe energjisë. Sidoqoftë, nuk duhet të harrojmë përfitimet e rëndësishme mjedisore. Emetimet në ajër të ndotësve si gazi sulfuror, monoksidi i karbonit dhe oksidi i azotit zvogëlohen kur pronari i kompanisë vendos të përdorë një burim më të pastër energjie - Diellin.

FTOHJE DIELLORE

Kërkesa globale për energji për ajër të kondicionuar dhe ftohje po rritet. Kjo nuk është vetëm për shkak të nevojës në rritje për rehati në vendet e zhvilluara, por edhe për shkak të nevojës për të ruajtur ushqime dhe furnizime mjekësore në rajonet me klimë të ngrohtë, veçanërisht në vendet e botës së tretë.Ka tre metoda kryesore të ftohjes aktive. Para së gjithash, përdorimi i kompresorëve elektrikë, të cilët sot janë pajisja standarde ftohëse në Evropë. Së dyti, përdorimi i kondicionerëve thithës të nxitur nga energjia termike. Të dy llojet përdoren për kondicioner, d.m.th. ujë ftohës në 5 °C dhe ngrirje nën 0 °C. Ekziston një mundësi e tretë për klimatizimin - ftohja avulluese. Të gjitha sistemet mund të mundësohen nga energjia diellore, avantazhi i tyre shtesë është përdorimi i lëngjeve të punës absolutisht të sigurta: ujë të thjeshtë, kripë ose amoniak. Aplikimet e mundshme të kësaj teknologjie nuk janë vetëm klimatizimi, por edhe ftohja për ruajtjen e ushqimeve etj.

THARJE

Një kolektor diellor që ngroh ajrin mund të shërbejë si një burim i lirë nxehtësie për tharjen e kulturave të tilla si drithërat, frutat ose perimet. Meqenëse kolektorët diellorë me efikasitet të lartë e ngrohin temperaturën e ajrit në dhomë me 5-10 °C (dhe pajisjet komplekse - edhe më shumë), ata mund të përdoren për klimatizimin në magazina. zvogëlojnë humbjet e mëdha të të korrave në vendet në zhvillim. Mungesa e kushteve adekuate të ruajtjes çon në humbje të konsiderueshme të ushqimit. Megjithëse nuk është e mundur të vlerësohet me saktësi shkalla e humbjeve të të korrave në këto vende, disa burime i vlerësojnë ato në rreth 50-60%. Për të shmangur humbje të tilla, kultivuesit zakonisht i shesin të mbjellat menjëherë pas korrjes me çmime të ulëta. Reduktimi i humbjeve nga tharja e frutave të freskëta do të ishte me përfitim të madh si për prodhuesit ashtu edhe për konsumatorët. Në disa vende në zhvillim, tharja në ajër të hapur përdoret gjerësisht për të ruajtur ushqimin. Për ta bërë këtë, produkti shtrihet në tokë, gurë, në anë të rrugëve ose në çati. Avantazhi i kësaj metode është thjeshtësia dhe kostoja e ulët. Megjithatë, cilësia e produktit përfundimtar është e ulët për shkak të kohërave të gjata të tharjes, ndotjes, infektimit nga insektet dhe prishjes për shkak të mbinxehjes. Për më tepër, arritja e një përmbajtje mjaft të ulët lagështie është e vështirë dhe shpesh rezulton në prishjen e produktit gjatë ruajtjes. Futja e tharëseve diellore do të ndihmojë në përmirësimin e cilësisë së produkteve të thata dhe në uljen e humbjeve.

FURRA DIELLORE

Përdorimi i suksesshëm i furrave solare (sobave) u vu re në Evropë dhe Indi qysh në shekullin e 18-të. Sobat dhe furrat diellore thithin energjinë diellore, duke e shndërruar atë në nxehtësi, e cila ruhet brenda një hapësire të mbyllur. Nxehtësia e thithur përdoret për gatim, skuqje dhe pjekje. Temperatura në një furrë diellore mund të arrijë 200 gradë Celsius.Furrat diellore vijnë në shumë forma dhe madhësi. Këtu janë disa shembuj: furrë, furrë koncentrator, reflektor, avullore diellore, etj. Me gjithë shumëllojshmërinë e modeleve, të gjitha furrat kapin nxehtësinë dhe e mbajnë atë në një dhomë të izoluar nga nxehtësia. Në shumicën e modeleve, rrezet e diellit ndikojnë drejtpërdrejt në ushqim.

FURRA DIELLORE KUTI

Furrat diellore me kuti përbëhen nga një kuti e izoluar mirë, e lyer me ngjyrë të zezë nga brenda, në të cilën vendosen tenxhere të zeza me ushqim. Kutia është e mbuluar me një "dritare" me dy shtresa që lejon rrezatimin diellor në kuti dhe mban nxehtësinë brenda. Përveç kësaj, në të është ngjitur një kapak me një pasqyrë nga brenda, i cili, kur paloset mbrapa, rrit rrezatimin e rënë dhe kur mbyllet, përmirëson izolimin termik të sobës. Përparësitë kryesore të sobave diellore me kuti:
    Përdorni rrezatim diellor direkt dhe difuz. Ata mund të ngrohin disa tigane në të njëjtën kohë. Ato janë të lehta, të lëvizshme dhe të lehta për t'u trajtuar. Ata nuk duhet të ndjekin Diellin. Temperaturat e moderuara e bëjnë përzierjen të panevojshme. Ushqimi qëndron i ngrohtë gjatë gjithë ditës. Ato janë të lehta për t'u prodhuar dhe riparuar duke përdorur materiale lokale. Ato janë relativisht të lira (në krahasim me llojet e tjera të furrave diellore).
Sigurisht, ata gjithashtu kanë disa të meta:
    Me ndihmën e tyre, ju mund të gatuani vetëm gjatë ditës. Për shkak të temperaturave të moderuara, gatimi kërkon shumë kohë. Kapaku i xhamit çon në humbje të konsiderueshme të nxehtësisë. Furrat e tilla "nuk dinë të skuqen".
Për shkak të avantazheve të tyre, furrat diellore me kuti janë lloji më i zakonshëm i furrave diellore. Ato janë të llojeve të ndryshme: prodhim industrial, artizanal dhe shtëpiak; forma mund të ngjajë me një valixhe të sheshtë ose një kuti të gjerë të ulët. Ka edhe soba të palëvizshme prej balte, me kapak horizontal (në rajonet tropikale dhe subtropikale) ose të pjerrët (në klimat e butë). Për një familje prej pesë anëtarësh, rekomandohen modele standarde me një sipërfaqe hapjeje (zona hyrëse) prej rreth 0,25 m2. Në shitje ka edhe versione më të mëdha të furrave - 1 m2 ose më shumë.

FURRA PASQYRA (ME REFLEKTOR)

Furra më e thjeshtë e pasqyrës është një reflektor parabolik dhe një mbajtëse tepsi që ndodhet në fokusin e furrës. Nëse soba është e ekspozuar ndaj diellit, atëherë drita e diellit reflektohet nga të gjithë reflektorët në pikën qendrore (fokus), duke ngrohur tiganin. Reflektori mund të jetë një paraboloid i bërë, për shembull, nga fletë çeliku ose fletë reflektuese. Sipërfaqja reflektuese është bërë zakonisht prej alumini të lëmuar, metal pasqyre ose plastikë, por gjithashtu mund të përbëhet nga shumë pasqyra të vogla të sheshta të ngjitura në sipërfaqen e brendshme të paraboloidit. Në varësi të gjatësisë së dëshiruar fokale, reflektori mund të jetë në formën e një tasi të thellë në të cilin është zhytur plotësisht tigani me ushqim (gjatësia e shkurtër fokale, enët mbrohen nga era) ose një pjatë e cekët nëse tigani është instaluar në një pikë qendrore në një distancë të caktuar nga reflektori Të gjitha sobat - reflektorët përdorin vetëm rrezatim të drejtpërdrejtë diellor, dhe për këtë arsye duhet të kthehen vazhdimisht pas diellit. Kjo e ndërlikon funksionimin e tyre, pasi e bën përdoruesin të varur nga moti dhe pajisja e kontrollit Përparësitë e furrave me pasqyrë: Aftësia për të arritur temperatura të larta dhe, në përputhje me rrethanat, gatim i shpejtë. Modele relativisht të lira. Disa prej tyre mund të përdoren edhe për pjekje.Përparësitë e listuara shoqërohen me disa disavantazhe: Në varësi të gjatësisë fokale, furra duhet të rrotullohet pas Diellit afërsisht çdo 15 minuta. Përdoret vetëm rrezatimi i drejtpërdrejtë dhe rrezet e diellit të shpërndara humbasin. Edhe me një mbulesë të vogël reje, humbje të mëdha të nxehtësisë janë të mundshme. Trajtimi i një furre të tillë kërkon një aftësi dhe kuptim të caktuar të parimeve të funksionimit të saj. Rrezatimi i reflektuar nga reflektori është shumë i ndritshëm, i verbon sytë dhe mund të shkaktojë djegie nëse bie në kontakt me pikën qendrore. Gatimi është i kufizuar në orët e ditës. Kuzhinieri duhet të punojë në diell të nxehtë (me përjashtim të furrave me fokus fiks). Efikasiteti i sobës varet në një masë të madhe nga ndryshimi i fuqisë dhe drejtimit të erës. Një pjatë e gatuar gjatë ditës ftohet deri në mbrëmje.Vështirësia e përdorimit të këtyre furrave, e kombinuar me faktin se kuzhinieri duhet të qëndrojë në diell, është arsyeja kryesore e popullaritetit të tyre të ulët. Por në Kinë, ku gatimi tradicionalisht kërkon nxehtësi dhe fuqi të lartë, ato janë të përhapura.

DISTILIMI DIELLOR

Në mbarë botën, shumë njerëz po përjetojnë mungesë të ujit të pastër. Nga 2.4 miliardë njerëz në vendet në zhvillim, më pak se 500 milionë kanë qasje në ujë të pijshëm të pastër, e lëre më ujë të distiluar. Distilimi diellor mund të ndihmojë në zgjidhjen e këtij problemi. Një distilues diellor është një pajisje e thjeshtë që e kthen ujin e kripur ose të ndotur në ujë të pastër dhe të distiluar. Parimi i distilimit diellor është i njohur për një kohë të gjatë. Në shekullin e katërt para Krishtit, Aristoteli propozoi një metodë për avullimin e ujit të detit për të prodhuar ujë të pijshëm. Megjithatë, solari ende nuk u ndërtua deri në vitin 1874, kur J. Harding dhe S. Wilson e ndërtuan atë në Kili për të siguruar ujë të pastër për një komunitet minierash. Ky distilues prej 4700 m2 prodhonte 24000 litra ujë në ditë. Aktualisht, impiante të tilla me kapacitet të lartë janë të disponueshme në Australi, Greqi, Spanjë, Tunizi dhe në ishullin e Shën Vincentit në Karaibe. Njësi më të vogla janë në përdorim të gjerë në vende të tjera.Pothuajse çdo bregdet detar dhe zonë shkretëtirë mund të bëhet e banueshme duke përdorur energjinë diellore për të ngritur dhe pastruar ujin. Të gjitha fazat e këtij procesi - funksionimi i pompës, pastrimi dhe furnizimi me ujë në distilues - kryhen duke përdorur energjinë diellore.

CILËSIA E UJIT

Uji i përftuar nga një bimë e tillë është me cilësi të lartë. Zakonisht tregon rezultatin më të mirë kur testohet për sasinë e substancave të tretura në ujë. Gjithashtu është i ngopur me ajër pasi kondensohet në distilues në prani të ajrit. Uji mund të ketë shije të çuditshme në fillim, pasi i mungojnë mineralet me të cilat shumica prej nesh jemi mësuar. Testet tregojnë se distilimi ka eliminuar të gjitha bakteret, dhe përmbajtja e pesticideve, plehrave dhe tretësve është reduktuar me 75-99,5%. E gjithë kjo ka një rëndësi të madhe në vendet ku njerëzit vazhdojnë të vdesin nga kolera dhe sëmundje të tjera infektive.

TERMECIALE DIELLORE

Përveç përdorimit të drejtpërdrejtë të nxehtësisë diellore, në rajonet me nivele të larta të rrezatimit diellor, ajo mund të përdoret për të gjeneruar avull, i cili kthen një turbinë dhe gjeneron energji elektrike. Prodhimi i energjisë elektrike termike diellore në një shkallë të gjerë është mjaft konkurrues. Aplikimi industrial i kësaj teknologjie daton në vitet 1980; që atëherë, industria është zhvilluar me shpejtësi. Më shumë se 400 megavat termocentrale diellore janë instaluar tashmë nga ndërmarrjet amerikane, duke siguruar energji elektrike për 350,000 njerëz dhe duke zhvendosur ekuivalentin e 2.3 milion fuçi nafte në vit. Nëntë termocentrale të vendosura në shkretëtirën Mojave (në shtetin amerikan të Kalifornisë) kanë 354 MW kapacitet të instaluar dhe kanë akumuluar 100 vjet përvojë operimi industrial. Kjo teknologji është aq e avancuar saqë, sipas informacioneve zyrtare, mund të konkurrojë me teknologjitë tradicionale të prodhimit të energjisë në shumë pjesë të Shteteve të Bashkuara. Në rajone të tjera të botës, projektet për përdorimin e nxehtësisë diellore për të prodhuar energji elektrike gjithashtu duhet të nisin së shpejti. India, Egjipti, Maroku dhe Meksika po zhvillojnë programe përkatëse, grantet për financimin e tyre sigurohen nga Fondi Global i Mjedisit (GEF). Në Greqi, Spanjë dhe SHBA po zhvillohen projekte të reja nga prodhues të pavarur të energjisë.Sipas metodës së prodhimit të nxehtësisë termocentralet diellore ndahen në koncentratorë diellorë (pasqyra) dhe pellgje diellore.

KONCENTRATORË DIELLOR

Termocentrale të tilla përqendrojnë energjinë diellore duke përdorur lente dhe reflektorë. Meqenëse kjo nxehtësi mund të ruhet, stacione të tilla mund të prodhojnë energji elektrike sipas nevojës, ditën ose natën, në çdo mot.Pasqyrat e mëdha - me një fokus pikë ose linear - përqendrojnë rrezet e diellit në një masë të tillë që uji të kthehet në avull, duke lëshuar energji të mjaftueshme për të kthyer turbinën. Luz Corp. instaloi fusha të mëdha të pasqyrave të tilla në shkretëtirën e Kalifornisë. Ato prodhojnë 354 MW energji elektrike. Këto sisteme mund të shndërrojnë energjinë diellore në energji elektrike me një efikasitet prej rreth 15%.Teknologjitë për gjenerimin e energjisë elektrike termike diellore bazuar në përqendrimin e dritës së diellit janë në faza të ndryshme zhvillimi. Koncentratorët parabolikë përdoren tashmë në një shkallë industriale sot: në shkretëtirën Mojave (Kaliforni), kapaciteti i instalimit është 354 MW. Kullat e energjisë diellore janë në fazën e projekteve demonstruese. Një projekt pilot i quajtur “Solar Two” me kapacitet 10 MW është duke u testuar në Barstow (SHBA). Sistemet e tipit disku po kalojnë në fazën e projekteve demonstruese. Disa projekte janë në zhvillim e sipër. Një stacion prototip 25 kilovat është duke funksionuar në Golden (SHBA). Termocentralet diellore kanë një sërë veçorish që i bëjnë ato një teknologji shumë tërheqëse në tregun global në zgjerim të energjisë së rinovueshme. Termocentralet diellore kanë bërë një rrugë të gjatë gjatë dekadave të fundit. Puna e vazhdueshme e zhvillimit duhet t'i bëjë këto sisteme më konkurruese me lëndët djegëse fosile, të rrisë besueshmërinë e tyre dhe të sigurojë një alternativë serioze përballë kërkesës gjithnjë në rritje për energji elektrike. . Për këtë qëllim, energjia diellore e akumuluar gjatë ditës duhet të ruhet në rezervuarët e ruajtjes së nxehtësisë. Ky proces ndodh natyrshëm në të ashtuquajturat pellgje diellore. Pellgjet diellore kanë një përqendrim të lartë kripe në fund të ujit, një shtresë e mesme jo-konvektive uji në të cilën përqendrimi i kripës rritet me thellësi dhe një shtresë konvektive me një kripë të ulët. përqendrimi në sipërfaqe. Rrezet e diellit bien në sipërfaqen e pellgut dhe nxehtësia mbahet në shtresat e poshtme të ujit për shkak të përqendrimit të lartë të kripës. Uji me kripësi të lartë, i ngrohur nga energjia diellore e thithur nga fundi i pellgut, nuk mund të ngrihet për shkak të densitetit të lartë. Mbetet në fund të pellgut, duke u ngrohur gradualisht derisa pothuajse të vlojë (ndërsa shtresat e sipërme të ujit mbeten relativisht të ftohta). "Shëllirë" e poshtme e nxehtë përdoret ditën ose natën si burim nxehtësie, falë të cilit një turbinë e veçantë ftohës organike mund të gjenerojë energji elektrike. Shtresa e mesme e pellgut diellor vepron si izolim termik, duke parandaluar konvekcionin dhe humbjen e nxehtësisë nga fundi në sipërfaqe. Dallimi i temperaturës midis fundit dhe sipërfaqes së ujit të pellgut është i mjaftueshëm për të drejtuar gjeneratorin. Ftohësi, i kaluar nëpër tuba përmes shtresës së poshtme të ujit, futet më tej në sistemin e mbyllur Rankin, në të cilin turbina rrotullohet për të prodhuar energji elektrike.1. Përqendrimi i lartë i kripës 2. Shtresa e mesme.3. Përqendrimi i ulët i kripës4. Uji i ftohtë "në" dhe uji i nxehtë "jashtë"

QELIZA FOTOELEKTRIKE

Pajisjet për shndërrimin e drejtpërdrejtë të dritës ose energjisë diellore në energji elektrike quhen fotocela (në anglisht Photovoltaics, nga fotot greke - drita dhe emri i njësisë së forcës elektromotore - volt). Shndërrimi i dritës së diellit në energji elektrike ndodh në qelizat fotovoltaike të bëra nga një material gjysmëpërçues si silikoni, i cili gjeneron një rrymë elektrike kur ekspozohet ndaj dritës së diellit. Duke lidhur qelizat fotovoltaike në module, dhe ato, nga ana tjetër, me njëra-tjetrën, është e mundur të ndërtohen stacione të mëdha fotovoltaike. Stacioni më i madh i tillë deri më sot është instalimi 5 megavat i Carris Plain në shtetin amerikan të Kalifornisë. Efikasiteti i instalimeve fotovoltaike është aktualisht rreth 10%, megjithatë, qelizat fotovoltaike individuale mund të arrijnë një efikasitet prej 20% ose më shumë.

MODULET DIELLORE

Një modul diellor është një bateri e qelizave diellore të ndërlidhura të mbyllura nën një mbulesë xhami. Sa më intensive të jetë drita që bie mbi fotocelat dhe sa më e madhe sipërfaqja e tyre, aq më shumë energji elektrike prodhohet dhe aq më e madhe është forca e rrymës. Modulet klasifikohen sipas fuqisë maksimale në vat (Wp). Watt është një njësi matëse për fuqinë. Një vat maksimal është një karakteristikë teknike që tregon vlerën e fuqisë së instalimit në kushte të caktuara, d.m.th. kur rrezatimi diellor prej 1 kW/m2 bie mbi elementin në temperaturën 25 °C. Ky intensitet arrihet në kushte të mira moti dhe Dielli në zenitin e tij. Një qelizë 10 x 10 cm nevojitet për të prodhuar një vat maksimal. Modulet më të mëdha, 1 m x 40 cm, prodhojnë rreth 40-50 Wp. Megjithatë, ndriçimi diellor rrallë arrin 1 kW/m2. Për më tepër, në diell moduli nxehet shumë më i lartë se temperatura nominale. Të dy këta faktorë ulin performancën e modulit. Në kushte tipike, performanca mesatare është rreth 6 Wh në ditë dhe 2000 Wh në vit për Wp. 5 Wh është sasia e energjisë së konsumuar nga një llambë 50 W në 6 minuta (50 W x 0,1 h = 5 Wh) ose një radio portative në një orë (5 W x 1 h = 5 Wh) .

INSTALIMET FOTOELEKTRIKE INDUSTRIALE

Prej disa vitesh, sistemet e vogla fotovoltaike janë përdorur në furnizimin publik me energji elektrike, gaz dhe ujë, duke dëshmuar kosto-efektivitetin e tyre. Shumica e tyre kanë një fuqi deri në 1 kW dhe përfshijnë bateri për ruajtjen e energjisë. Ata kryejnë një sërë funksionesh, nga ndezja e dritave të sinjalit në shtyllat e energjisë, deri te alarmi i avionëve deri te monitorimi i cilësisë së ajrit. Ata kanë demonstruar besueshmëri dhe qëndrueshmëri në industrinë e shërbimeve dhe po krijojnë bazën për prezantimin e ardhshëm të sistemeve më të fuqishme.

PËRFUNDIM

Në korsinë e mesme, sistemi diellor ju lejon të plotësoni pjesërisht nevojat për ngrohje. Përvoja e funksionimit tregon se kursimi sezonal i karburantit për shkak të përdorimit të energjisë diellore arrin në 60% Ato mund të punojnë për një kohë të pacaktuar Ulja e vazhdueshme e kostos së një vat diellor do t'i lejojë impiantet diellore të konkurrojnë me burime të tjera autonome të energjisë, siç janë termocentralet me naftë.

LISTA E LITERATURËS SË PËRDORUR

1. Lavrus V.S. Burimet e energjisë / Seria "Edicioni i Informacionit", Numri 3 "Shkenca dhe Teknologjia", 1997


Top