L'énergie solaire – ce … L'utilisation de panneaux solaires

Ces dernières années, les scientifiques sont particulièrement intéressés par des sources d'énergie alternatives. Le pétrole et le gaz se terminera tôt ou tard, alors pensez à la façon dont nous allons survivre dans cette situation, il est maintenant nécessaire. En Europe, les éoliennes sont largement utilisés, qui essaie d'extraire l'énergie de l'océan, et nous parlons de l'énergie solaire. Après tout, l'étoile, que nous voyons presque tous les jours dans le ciel, peut nous aider à préservons les ressources non renouvelables et d' améliorer l'environnement. La valeur du soleil à la Terre ne peut pas être surestimée – il donne la chaleur, la lumière et permet à la fonction de toute vie sur la planète. Alors pourquoi ne pas le trouver une autre application?

Un peu d'histoire

Dans le physicien milieu du 19e siècle Aleksandr Edmon Bekkerel a découvert l'effet photovoltaïque. À la fin du siècle Charlz Fritts a développé le premier dispositif capable de traiter l'énergie solaire en électricité. Nous avons utilisé le sélénium recouvert d'une fine couche d'or. L'effet était faible, mais il est cette invention est souvent associée au début de l'ère de l'énergie solaire. Certains chercheurs ne sont pas d'accord avec cette formulation. Ils ont appelé le fondateur de l'ère de renommée mondiale, l'énergie solaire scientifique Alberta Eynshteyna. En 1921, il a reçu le prix Nobel pour son explication des lois de l'effet photoélectrique externe.

Il semblerait que l'énergie solaire – c'est un moyen prometteur de développement. Mais il y a de nombreux obstacles afin qu'il se place dans tous les foyers – principalement économiques et environnementaux. Ce qui est inclus dans le coût des panneaux solaires, combien mal qu'ils peuvent causer environnement et quoi d'autre il y a des façons de produire de l'énergie, nous apprenons plus tard.

accumulation de méthodes

La tâche la plus urgente associée à la domestication de l'énergie du soleil, est non seulement de recevoir, mais l'accumulation. Et c'est le plus difficile. À l'heure actuelle, les scientifiques ont été développés seulement 3 façons de pleine domestication de l'énergie solaire.

La première est basée sur l'utilisation d'un miroir parabolique et un peu comme jouer avec une loupe, ce qui est familier à tous de l'enfance. La lumière passe à travers la lentille, en un point de collecte. Si vous mettez un morceau de papier, il allume la température a traversé les rayons du soleil est incroyablement élevé dans cet endroit. Le miroir parabolique est un disque concave, ressemblant à un bol peu profond. Ce miroir, contrairement à la loupe ne transmet pas, mais reflète la lumière du soleil capturant à un moment donné, ce qui est généralement dirigé vers une conduite d'eau noire. Cette couleur est utilisée car il absorbe mieux la lumière. L' eau dans le tube sous l'action de la lumière du soleil se réchauffe et peut être utilisé pour produire de l' électricité ou pour le chauffage des petites maisons.

chauffage plat

Cette méthode utilise un système complètement différent. Récepteur solaire ressemble à une structure multi-couches. Son principe de fonctionnement est le suivant.

En passant par le verre, les rayons tombent sur le métal sombre qui est connu pour être mieux absorbe la lumière. Le rayonnement solaire est transformé en énergie thermique , et chauffe l'eau, qui est sous la plaque de fer. En outre, tout se passe comme dans le premier procédé. L'eau chauffée peut être utilisé soit pour le chauffage ou pour la production d'énergie électrique. Cependant, l'efficacité de cette méthode est pas assez élevé pour l'utiliser partout.

En règle générale, ainsi obtenu l'énergie solaire – il est chaud. Pour l'électricité est beaucoup plus susceptible d'utiliser la troisième méthode.

les cellules solaires

La plupart d'entre nous sont familiers avec ces sources d'énergie. Elle implique l'utilisation de plusieurs batteries ou panneaux solaires, qui se trouvent sur les toits de la plupart des maisons d'aujourd'hui. Un tel procédé est compliqué décrit précédemment, mais est beaucoup plus prometteur. Il est celui qui vous donne la possibilité de convertir l'énergie solaire en électricité à l'échelle industrielle.

panneaux spéciaux destinés à capter les rayons en cristaux riches en silice. La lumière du soleil qui tombe sur eux, frappe un électron sur orbite. A sa place, cherche immédiatement une autre, ainsi obtenu chaîne en mouvement continu, ce qui crée un courant. Il est utilisé immédiatement si nécessaire pour fournir des dispositifs ou stockés sous forme d'électricité dans des batteries spéciales.

La popularité de cette méthode basée sur le fait qu'il vous permet d'obtenir plus de 120 watts avec seulement un mètre carré de panneau solaire. Dans ce cas, les panneaux ont une épaisseur relativement faible, ce qui leur permet de placer presque partout.

Les types de panneaux en silicium

Il existe plusieurs types de cellules solaires. Le premier fait en utilisant du silicium monocristallin. Leur efficacité est d'environ 15%. Ces panneaux solaires sont les plus chers.

L'efficacité des cellules en silicium polycristallin, atteint 11%. Ils coûtent moins cher que le matériel pour eux est obtenu par une technologie simplifiée. Le troisième type est le plus économique et a une efficacité minimale. Ce panneau de silicium amorphe, qui est non-cristallin. En plus de mauvaises performances, ils ont un inconvénient majeur – la fragilité.

Certains fabricants pour accroître l'efficacité impliquent les deux côtés du panneau solaire – arrière et l'avant. Cela vous permet de capter la lumière dans les grands volumes, et augmente la quantité d'énergie produite par 15-20%.

fabricants nationaux

L'énergie solaire dans le monde est de plus en plus fréquent. Même dans notre pays, nous sommes intéressés à en apprendre sur l'industrie. Malgré le fait que la Russie n'a pas été très actif est le développement des énergies alternatives, certains progrès ont été réalisés. À l'heure actuelle, la création de panneaux d'énergie solaire prend quelques organisations – pour la plupart des établissements d'enseignement de divers types, et les usines pour la production d'équipements électriques.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. Institut russe de recherche pour l'électrification de l'agriculture.
4. Machine Building NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC « Ryazan plantes de dispositifs métal-céramique ».
7. JSC Pravdinsky Sources de l'usine pilote d'une « positive » actuelle.

Ceci est seulement une petite partie des entreprises, prenant une part active dans le développement des énergies alternatives en Russie.

Impact sur l'environnement

Refus de sources de charbon et de l'énergie du pétrole est non seulement lié au fait que ces ressources se déroulera tôt ou tard. Le fait qu'ils sont très nocifs pour l'environnement – pollution du sol, l'air et l'eau, contribuent au développement des maladies chez l'homme et de réduire l'immunité. Voilà pourquoi les sources alternatives d'énergie doivent être sûrs d'un point de vue environnemental.

Le silicium, qui est utilisé pour la production de cellules solaires par lui-même est sûr, car il est un matériau naturel. Mais après le nettoyage reste des déchets. Ils peuvent causer des dommages à l'homme et l'environnement si elle est mal utilisée.

De plus, le site est complètement encombré par des panneaux solaires, peuvent perturber l' éclairage naturel. Cela conduira à des changements dans l'écosystème existant. Mais en général, l'impact sur l'environnement des dispositifs pour la conversion de l'énergie solaire est minime.

économie

Le plus grand coût de production de cellules solaires sont associés au coût élevé des matières premières. Comme nous l'avons vu, les panneaux spéciaux sont créés en utilisant le silicium. Malgré le fait que ce minéral est largement répandu dans la nature, avec sa proie attaché un gros problème. Le fait que le silicium, qui est plus d'un quart de la masse de la croûte terrestre, ne convient pas à la production de cellules solaires. A cet effet, un matériau approprié que pur obtenu par des procédés industriels. Malheureusement, sur le sable pour obtenir du silicium pur est extrêmement problématique.

Pour le prix de cette ressource est comparable à l'uranium est utilisé dans les centrales nucléaires. Voilà pourquoi le coût des cellules solaires reste actuellement à un niveau assez élevé.

la technologie moderne

Les premières tentatives pour dompter l'énergie solaire là pour longtemps. Depuis lors, de nombreux chercheurs sont activement engagés dans la recherche de l'équipement le plus efficace. Il doit non seulement être compétitif sur le plan économique, mais aussi compact. Son efficacité doit tendre au maximum.

Les premières étapes à un dispositif idéal pour recevoir et convertir de l'énergie solaire ont été apportées à l'invention de batteries de silicium. Bien sûr, le prix est assez élevé, mais les panneaux peuvent être placés sur les toits et les murs des maisons, où ils ne seront pas interférer avec tout le monde. L'efficacité de ces batteries est indéniable.

Mais la meilleure façon d'augmenter la popularité de l'énergie solaire – le rendre moins cher. Des chercheurs allemands ont déjà proposé de remplacer les fibres de silicium, synthétiques, qui peuvent être intégrés dans un tissu ou d'autres matériaux. L'efficacité d'une telle cellule solaire est pas très élevé. Mais la chemise intercalés avec des fibres synthétiques peut, au moins, pour fournir de l'électricité à un smartphone ou un lecteur. travailler activement dans le domaine de la nanotechnologie. Probablement, ils permettront au soleil de devenir la source d'énergie la plus populaire de ce siècle. Les spécialistes de la société Scates AS de Norvège a déjà déclaré que la nanotechnologie permettra de réduire le coût des panneaux solaires est 2 fois.

L'énergie solaire pour les maisons

Le logement, qui se fera en sorte que le rêve de beaucoup pour vous: il n'y a pas de dépendance du chauffage central, des difficultés à payer les factures et les dommages à l'environnement. Déjà, de nombreux pays sont activement construire un logement, ne consommant que l'énergie provenant de sources alternatives. Un exemple frappant – la maison solaire que l'on appelle.

Pendant la construction, il exigera des investissements accrus que le traditionnel. Mais après plusieurs années de fonctionnement, tous les frais seront remboursés – à payer pour le chauffage, l'eau chaude et l'électricité. Dans la maison solaire toutes ces communications sont liées à des panneaux photovoltaïques spécifiques placés sur le toit. Et ainsi obtenu les ressources énergétiques non seulement consacrée aux besoins actuels, mais aussi d'accumuler pour la nuit et par temps nuageux.

À l'heure actuelle, la construction de ces maisons est menée non seulement dans les pays proches de l'équateur, où l'énergie du soleil pour produire de la meilleure façon. Ils ont également érigé au Canada, en Finlande et en Suède.

Avantages et inconvénients

Développement de technologies pour exploiter l'énergie solaire partout, pourrait être plus actif. Mais il y a des raisons pour lesquelles il est toujours pas une priorité. Comme nous l'avons dit plus haut, dans la fabrication de panneaux produits par des substances nocives pour l'environnement. En outre, l'équipement fini contient dans sa composition de gallium, l'arsenic, le cadmium et le plomb.

Il soulève beaucoup de questions et la nécessité pour le recyclage des panneaux photovoltaïques. Après 50 ans de travail, ils seront inaptes au service, et ils doivent tuer en quelque sorte. Est-il causer un préjudice énorme à la nature? Il convient également de garder à l'esprit que l'énergie solaire – est l'efficacité des ressources inconstante de la production dépend de l'heure du jour et la météo. Ceci est un inconvénient important.

Mais les pros, bien sûr. L'énergie solaire peut être produite dans pratiquement tout point de la terre, et l'équipement pour sa préparation et de la transformation peut être si petit qu'il tient sur le dos du téléphone intelligent. Ce qui est plus important, il est une ressource renouvelable, qui est, la quantité d'énergie solaire reste inchangé pendant au moins mille ans.

perspectives

Le développement des technologies de l'énergie solaire devrait entraîner une baisse des coûts pour créer des éléments. Déjà, il y a des panneaux de verre qui peuvent être installés sur les fenêtres. Le développement de la nanotechnologie a permis d'inventer une peinture qui est pulvérisé sur les panneaux solaires et pourrait remplacer la couche de silicium. Si le coût de l'énergie solaire ne tombe quelques fois, sa popularité va également croître à plusieurs reprises.

Création de petits panneaux pour l'application individuelle permettra en toutes circonstances d'utiliser l'énergie solaire – à la maison, dans la voiture ou même dans le pays. Merci à leur distribution afin de réduire la charge sur le pouvoir central, parce que les gens seront en mesure de recharger les petits appareils électroniques.

Les experts de Shell estiment que d'ici 2040 environ la moitié de l'énergie mondiale sera générée à partir de ressources renouvelables. Déjà en Allemagne, la consommation d'énergie solaire connaît une croissance rapide, et la capacité de la batterie est plus de 35 gigawatts. Le Japon développe également activement cette industrie. Ces deux pays – les leaders de l'énergie solaire dans le monde. Probablement, bientôt rejointe par les Etats-Unis.

D'autres sources d'énergie alternatives

Les scientifiques ne cessent de casse-tête sur le fait que vous pouvez toujours être utilisé pour produire de l'électricité ou de la chaleur. Donner des exemples les plus prometteurs sources d'énergie alternatives.

Les éoliennes peuvent maintenant être trouvés dans presque tous les pays. Même dans les rues de nombreuses villes russes installer des lumières qui sont autonomes en électricité à partir de l'énergie éolienne. Certes, le coût de leur supérieur à la moyenne, mais au fil du temps, ils vous remboursons la différence.

Il y a longtemps, il a été inventé la technologie pour produire de l'énergie en utilisant la différence de température de l'eau entre la surface de l'océan et en profondeur. La Chine va activement au développement de ce domaine. Dans les années à venir, au large des côtes de la Chine vont construire la plus grande centrale électrique fonctionnant sur cette technologie. Il y a d'autres utilisations de la mer. Par exemple, en Australie, envisagent de créer une centrale produisant de l'énergie à partir de la force des courants d'eau.

Il y a beaucoup d'autres façons de produire de l'électricité ou de la chaleur. Mais dans le contexte de nombreuses autres options de l'énergie solaire – il est vraiment prometteur domaine de la science.