Home Солнечная энергия
Солнечная энергия PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
03.10.2011 20:24

Выдающийся потенциал выработки солнечной энергии по сравнению со всеми другими источниками энергии

Солнечная энергия  свет и тепло от солнца, используя ряд постоянно развивающихся технологий, таких как солнечное отопление, солнечных батарей, солнечных тепловой энергии, солнечной архитектуры и искусственного фотосинтеза.

 

 

Это важный источник возобновляемой энергии и ее технологии широко охарактеризовать как пассивное солнечное или активные солнечные зависимости от того, как они захвата и передачи солнечной энергии или превратить его в солнечной энергии. Активные солнечные методы включают использование фотоэлектрических систем, сосредоточены солнечной энергии и солнечного нагрева воды использовать энергию. Пассивные солнечные методы включают в себя ориентации здания к Солнцу, выборе материалов с благоприятными термическая масса или светло-диспергирующих свойств и проектировании пространства, что, естественно циркулировать воздух.

 

 

В 2011 году Международное энергетическое агентство говорит, что "развитие доступным, неисчерпаемых и экологически чистых технологий использования солнечной энергии будет иметь огромное долгосрочные выгоды. Это увеличит энергетическую безопасность стран при опоре на коренной, неисчерпаемой и в основном импорт-независимого ресурса, Повышение устойчивости, снижения загрязнения окружающей среды, снизить затраты на смягчения последствий глобального потепления, и держать цены на ископаемое топливо ниже, чем в противном случае эти преимущества глобальных Поэтому дополнительные расходы из стимулов для скорейшего развертывания следует учитывать инвестиции обучения;.. они должны быть разумно потрачены и должны быть широко распространены ".

 

Возобновляемые источники энергии

Биотопливо Биомасса Геотермальная Гидроэнергетика Солнечная энергия Tidal Wave Питание Ветроэнергетика

Темы по странам

v Т е

 

инсоляции и солнечной радиации,

 

Около половины поступающей солнечной энергии достигает поверхности Земли.

Земля получает 174 петаватт (PW) поступающего солнечного излучения (инсоляции) в верхних слоях атмосферы.  Примерно 30% отражается обратно в космос, а остальное поглощается облаками, океанами и сушей.Спектр солнечного света на поверхности Земли, в основном, распределены по видимой и ближней инфракрасной области с небольшой роли в ближней ультрафиолетовой.

 

Поверхности суши, океанов и атмосферы Земли поглощать солнечное излучение, и это повышает их температуру. Теплый воздух, содержащий испарившейся воды из океанов поднимается, вызывая циркуляции атмосферы или конвекции. Когда воздух достигает большой высоты, где температура низкая, водяной пар конденсируется в облака, которые дождь на поверхность Земли, завершая цикл воды.Скрытая теплота конденсации воды усиливает конвекцию, производя атмосферные явления, такие как ветер, циклоны и антициклонов. Солнечный свет поглощается океанами и сушей сохраняет поверхность при средней температуре от 14 ° C. По фотосинтеза зеленые растения превращают солнечную энергию в химическую энергию, которая производит продукты питания, древесины и биомассы, из которой ископаемое топливо, полученный.

 

Ежегодные потоки солнечных и потребление энергии человека

Солнечная 3850000 EJ

Ветер 2250 EJ

Потенциал биомассы ~ 200 EJ

Использование первичной энергии (2010) 539 EJ

Электричество (2010) ~ 67 EJ

1 эксаджоуль (EJ) является 1018 Дж или +278000000000 киловатт-часов (кВт · ч).

Суммарной солнечной энергии поглощается атмосферой, океанами Земли и суши составляет около 3850000 эксаджоулей (EJ) в год.  В 2002, это было больше энергии в течение одного часа, чем мир, используемого в течение одного года.  Фотосинтез захватывает примерно 3000 EJ в год в биомассе. технический потенциал, имеющийся из биомассы составляет от 100-300 EJ / год.  количество солнечной энергии, достигающей поверхности планеты настолько велико, что в течение одного года он примерно в два раза больше, чем когда-либо будет получено от всех невозобновляемых ресурсов Земли угля, нефти, природного газа и добываемого урана вместе взятых,

 

Солнечная энергия может быть использована на разных уровнях во всем мире, в основном в зависимости от расстояния от экватора.

 

В начале коммерческой адаптации

 

1917 патент чертеж для параболического желоба системы солнечной энергии Шуман в

В 1897 году Франк Шуман, американский изобретатель, инженер и солнечная энергия пионером построил небольшую демонстрацию солнечной двигатель, который работал, отражая солнечную энергию на квадратных ящиках с эфира, который имеет более низкую температуру кипения, чем вода, и были установлены внутри с черными трубами который в свою очередь питается паровой двигатель. В 1908 году Шуман сформировал ВС Power Company с целью создания более крупных солнечных электростанций. Он, вместе со своим техническим консультантом A.S.E. Аккерман и британский физик сэр Чарльз Вернон Мальчики,  разработали усовершенствованную систему с помощью зеркала, чтобы отразить солнечную энергию на коллекторных коробок, увеличивая мощность нагрева до такой степени, что вода теперь может быть использован вместо эфира. Шуман затем построил полномасштабную паровой двигатель питается от воды низкого давления, что позволило ему запатентовать всю солнечную систему двигателя 1912.

 

Шуман создал первый в мире солнечную электростанцию тепловой в Маади, Египет, между 1912 и 1913 завод Шуман использовали параболические лотки для питания 45-52 кВт (60-70 л.с.), что закачала более 22000 литров (4800 имп гал; 5800 галлон США) воды в минуту от реки Нил на соседние хлопковых полях. Хотя начало Первой мировой войны и открытие дешевой нефти в 1930 году не рекомендуется продвижение солнечной энергии, видение и основная конструкция Шуман были воскрешены в 1970 с новой волной интереса к солнечной тепловой энергии.  В 1916 Шумана был процитирован в СМИ, пропагандирующих использование солнечной энергии, заявив, что:

 

Мы доказали, коммерческую прибыль ВС власти в тропиках и, в частности, доказано, что после того как наши магазины нефти и угля будут исчерпаны человеческая раса может получить неограниченную власть от лучей солнца.

 

-Frank Шуман, New York Times, 2 июля 1916

Применение солнечных технологий

 

Средняя инсоляция показывая Площадь участка (маленькие черные точки), необходимое для замены мировой спрос первичной энергии с солнечной электроэнергии (18 TW 568 эксаджоуль, EJ, за год). Инсоляция для большинства людей составляет от 150 до 300 Вт / м2 или 3,5 до 7,0 кВт · ч / м2 / день.

Солнечная энергия относится прежде всего к использованию солнечной радиации для практических целей. Тем не менее, все возобновляемые источники энергии, кроме геотермальной, приливов и отливов, черпают энергию от солнца.

 

Солнечные технологии в целом охарактеризовать как пассивный или активный в зависимости от того, как они захватить, преобразования и распределения солнечного света. Активные солнечные методы используют фотоэлектрические панели, насосов и вентиляторов для преобразования солнечного света в полезную выходов. Пассивные солнечные методы включают в себя выбор материалов с благоприятными тепловыми свойствами, проектировании пространства, что, естественно, циркуляцию воздуха, и ссылаясь на положение здания в ВС Активные солнечные технологии увеличения поставок энергии и считаются стороны предложения технологий, в то время как пассивные солнечные технологии снижают необходимость альтернативных ресурсов и, как правило, считается стороны спроса технологий.

 

Архитектура и городское планирование

Основные статьи: Пассивное солнечное проектирование зданий и городского теплового острова

 

Дармштадт технологический университет в Германии выиграл 2007 Solar Decathlon в Вашингтоне, округ Колумбия, с этой пассивного дома, разработанный специально для влажной и горячей субтропическим климатом.

Солнечный свет под влиянием проектирования зданий с начала истории архитектуры.  Дополнительные солнечные архитектуры и градостроительства методы были впервые использованы греков и китайцев, которые ориентированы свои здания к югу, чтобы обеспечить свет и тепло.

 

Общие черты пассивного солнечного архитектуры ориентация по отношению к ВС, компактный доля (низкий площади поверхности к объему), селективный затенения (свесы) и тепловой массы. Когда эти функции адаптированы к местному климату и окружающей среды они может производить хорошо освещенных пространств, которые остаются в удобном диапазоне температур. Сократа Мегарон Дом классический пример пассивного солнечного дизайна.  Самые последние подходы к использования солнечной дизайн компьютерного моделирования связывающая солнечного освещения, систем отопления и вентиляции в комплексе солнечной дизайна упаковки. Активный солнечной оборудование, такое как насосы, вентиляторы и переключение окна могут дополнять пассивная конструкция и улучшить производительность системы.

 

Городские тепловые острова (ухи) являются столичные районы с более высоким температурам, чем у окружающей среды. Более высокие температуры являются результатом увеличения поглощения солнечного света без городскими материалов, таких как асфальт и бетон, которые имеют более низкие альбедо и выше теплоемкости, чем те, в естественной среде.Прямой метод противодействия UHI эффект рисовать зданий и дорог белые и растений деревьев. Используя эти методы, гипотетическая программа "холодные сообщества" в Лос-Анджелесе прогнозирует, что городские температура может быть снижена примерно на 3 ° С при расчетной стоимостью $ 1 млрд, давая оценкам общий годовой выгоды в размере $ 530 млн за счет уменьшения кондиционирования воздуха расходы и сбережения здравоохранения .

 

Сельское хозяйство и садоводство

 

Теплицы, как это в городе Westland Нидерландов выращивать овощи, фрукты и цветы.

Сельское хозяйство и садоводство стремятся оптимизировать захват солнечной энергии с целью оптимизации производительности растений. Такие методы, как приурочен циклов посадки, с учетом ориентации подряд, расположенных в шахматном порядке высот между рядами и смешивания сортов растений может повысить урожайность сельскохозяйственных культур.  В то время как солнечный свет, как правило, считается в изобилии ресурс, исключения подчеркивают важность солнечной энергии в сельское хозяйство. Во время короткого вегетационного сезона Малого ледникового периода, французские и английские фермеры, используемые фруктовые стены, чтобы максимизировать сбор солнечной энергии. Эти стены выступал в качестве тепловых масс и ускоренного созревания, сохраняя растений в тепле. Ранние фрукты стены были построены перпендикулярно к земле и юг, но с течением времени, наклонные стены были разработаны для более эффективного использования солнечного света. В 1699 году Никола Фатио де Дюилье даже предложил использовать механизм отслеживания, которые могли бы поворачиваться следовать ВС Применение солнечной энергии в сельском хозяйстве в сторону от выращивания сельскохозяйственных культур включают откачки воды, сушки зерновых культур, задумчивый цыплят и сушки куриного помета.  в последнее время технология была поддержана Винтерс, которые используют энергию, произведенную с помощью солнечных батарей к власти виноградных прессов.

 

Теплицы преобразовать солнечный свет в тепло, что позволяет круглый год производства и рост (в закрытых помещениях) специальности культур и других растений, естественно, не адаптированных к местному климату. Примитивные теплицы были впервые использованы во время римских времен, чтобы произвести огурцы круглый год для римского императора Тиберия.  Первые современные теплицы были построены в Европе в 16 веке, чтобы сохранить экзотические растения, привезенные из исследований за рубежом.  Теплицы остаются Важной частью садоводства сегодня, и пластиковые прозрачные материалы также были использованы для подобного эффекта в парников и покрытий строк.

 

Транспорт и разведка

Основные статьи: Солнечная машина, Солнечная заряженный автомобиль, катер и солнечной шар

 

Австралия принимает World Solar Challenge, где солнечные автомобили, как гонки Nuna3 через 3021 км (1877 миль), конечно, от Дарвина до Аделаиды.

Разработка солнечных батареях автомобиль был инженерный цель с 1980 года.World Solar Challenge является два раза в год на солнечных батареях гоночный автомобиль, где команды из университетов и предприятий конкурировать за 3021 километров (1877 миль) в странах Центральной Австралии из Дарвина до Аделаиды. В 1987 году, когда она была основана, средняя скорость победителя было 67 километров в час (42 миль в час) и 2007 средняя скорость победителя улучшилось на 90,87 километров в час (56.46 миль в час). Североамериканский Solar Challenge и плановая Южно-Африканская Solar Challenge сравнимые соревнования, которые отражают международный интерес к проектированию и разработке солнечных батареях автомобилей.

 

Некоторые транспортные средства используют солнечные батареи для дополнительного питания, таких как, кондиционер, чтобы держать прохлады в салоне, тем самым уменьшая расход топлива.

 

В 1975 году первая практическая солнечная лодка была построена в Англии.  К 1995 году пассажирские катера, включающие PV панели стали появляться и в настоящее время широко используется.  В 1996 году Кеничи Хори сделала первый на солнечных батареях пересечение Тихого океана и sun21 катамаран сделал первый на солнечных батареях пересечения Атлантического океана зимой 2006-2007 гг.  Были планы в кругосветное плавание в 2010 году

 

 

Helios UAV в солнечной энергии полета.

В 1974 году беспилотный AstroFlight Восход самолет совершил первую солнечную полет. 29 апреля 1979 года, Солнечный Riser совершил первый полет в солнечных батареях, полностью под контролем, человека, несущего летательного аппарата, достигнув высоты 40 футов (12 м). В 1980 году Паутинный Penguin сделал первые пилотируемые полеты на питание исключительно батарей. Это было быстро последовали Солнечной Challenger который пересек Ла-Манш в июле 1981 года В 1990 году Эрик Скотт Раймонд в 21 хмель вылетел из Калифорнии в Северную Каролину с использованием солнечной энергии. Развитие потом повернулся к беспилотных летательных аппаратов (БЛА) сPathfinder (1997) и последующие проекты, что привело к Гелиосу, который установлен рекорд высоты для не-реактивного самолета на 29 524 метров (96 864 футов) в 2001 году  Zephyr, разработанная компанией BAE Systems, является последним в строке рекордный солнечного летательного аппарата, делая 54-часовой полет в 2007 году, и на протяжении месяца полеты были задуманы к 2010 году

 

Солнечная воздушный шар черный шар, который заполняется с обычным воздухом. Как солнечный свет на воздушном шаре, воздух внутри нагревается и расширяется, вызывая вверх выталкивающая сила, так же, как искусственно подогреваемый воздушном шаре. Некоторые солнечные воздушные шары достаточно большой для полета человека, но их использование обычно ограничивается рынке игрушек в качестве поверхностно-области в соотношении полезной нагрузки веса является относительно высокой.

 

Солнечная тепловая

Основная статья: Солнечная тепловая энергия

Солнечные технологии могут быть использованы для нагрева воды, отопления помещений, охлаждение помещения и генерации технологического тепла.

 

Водяное отопление

Основные статьи: Солнечная горячей воды и солнечных комбисистемы

 

Солнечные водонагреватели, стоящие перед ВС, чтобы максимизировать прибыль.

Солнечные системы горячего водоснабжения используют солнечный свет для нагрева воды. При низких географических широтах (ниже 40 градусов) от 60 до 70% от внутреннего потребления горячей воды с температурой до 60 ° C может быть предоставлена солнечных систем отопления.  Наиболее распространенные типы солнечных водонагревателей эвакуированы трубчатых коллекторов (44%) и застекленные плоский солнечный коллектор (34%), как правило, используемые для приготовления горячей воды; и неглазурованные пластиковые коллекторы (21%) в основном используется для нагрева бассейна.

 

В 2007 году общая установленная мощность солнечных систем горячего водоснабжения составляет около 154 гигаватт (207000000 л.с.). Китай является мировым лидером в своей развертывания с 70 ГВт (94000000 л.с.), установленной по состоянию на 2006 и долгосрочная цель 210 ГВт (280000000 л.с.) при 2020  Израиля и Кипра на душу населения лидерами в использовании солнечных систем горячего водоснабжения с более чем 90% домов, использующих их. В Соединенных Штатах, Канаде и Австралии отопление бассейн бассейны является доминирующим применение солнечной горячей воды с установленной мощностью 18 ГВт по состоянию на 2005

 

Отопление, охлаждение и вентиляция

Основные статьи: Солнечное отопление, Тепловые масса, Солнечная трубы и Солнечная система кондиционирования

 

Солнечная Дом № 1 из Массачусетского технологического института в США, построенный в 1939 году, используется сезонного хранения тепловой энергии для круглогодичного отопления.

В Соединенных Штатах, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC) системы приходится 30% (4,65 ЕЯ) энергии, используемой в коммерческих зданиях и почти 50% (10,1 EJ) энергии, используемой в жилых зданиях.  Системы солнечного нагрева, охлаждения и вентиляции технологии могут быть использованы, чтобы компенсировать часть этой энергии.

 

Тепловая масса может быть любой материал, который может быть использован для хранения тепловую тепла от Солнца в случае солнечной энергии. Общие массовой материалы Тепло включают камень, цемент и воду. Исторически они были использованы в засушливых климатических условиях или в теплых регионах с умеренным климатом, чтобы держать здания в прохладе поглощения солнечной энергии в течение дня и радиационной накопленное тепло в холодной атмосферой ночью. Тем не менее они могут быть использованы в холодных районах с умеренным климатом, чтобы сохранить тепло, а также.Размер и размещение тепловой массы зависит от нескольких факторов, таких как климат, естественное освещение и затенение условиях. При правильном включены, термическая масса содержит космических температур в удобном диапазоне и уменьшает необходимость дополнительного нагрева и охлаждения оборудования.

 

Солнечная труба (или тепловой трубы, в данном контексте) является пассивным солнечная система вентиляции состоит из вертикального вала, соединяющего интерьера и экстерьера здания. Как дымоход прогреется, воздух внутри нагревается в результате чего восходящий поток, который тянет воздух через здания. Производительность может быть улучшена с помощью остекление и тепловой массы материалов таким образом, что имитирует теплицы.

 

Лиственные деревья и растения были повышены как средство контроля солнечного отопления и охлаждения. Когда посадили на южной стороне здания в северном полушарии или северной стороне в южном полушарии, их листья создают тень в течение лета, в то время как голые конечности позволяют свету проходить в течение зимы, так как оголенные Голые деревья тень от 1/3 до 1/2 от солнечного излучения, есть баланс между выгодами от летнего затенения и соответствующий убыток от зимнего отопления.  в климатических условиях, со значительным тепловых нагрузок, лиственные деревья не должны быть посажены на экваторе лицевой стороны здания, потому что они будут мешать зимнего солнечного наличии. Они могут, однако, использоваться на восточной и западной сторонах, чтобы обеспечить степень летнего затенения без заметного влияния зимний солнечного тепла.

 

очистка воды

Основные статьи: Солнечная еще, Солнечная дезинфекция воды, Солнечная опреснения и солнечной энергии, опреснения блок

 

Солнечная дезинфекция воды в Индонезии

 

Малый масштаб солнечных батареях очистные канализационные.

Солнечная перегонки могут быть использованы, чтобы сделать минерализованной или жесткой воды для питья.Первый зарегистрированный случай это арабские алхимики 16-го века.  масштабная солнечная дистилляция проект впервые был построен в 1872 году в чилийском шахтерском городе Лас-Салинас.  растение, которое было области солнечного улавливания 4700 м2 (51 000 кв м), может производить до 22 700 л. (5000 имп гал; 6000 галлонов США) в день, и работать в течение 40 лет  Индивидуальные еще проекты включают одну по склону, дважды наклон (или парниковых тип) , вертикальный, конические, перевернутый поглотитель, мульти-фитиль, и мультипликативный эффект. Эти кадры могут работать в пассивных, активных, или гибридных режимах. Дважды наклона кадры являются наиболее экономичным для децентрализованных бытовых целей, в то время как активные несколько единиц сути являются более подходит для крупномасштабных приложений.

 

Солнечная дезинфекция воды (SODIS) включает воздействие водоналивные пластиковые Полиэтилентерефталат (ПЭТ) бутылок на солнце в течение нескольких часов. Время экспозиции меняются в зависимости от погоды и климата от как минимум шести часов до двух дней, в течение полностью пасмурную погоду.  Рекомендуется Всемирной организации здравоохранения в качестве жизнеспособного способа очистки воды в домашних и безопасного хранения.  более двух миллионов человек в развивающихся странах используют этот метод для их повседневной питьевой воды.

 

Солнечная энергия может быть использована в пруду стабилизации воды очистки сточных вод без химикатов или электричества.Дополнительные экологические преимущества в том, что водоросли растут в таких прудах и потребляют углекислый газ в процессе фотосинтеза, хотя водоросли могут выделять токсичные химические вещества, которые делают воду непригодной для использования.

 

Технологическое тепло

Основные статьи: Солнечная пруд, Соляной пруд и солнечная печь

Солнечные обогатительные технологии, такие как параболические антенны, корыта и Scheffler отражателей может обеспечить технологическое тепло для коммерческих и промышленных приложений.Первый коммерческий система Солнечная проекта Total Energy (STEP) в Шенандоа, штат Джорджия, США, где поле 114 параболических тарелок, предоставленной 50% от технологического нагрева, кондиционирования и электрические требования для швейной фабрике. Это подключенных к сети системы когенерации при условии, 400 кВт электроэнергии плюс тепловой энергии в виде пара 401 кВт и 468 кВт охлажденной воды, и имел один час пик нагрузки теплового хранения.

 

Испарение пруды мелкие бассейны, которые концентрируются растворенных твердых веществ за счет испарения. Использование испарения прудов, чтобы получить соль из морской воды является одним из старейших применений солнечной энергии. Современные применения включают концентрации солевых растворов, используемых в горнодобывающей промышленности выщелачивания и извлечения растворенных твердых веществ из отходов.

 

Линии Одежда, clotheshorses и вешалки для одежды сухой одежды за счет испарения ветром и солнечным светом, не потребляя электричество или газ. В некоторых штатах законодательством Соединенных Штатов защищает "право на сухой" одежду.

 

Неглазурованные выяснилось коллекционеров (UTC) являются перфорированные ВС-облицовки стен используется для подогрева вентиляционного воздуха. UTCS может поднять температуру входящего воздуха до 22 ° C (40 ° F) и доставить температуры на выходе 45-60 ° C (113-140 ° F).  короткий период окупаемости выяснились коллекционеров (от 3 до 12 лет ) делает их экономически более эффективной альтернативой, чем глазурованной систем сбора данных. По состоянию на 2003, более 80 систем с общей коллекторной области 35000 квадратных метров (380000 кв.м) были установлены по всему миру, в том числе 860 м2 (9300 кв м) коллектор в Коста-Рике используется для сушки кофе в зернах и 1300 м2 (14 000 кв.м) коллектор в Коимбатор, Индия, используемого для сушки ноготков.

 

готовка

Основная статья: Солнечная плита

 

Солнечная Bowl в Ауровиле, Индии, концентраты солнечного света на подвижной приемник для получения пара для приготовления пищи.

Солнечные плиты используют солнечный свет для приготовления пищи, сушки и пастеризации. Они могут быть сгруппированы в три основные категории:. Коробки плиты, панели плиты и отражатель плит  Простейший солнечный плита коробка плита построена Хорас де Соссюра в 1767 году  Основная плита окно состоит из изотермических контейнеров с прозрачной крышкой. Это может быть эффективно использован с частично облачную погоду и, как правило, достигают температуры 90-150 ° C (194-302 ° F).  панельные плиты использовать отражающую панель прямого солнечного света на изолированном контейнере и достичь температур, сравнимых с коробкой плиты. Отражатель плиты используют различные обогатительные геометрии (блюдо, корыто, Френеля зеркала) для фокусировки света на варочной емкости. Эти плиты достигать температуры 315 ° C (599 ° F) и выше, но требуют прямого света, чтобы нормально функционировать и должен быть повторно отслеживать ВС

 

производство электроэнергии

Основная статья: Солнечная энергия

Солнечная энергия преобразования солнечного света в электричество, либо непосредственно с помощью фотовольтаики (PV), либо косвенно, используя концентрированную солнечную энергию (CSP). Системы CSP использовать линзы или зеркала и системы слежения, чтобы сосредоточиться на большой площади солнечного света в маленький пучок. PV преобразует свет в электрический ток с помощью фотоэффекта.

 

Коммерческие CSP растения были впервые разработаны в 1980-х годах. С 1985 года CSP установки в конечном итоге 354 МВт SEGS, в пустыне Мохаве в Калифорнии, является крупнейшим солнечной электростанции в мире. Другие крупные CSP растений включает в себя 150 МВт Solnova солнечной электростанции и 100 МВт Andasol солнечной электростанции, как в Испании.250 МВт Agua Caliente Солнечная проекта, в Соединенных Штатах, и 221 МВт Charanka Солнечный парк в Индии, являются крупнейшими в мире фотоэлектрических установок. В настоящее время разрабатываются солнечных проектов, превышающие 1 ГВт, но большинство из развернутых солнечных батарей в небольших массивов на крыше менее 5 кВт, которые сетки соединены с помощью чистой учета и / или тарифа, в.

 

 

Объект Айванпа Solar Power находится в 40 милях к юго-западу от Лас-Вегаса, США.

Концентрированной солнечной энергии

Смотрите также: концентрированный солнечной энергии

Концентрации солнечной энергии (CSP) системы используют линзы или зеркала и системы слежения, чтобы сосредоточиться на большой площади солнечного света в маленький пучок. Концентрированный тепло затем используется в качестве источника тепла для обычной электростанции.Широкий ассортимент обогатительных технологий существует;Наиболее развитыми являются параболические корыта, концентрируясь линейный Френеля отражателя, блюдо Стерлинг и солнечная башня власти. Различные методы используются для отслеживания ВС и фокусировать свет. Во всех этих системах нагревании рабочей жидкости в концентрированной солнечного света, и затем используется для выработки электроэнергии или хранения энергии.

 

Фотоэлементы

 

Зенфтенберг Solarpark, коммунальных предприятий фотоэлектрической энергии станция, расположенная на бывших открытых горных районах вблизи Зенфтенберг, Германия.

Основная статья: Фотоэлементы

Солнечный элемент или фотогальванический элемент (PV), это устройство, которое преобразует свет в электрический ток с помощью фотоэлектрического эффекта.Первая солнечная ячейка была построена Карлом Fritts в 1880 году.  В 1931 году немецкий инженер, доктор Бруно Ланге, разработали фотоэлемент с помощью селенида серебра вместо оксида меди.  Несмотря на то, прототип селена клетки преобразуются менее 1% падающего света в электричество, как Эрнст Вернер фон Сименс и Джеймс Клерк Максвелл признал важность этого открытия.  После работы Рассела Ohl в 1940 году, исследователи Джеральд Пирсон, Calvin Fuller и Дэрил Чапин создал кристаллического кремния солнечная батарея в 1954 году Эти ранние солнечные батареи стоят 286 USD / ватт и достиг КПД 4,5-6%. К 2012 году, доступные эффективность превышает 20%, а максимальная эффективность научно-исследовательских фотовольтаики составляет более 40%.

 

производство топлива

Основные статьи: Солнечная химической, солнечной топлива и искусственного фотосинтеза

Солнечные химические процессы используют солнечную энергию для привода химические реакции. Эти процессы смещения энергии, которая в противном случае исходят из источника ископаемого топлива, а также может конвертировать солнечную энергию в сохраняемых и транспортабельных топлив. Солнечные индуцированной химические реакции можно разделить на термохимической или фотохимическим. Различные виды топлива могут быть получены путем искусственного фотосинтеза. многоэлектронном каталитической химии, возникающие в процессе углеродного топлива (например, метанола) с уменьшением диоксида углерода является сложной задачей;реальной альтернативой является производство водорода из протонов, хотя использование воды в качестве источника электронов (как растения) требует овладения многоэлектронный окисление двух молекул воды до молекулярного кислорода.  Некоторые предусмотрено рабочие солнечные топливные установки, в прибрежных городских районах 2050 - расщепление морской воды, обеспечивая водород для запуска через соседние топливных элементах электрических станций и чистой воды в качестве побочного продукта происходит непосредственно в муниципальную систему водоснабжения  Другой видение включает в себя все человеческие структур, охватывающих земной поверхности (. т.е., дороги, транспортные средства и здания) делают фотосинтез более эффективно, чем растения.

 

Производство водородных технологий было важной областью солнечного химических исследований с 1970 года. Помимо электролиза обусловлен фотоэлектрических или фотохимических клеток, несколько термохимических процессов были также исследованы. Один из таких маршрутов использует концентраторы для расщепления воды на кислород и водород при высоких температурах (2,300-2,600 ° C или 4,200-4,700 ° F). Другой подход использует тепло от солнечных концентраторов для приведения в действие паровой реформирование природного газа, тем самым увеличиваяобщий выход водорода по сравнению с традиционными методами реформирования. Термохимические циклы, отличающиеся разложением и регенерации реагентов представить еще один путь для получения водорода.Процесс Solzinc в стадии разработки в Институте Вейцмана использует 1 МВт солнечной печи для разложения оксида цинка (ZnO) при температурах выше 1200 ° C (2200 ° F). Это первая реакция производит чистый цинк, который затем можно ввести в реакцию с водой с образованием водорода.

 

Методы хранения энергии

Основные статьи: Тепловая масса, сезонного хранения тепловой энергии, материальное изменение фазы, Сетка хранения энергии и V2G

 

150 МВт Andasol солнечная электростанция коммерческий параболическая корыта солнечной тепловой электростанции, расположенной в Испании.Завод Andasol использует танки расплавленной соли для хранения солнечной энергии, так что он может продолжать генерировать электроэнергию даже, когда солнце не светит.

Тепловые системы масса может хранить солнечную энергию в виде тепла в внутри полезных температурах для ежедневного или межсезонных длительностей. Тепловые системы хранения обычно используют легко доступные материалы с высокой удельной теплоемкости, таких как вода, земля и камень. Хорошо разработанные системы могут снизить пиковый спрос, сдвиг по времени в использовании для час-пик и уменьшить общие нагрева и охлаждения требования.

 

Материалы с изменением фазы, такие как парафин и глауберовой соли являются еще одним тепловой носители. Эти материалы являются недорогими, легко доступны и могут предоставить полезные внутри температуры (приблизительно 64 ° С или 147 ° F)."Dover House" (в Дувре, штат Массачусетс) был первым, кто использовал систему соль отопления глауберову, в 1948 году

 

Солнечная энергия может быть сохранена при высоких температурах с использованием расплавленных солей. Соли являются эффективным средством хранения, так как они имеют низкую стоимость, имеют высокую удельную теплоемкость и может обеспечить тепло при температурах, совместимых с обычными системами питания.Solar Two использовали этот метод хранения энергии, что позволяет хранить 1,44 тетраджоули (400000 кВт-ч) в его 68 кубических метров (2400 куб футов) накопительный бак с годовой эффективности хранения около 99%.

 

Off-сетки фотоэлектрических систем традиционно используют аккумуляторные батареи для хранения избыточной электроэнергии. С сеткой связали систем, избыток электроэнергии может быть отправлен к сетке передач, в то время как стандартная электросеть может быть использована для покрытия дефицита. Чистые программы учета дает Бытовая системах кредит на любые электричества они поставляют в сеть. Это обрабатывается "откат" метр, когда домой производит больше электроэнергии, чем потребляет. Если чистая потребление электроэнергии ниже нуля, утилита затем катится по киловатт-час кредита на следующий месяц. Другие подходы предусматривают использование двух метров, чтобы измерить потребляемой электроэнергии по сравнению с произведенной электроэнергии. Это происходит реже, в связи с увеличением стоимости установки второго метр. Большинство стандартных метров точно измерить в обоих направлениях, что делает второй метр ненужным.

 

Гидроаккумулирующая электростанция накапливает энергию в форме воды закачивают когда энергия доступна от нижней высота резервуара к большей высоте один.Энергия восстанавливается, когда спрос высок, выпуская воду, с насос становится гидроагрегата мощностью.

 

Разработка, внедрение и экономика

 

Участники семинара-практикума по устойчивому развитию проверить панелей солнечных батарей в Монтеррее технологического института и высшего образования, Мехико на вершине здания на территории кампуса.

Основная статья: Развертывание солнечной энергии в энергетических систем

Смотрите также: Стоимость электроэнергии по источникам

Начиная с всплеском использования угля, который сопровождал промышленной революции, потребление энергии неуклонно перешли от древесины и биомассы с ископаемыми видами топлива.Раннее развитие солнечных технологий, начиная с 1860-х годов был обусловлен ожиданием того, что уголь скоро станет дефицитным. Однако развитие технологий использования солнечной застой в начале 20-го века в лице повышения доступности, экономики и утилиты угля и нефти.

 

1973 эмбарго на поставки нефти и 1979 энергетический кризис вызвал реорганизации энергетической политики во всем мире и вновь привлекли внимание к разработке солнечных технологий. развертывания стратегии, нацеленные на программы стимулирования, такие как программы по утилизации Федеральный фотоэлектрической в США и Саншайн Программа в Японии. Другие меры включали формирование научно-исследовательских учреждений в США (SERI, в настоящее время NREL), Японии (NEDO) и Германии (Fraunhofer института солнечных энергетических систем ISE).

 

Коммерческие солнечные водонагреватели начали появляться в США в 1890-х годах.  Эти системы не видел более широкое использование до 1920 года, но постепенно были заменены более дешевыми и более надежными жидким топливом. Как с солнечными батареями, солнечного нагрева воды привлекли повышенное внимание в результате нефтяных кризисов в 1970-х, но интерес опущенных в 1980 из-за падения цен на нефть.

Обновлено 14.11.2015 17:18