Потенциал энергии солнца
Бытует мнение, что солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных странах. Но не стоит забывать, что с момента появления первой солнечной батареи (1954 год) уже прошло более полувека, с тех пор сделано множество открытий в этой области, технология заметно усовершенствовалась. Последние исследования и разработки специалистов Института высоких температур Российской академии наук (ИВТ РАН) показали, что использовать фотоэлектрические источники питания в России можно и нужно. Плюсы использования солнечных батарей очевидны. Прежде всего, для запуска солнечной батареи не нужны дополнительные источники электроэнергии: чтобы солнечная батарея начала функционировать, достаточно только солнечного излучения. Кроме того, в отличие от дизельгенераторных установок, топливо для солнечной батареи неиссякаемо.
Фотоэлектрические установки удобны для транспортировки и монтажа, так как имеют малый вес. Специалисты также отмечают надежность современных солнечных батарей, способных работать очень долго практически в любых климатических зонах.
Фотоэлектрические автономные источники питания обычно состоят из целого ряда солнечных батарей, расположенных на плоскости. Если раньше солнечные батареи имели весьма низкий КПД, то некоторое время назад разработчикам удалось существенно увеличить показатели благодаря использованию двух- и трехслойных элементов. Электрический ток возникает при попадании солнечных лучей на фотоэлементы — в фотоэлектрическом генераторе. Наибольшее распространение получили солнечные фотоэлектрические установки на основе кремния трех видов: монокристаллического (наиболее высокий КПД), поликристаллического и аморфного.
Впервые солнечные батареи применили при освоении Космоса в 1957 году. Они были установлены на спутнике и вырабатывали электрическую энергию для его работы.
Преобразование солнечной энергии в электрическую имеет массу достоинств. Прежде всего это 100% надежность. Также это чистый и соответственно безопасный для здоровья источник энергии.
И что самое интересное, только благодаря тому, что у нас есть Солнце мы и имеем практически все источники энергии. Энергия ветра полностью зависит от Солнца и разности температур им же и создаваемой. Энергия угля, нефти и природного газа также во власти химических процессов, которые происходят в недрах Земли под действием солнечных лучей.
Ученые утверждают, что того количества солнечной энергии, которая доходит от Солнца до Земли только за один день хватит, чтобы полностью обеспечить весь мир энергией на год. И при этом мы все равно используем ископаемые источники энергии – нефть, уголь, газ, нанося непоправимый вред окружающей среде.
В наше время использование солнечного электричества уже широко распространено. В отдаленных местах, куда дотянуть кабель от электростанций стоит очень дорого, а иногда и просто невозможно, используют солнечную энергию. Это отдаленные фермерские хозяйства, детские сады и школы. На данный момент примерно 7 миллионов домов по всему миру оборудованы солнечными батареями.
Также в странах, где электрическая энергия стоит дорого и достаточное количество солнечных дней в году, хозяева частных домов и владельцы офисов устанавливают солнечные батареи на крышах зданий и используют солнечное электричество без ущерба для собственного бюджета. Солнце заменяет 40-60% всех затрат на другие энергоносители. Иногда солнечного электричества полностью хватает на нужды дома и даже вырабатывается больше необходимого. Тогда хозяева продают его сервисным компаниям, таким образом пополняя свой семейный бюджет и окупая установку солнечных батарей.
В Германии правительство покупает солнечное электричество, произведенное днем у частных лиц, а вечером продает его обратно по более низкой цене, стимулируя тем самым установку солнечных батарей.
Вторым вариантом применения солнечного света является нагрев воды, для отопления помещений, для сушки различных материалов. Для этих целей используют тепловые коллекторы. Летом в средней полосе Европы производительность тепловых коллекторов с 1 кв. м. может достигать 50-60 литров воды в день, нагретой до температуры 60-70 градусов. В Израиле 80% воды нагревается с помощью солнечной энергии.
Основными странами-потребителями солнечной энергии являются Швеция, Дания, Германия, Австрия, Израиль. Суммарная площадь тепловых электростанций составляет уже более 8 миллионов квадратных метров
• Треть мировых запасов гелия находится в Техасе. По данным Геологической службы США, при современных темпах потребления техасский гелий кончится через 9 лет.
• В 2007 году китайское производство солнечных батарей утроилось, что вывело Китай на первое место среди мировых производителей и позволило захватить 35% рынка солнечных батарей в мире.