Solarenergie – dies … Mit Solarzellen

In den letzten Jahren sind die Wissenschaftler besonders interessiert an alternativen Energiequellen. Öl und Gas werden früher oder später enden, so darüber nachdenken, wie wir in dieser Situation überleben werden, ist es nun notwendig ist. In Europa werden Windenergieanlagen weit verbreitet, die Energie aus dem Meer zu extrahieren versucht, und wir reden über Solarenergie. Immerhin der Stern, den wir fast jeden Tag am Himmel zu sehen, kann uns helfen , sparen nicht erneuerbare Ressourcen und die Umwelt zu verbessern. Der Wert der Sonne auf die Erde kann nicht hoch genug eingeschätzt werden – es gibt Wärme, Licht und ermöglicht die Funktion des Lebens auf dem Planeten. Also, warum ihm nicht eine andere Anwendung finden?

Ein wenig Geschichte

In der Mitte des 19. Jahrhunderts Physiker entdeckt Aleksandr Edmon Bekkerel den photovoltaischen Effekt. Bis zum Ende des Jahrhunderts entwickelten Charlz Fritts das erste Gerät verarbeiten kann Sonnenenergie in Strom. Wir haben das Selen mit einer dünnen Schicht aus Gold beschichtet. Der Effekt war schwach, aber es ist diese Erfindung oft mit dem Beginn der Sonnenenergie-Ära verbunden ist. Einige Wissenschaftler nicht mit dieser Formulierung zustimmen. Sie nannten die Gründer der Ära der Solarenergie weltweit renommierten Wissenschaftler Alberta Eynshteyna. Im Jahr 1921 erhielt er den Nobelpreis für seine Erklärung der Gesetze des äußeren photoelektrischen Effekts.

Es wäre, dass die Solarenergie scheint – dies ist ein vielversprechender Weg der Entwicklung. Aber es gibt viele Hindernisse, um die es in jedem Haus passt – vor allem wirtschaftlichen und ökologischen. Was in den Kosten von Solarzellen enthalten ist, wie viel Schaden sie Umwelt verursachen können und was sonst gibt es Möglichkeiten, um Energie zu erzeugen, erfahren wir später.

Methoden Akkumulation

Die dringendste Aufgabe mit der Zähmung der Energie der Sonne verbunden ist, ist es nicht nur zu erhalten, sondern die Akkumulation. Und das ist die schwierigste. Derzeit haben Wissenschaftler nur drei Möglichkeiten, um volle Zähmung der Sonnenenergie entwickelt.

Die erste basiert auf der Verwendung eines Parabolspiegels und ein wenig wie mit einer Lupe zu spielen, die alle von der Kindheit vertraut ist. Licht gelangt durch die Linse an einem Punkt zu sammeln. Wenn Sie ein Stück Papier zu bringen, wird es leuchten, wenn die Temperatur der Sonnenstrahlen gekreuzt ist unglaublich hoch an diesem Ort. Der Parabolspiegel ist eine konkave Platte, eine flache Schale ähnelt. Dieser Spiegel, im Gegensatz zu der Lupe oder nicht überträgt, sondern reflektiert das Sonnenlicht es an einer Stelle zu sammeln, die in der Regel zu einer schwarzen Wasserleitung geleitet wird. Diese Farbe wird verwendet, weil es am besten Licht absorbiert. Wasser in dem Rohr unter der Einwirkung von Sonnenlicht erwärmt und verwendet werden kann , Elektrizität oder zum Heizen von kleinen Häusern zu erzeugen.

Flachheizer

Dieses Verfahren verwendet ein völlig anderes System. Solarempfänger sieht aus wie eine mehrschichtige Struktur. Sein Arbeitsprinzip ist wie folgt.

Passieren durch das Glas, fallen die Strahlen auf dem abgedunkelten Metall, das besser bekannt ist, absorbiert Licht. Sonnenstrahlung in umgewandelte thermische Energie und erwärmt das Wasser, das unter der Eisenplatte ist. Ferner sind alle auftreten, wie in dem ersten Verfahren. Das erwärmte Wasser kann entweder zum Heizen oder zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Allerdings ist die Wirksamkeit dieser Methode ist nicht hoch genug, um es überall zu nutzen.

Typischerweise damit die Solarenergie gewonnen – es ist warm. Für Strom ist viel wahrscheinlicher, die dritte Methode zu verwenden.

Solarzellen

Die meisten von uns sind vertraut mit solchen Energiequellen. Es beinhaltet die Verwendung von verschiedenen Batterien oder Solarzellen, die auf den Dächern von vielen der heutigen Häusern zu finden sind. Ein solches Verfahren bereits beschrieben ist kompliziert, ist aber viel versprechend. Er ist es, Ihnen die Möglichkeit, Sonnenenergie in Strom in industriellem Maßstab zu konvertieren.

Spezielle Platten bestimmt Strahlen aus Siliciumdioxid reichen Kristallen zu erfassen. Das Sonnenlicht auf sie fällt, schlägt ein Elektron aus der Umlaufbahn. An seiner Stelle soll sofort eine andere, also kontinuierlich bewegende Kette erhalten, die einen Strom erzeugt. Es wird bei Bedarf sofort verwendete Geräte zur Verfügung zu stellen oder in Form von Strom in speziellen Batterien gespeichert.

Die Popularität dieser Methode basiert auf der Tatsache, dass es mehr als 120 Watt mit nur einem Quadratmeter Solarpanel erhalten können. In diesem Fall haben die Platten eine relativ geringe Dicke, die sie praktisch überall platzieren können.

Arten von Silizium-Panels

Es gibt mehrere Arten von Solarzellen. Der erste aus einkristallinem Silizium verwendet wird. Ihr Wirkungsgrad beträgt ca. 15%. Diese Solarmodule sind die teuersten.

Effizienz von Zellen aus polykristallinem Silizium hergestellt ist, erreicht 11%. Sie kosten weniger als das Material für sie durch eine vereinfachte Technologie erhalten wird. Der dritte Typ ist die wirtschaftlichste und hat eine Mindesteffizienz. Diese Platte aus amorphem Silizium, das nicht kristallin ist. Zusätzlich zu schlechter Leistung, sie haben einen großen Nachteil – Zerbrechlichkeit.

Einige Hersteller zur Steigerung der Effizienz auf beiden Seiten des Solarpanels beinhalten – Vorder- und Rückseite. Auf diese Weise können Sie das Licht in großen Mengen fangen, und erhöht die Menge an Energie, die von 15 bis 20% hergestellt.

inländische Hersteller

Solarenergie in der Welt ist immer häufiger. Auch in unserem Land sind wir in das Lernen über die Industrie interessiert. Trotz der Tatsache, dass Russland ist nicht sehr aktiv die Entwicklung alternativer Energie ist, werden einige Fortschritte erzielt worden. Derzeit nimmt die Schaffung von Paneelen für Solarenergie einiger Organisationen – meist akademische Institutionen verschiedener Art, und Fabriken für die Herstellung von elektrischen Geräten.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kowrow Mechanical Plant".
3. Allrussischen Forschungsinstitut für Elektrifizierung der Landwirtschaft.
4. Maschinenbau NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC „Ryazan Pflanze aus Metall-Keramik-Geräten.“
7. JSC Pravdinsky Technikumsquellen eines aktuellen „positiv“.

Dies ist nur ein kleiner Teil der Unternehmen, eine aktive Rolle bei der Entwicklung von alternativen Energien in Russland nehmen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Verweigerung von Kohle und Öl Energiequellen ist nicht nur mit der Tatsache verbunden, dass diese Ressourcen früher oder später auslaufen. Die Tatsache, dass sie sehr schädlich für die Umwelt sind – die Verschmutzung der Erde, Luft und Wasser, tragen Immunität zur Entwicklung von Krankheiten bei Menschen und reduzieren. Deshalb alternative Energiequellen aus ökologischer Sicht muss sicher sein.

Silizium, das für die Herstellung von Solarzellen selbst verwendet wird, ist sicher, da es sich um ein natürliches Material. Aber nach der Reinigung bleibt es Abfall. Sie können Schäden an Mensch und Umwelt verursachen, wenn sie falsch verwendet werden.

Darüber hinaus ist die Seite komplett überladen mit Sonnenkollektoren, kann stören natürliche Beleuchtung. Dies wird in dem bestehenden Ökosystem zu Veränderungen führen. Aber im Allgemeinen sind die Auswirkungen auf die Umwelt von Geräten für die Umwandlung von Sonnenenergie ist minimal.

Wirtschaft

Die größt Kosten für Herstellung von Solarzellen sind mit den hohen Rohstoffkosten verbunden. Wie wir gesehen haben, sind die Spezialplatten unter Verwendung von Silizium hergestellt. Trotz der Tatsache, dass dieses Mineral in der Natur weit verbreitet ist, mit seiner Beute ein großes Problem gebunden. Die Tatsache, dass Silizium, die mehr als ein Viertel der Masse der Erdkruste ist, ist für die Herstellung von Solarzellen geeignet. Zu diesem Zweck eignet sich nur reines Material mit industriellen Methoden erhalten. Leider aus dem Sand reines Silizium zu bekommen extrem problematisch ist.

Für den Preis dieser Ressource ist vergleichbar mit Uran in Kernkraftwerken verwendet wird. Deshalb sind die Kosten von Solarzellen derzeit auf einem recht hohen Niveau bleibt.

moderne Technik

Die ersten Versuche, Sonnenenergie für eine lange Zeit dort zu zähmen. Seitdem sind viele Forscher aktiv bei der Suche nach den effizientesten Geräten beschäftigt. Es muss nicht nur wirtschaftlich wettbewerbsfähig sein, sondern auch kompakt. Seine Effizienz müssen für die maximale streben.

Die ersten Schritte, um eine ideale Vorrichtung zur Aufnahme und Umwandlung von Sonnenenergie sind auf die Erfindung aus Silizium-Batterien hergestellt. Natürlich ist der Preis recht hoch, aber die Platten können auf den Dächern und Wänden der Häuser platziert werden, wo sie mit niemandem stören. Die Effizienz solcher Batterien ist nicht zu leugnen.

Aber der beste Weg, um die Popularität von Sonnenenergie zu erhöhen – macht es billiger. Deutsch Wissenschaftler haben bereits vorgeschlagen Silizium zu ersetzen, synthetische Fasern, die zu einem Gewebe oder andere Materialien integriert werden können. Effizienz einer solchen Solarzelle ist nicht sehr hoch. Aber das Hemd durchsetzt mit synthetischen Fasern, zumindest, Strom zu einem Smartphone oder einen Spieler zur Verfügung zu stellen. Aktiv auf dem Gebiet der Nanotechnologie tätig. Wahrscheinlich können sie die Sonne in diesem Jahrhundert die beliebteste Energiequelle werden. Die Spezialisten des Unternehmens Scates AS aus Norwegen hat bereits erklärt, dass die Nanotechnologie die Kosten von Solarzellen reduzieren 2mal ist.

Solarenergie für Häuser

Am Gehäuse, das sich, dass der Traum von vielen sicher gewährleisten: Es gibt keine Abhängigkeit von der Zentralheizung, Schwierigkeiten beim Bezahlen von Rechnungen und Schäden an der Umwelt. Schon jetzt sind viele Länder aktiv Gehäuse bauen, nur Energieverbrauch aus alternativen Quellen stammen. Ein markantes Beispiel – das sogenannte Solarhaus.

Während des Baus wird es mehr Investitionen als die traditionelle erfordern. Aber nach einigen Jahren des Betriebs, werden alle Kosten bezahlt zurück – haben für Heizung, Warmwasser und Strom zu zahlen. Im Solarhaus alle diese Kommunikation sind gebunden an spezifische Photovoltaik-Modulen auf dem Dach platziert. Und erhielt damit die Energieressourcen nicht nur auf dem aktuellen Bedarf ausgegeben, aber auch für den Einsatz bei Nacht und bei trübem Wetter zu akkumulieren.

Derzeit ist der Bau solcher Häuser nicht nur in der Nähe des Äquators in Ländern durchgeführt, in denen die Energie der Sonne, den einfachste Weg zu produzieren. Sie auch in Kanada, Finnland und Schweden errichtet.

Vorteile und Nachteile

Entwicklung von Technologien überall Sonnenenergie nutzbar zu machen, mehr aktiv sein könnte. Aber es gibt einige Gründe, warum es nach wie vor keine Priorität. Wie wir bei der Herstellung von Platten von umweltgefährdenden Stoffen hergestellt oben, sagten. Zusätzlich enthält die fertige Ausrüstung in seiner Zusammensetzung von Gallium, Arsen, Cadmium und Blei.

Es wirft eine Menge Fragen und die Notwendigkeit für das Recycling von Photovoltaik-Modulen. Nach 50 Jahren Arbeit werden sie für untauglich sein, und sie müssen irgendwie töten. Ist es enorme Schäden an der Natur verursachen? Es sollte auch bedacht werden, dass die Solarenergie – ist wankelmütig Ressourceneffizienz der Produktion, von denen auf der Tageszeit und Wetter abhängt. Dies ist ein wesentlicher Nachteil.

Aber die Profis, natürlich. Solarenergie kann praktisch an jeden Punkt auf der Erde produziert werden, und Anlagen zu ihrer Herstellung und Umwandlung kann so klein sein, dass sie auf der Rückseite des Smartphones passen. Was noch wichtiger ist es eine erneuerbare Ressource, die die Menge an Sonnenenergie, wird für mindestens tausend Jahre unverändert bleiben.

Chancen

Die Entwicklung von Solarenergietechnologien sollte zu niedriger Kosten führt, Elemente zu erstellen. Schon jetzt gibt es Glasscheiben, die auf Windows installiert werden kann. Die Entwicklung der Nanotechnologie hat erlaubt, eine Farbe zu erfinden, die auf die Solarpaneele aufgesprüht und konnte Siliziumschicht ersetzen. Wenn die Kosten der Solarenergie hat ein paar Mal fallen, wird seine Popularität auch ein Vielfaches wachsen.

kleine Platten für die individuelle Anwendung erstellen können Menschen unter allen Umständen Sonnenenergie nutzen – zu Hause, im Auto oder auch im Land. Dank ihrer Verteilung der Last auf die zentrale Leistung zu reduzieren, weil Menschen in der Lage sein wird, kleine Elektronik aufzuladen.

Shell-Experten glauben, dass bis 2040 etwa die Hälfte der Energie der Welt wird aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt werden. Bereits in Deutschland, Solarenergieverbrauch wächst schnell, und die Batteriekapazität ist mehr als 35 Gigawatt. Japan entwickelt sich auch aktiv diese Branche. Diese beiden Länder – die Führer der Sonnenenergie in der Welt. Wahrscheinlich von den Vereinigten Staaten verbunden ist, bald zu sein.

Andere alternative Energiequellen

Wissenschaftler nicht aufhören, über die Tatsache zu verwirren, dass Sie immer noch verwendet werden können, den Strom oder Wärme zu erzeugen. Geben Sie Beispiele der vielversprechendsten alternativen Energiequellen.

Windkraftanlagen können nun in fast allen Ländern zu finden. Auch auf den Straßen von vielen russischen Städten installieren Lichter, die in Strom aus Windenergie autark sind. Gewiß, die Kosten für ihre höher als der Durchschnitt, aber im Laufe der Zeit werden sie die Differenz erstatten.

Vor langer Zeit wurde es erfunden Technologie Energie unter Verwendung der Wassertemperaturdifferenz zwischen der Meeresoberfläche und in der Tiefe zu erzeugen. China wird sich aktiv in diesem Bereich zu entwickeln. In den kommenden Jahren vor der Küste von China gehen, um das größten Kraftwerk läuft auf dieser Technologie zu konstruieren. Es gibt auch andere Nutzungen des Meeres. Zum Beispiel in Australien, plane ein Kraftwerk zu schaffen, die Energie aus der Kraft des Wasser Strom erzeugt.

Es gibt viele andere Möglichkeiten, Strom oder Wärme zu erzeugen. Aber vor dem Hintergrund der vielen anderen Solarstrom Optionen – es ist wirklich viel versprechende Bereich der Wissenschaft.