Об энергии солнца

Гелиосистемы – технологии прошлого, настоящего и будущего

Солнечная энергия – это источник жизни для всех живых организмов на нашей планете. Еще в древности человек научился использовать силу солнечных лучей для добывания огня, нагревания воды и даже ведения войны, как это было в легендарной битве под Сиракузами с участием Архимеда.

История с поджогом римских кораблей не давала покоя многим ученым, которые, то подтверждали, то опровергали возможность воспламенять корабли при помощи зеркал. Точку в этом споре поставил Иоанас Саккос (греческий физик) в 1973 г. 70 солдат приняли участие в его эксперименте. Они расположились на пристани Афинского порта. У каждого в руках был отполированный лист меди. На воде плавал макет римского корабля. С расстояния в 200 м от мишени солдатам удалось свести блики в одну точку, и через минуту показался дым. За три минуты удалось воспламенить импровизированный корабль, и макет пошел ко дну.

Как сегодня можно использовать силу солнечной энергии

Уникальность солнечного излучения в том, что человечество нашло множество способов применить его для своих нужд. Поскольку вариантов использования гелиоизлучения много, для каждого из них разработано соответствующее оборудование.

Солнечная энергия в частном доме

Нагрев воды в металлических емкостях и трубах.
- Системы коллекторов, в которых теплоноситель (чаще всего вода) нагревается до заданной температуры. Применяется для обогрева домов, теплиц, бассейнов.
Производство электроэнергии при помощи фотоэлементов.
- Светочувствительные панели, собранные из фотоэлементов на основе моно- и поликристаллов, производят электрическую энергию, подаваемую на аккумулятор. Используются для работы домашней бытовой техники, освещения, электрического отопления.
Освещение домов световодами.
- Гибкая или жесткая труба с внутренним зеркальным покрытием монтируется в кровельную конструкцию и подводится к комнатам. Увеличивает соляризацию, помогает организовать освещение в домах с высокой обваловкой.
Приготовление пищи на гелиоконцентраторах и в солнечных духовых шкафах.
- Гелиоконцентраторы собирают в одну точку солнечные «зайчики». За счет этого можно готовить пищу без дров, газа и керосина. Достаточно поймать солнечный луч.
Управление гидравлическими установками в автоматических системах обслуживания теплиц.
- Окрашенный в темный цвет цилиндр с маслом нагревается на солнце. Жидкость расширяется и выталкивает шток, поднимающий фрамугу для проветривания теплицы или открывающий кран для полива растений.

Солнечная энергия в промышленности

Перевод ЖКХ, животноводческих ферм, тепличных хозяйств, и энергоемких производств на потребление электроэнергии и тепла, производимого за счет нашего светила, позволит не только сохранить природные богатства планеты, но и существенно снизить стоимость каждого киловатт/часа. Сегодня по всему миру находятся целые поля гелиоустановок на тысячи гектаров. Архитекторы возводят энергонезависимые здания нового поколения, укомплектованные солнечными коллекторами и панелями на основе кристаллов кремния.

Альтернативная энергетика позволит пустынным землям стать крупнейшими поставщиками электричества в мировом масштабе. Опасная атомная энергетика потеснится и даст дорогу экологически чистым способам получения тепла, света и энергии.

Как это работает

Общий принцип работы солнечных систем можно рассмотреть на упрощенной схеме.

Солнечный луч собирается отражающим устройством в одну точку, где происходит концентрация тепловой энергии. К этой точке поведен теплоноситель, заключенный темную оболочку. Он нагревается и переносит тепло в теплообменник.
Солнечные лучи падают на плоскость, покрытую кристаллами кремния, где преобразуется в электрический ток, который подается в аккумулятор. Поскольку аккумулятор хранит и выдает постоянное напряжение, для работы многих бытовых приборов требуется преобразователь, превращающий 12В в 220В. В настоящее время можно выбирать между моно- и поликристаллами, а также многослойным кремниевым покрытием, увеличивающим КПД установки.

Как выбирать оборудование

Приняв решение о приобретении солнечных панелей или коллектора, стоит подготовиться к вопросам менеджеров:

Какое максимальное энергопотребление требуется компенсировать. Т.е. сколько кВт/часов нужно произвести, чтобы удовлетворить ваши аппетиты.
Сколько стоит 1кВт/ч в вашем регионе.
Какой срок эксплуатации каждого звена в солнечной установке (сама панель, аккумулятор, преобразователь). Как часто потребуется их менять.

Далее следует чистая математика. Стоимость элемента делим на количество гарантированных часов работы. Складываем стоимость кВт/часов всей установки и сравниваем результат с текущими расценками.

Например, предлагаемая солнечная панель стоит 18 000 р. и служит до 30 лет. Это 600 р. в год.

Аккумулятор с контроллером стоит около 26 000 и продержится примерно 10 лет. 2600 р. в год.

К нему добавим преобразователь (инвертор) – около 3000 в год и блок бесперебойного питания порядка 60 000 р. (6000 р. год).

Теперь складываем все вместе:

600+2600+3000+6000=12 200 р. в год.

Осталось поделить сумму на годовое количество электроэнергии, вырабатываемое установкой. Если результат устраивает, то можно приобретать. Если нет, ищите другие предложения.