Günəş enerjisindən istifadə. Yer üzündə günəş enerjisindən istifadə. Yer üzündə günəş enerjisindən istifadə perspektivləri Günəş enerjisindən yalnız istifadə olunur

Günəş enerjisindən istifadənin iki əsas istiqaməti var: elektrik enerjisi istehsalı və istilik enerjisinin əldə edilməsi (istilik təchizatı). Günəş enerjisi generatorlarının istifadəsi hələ də ilkin mərhələdədir, lakin yaşayış binalarının qızdırılması üçün günəş istilik təchizatından istifadə artıq dünya praktikasında mühüm yer tutur.

Belə ki, 1977-ci ildə ABŞ-da 90-cı illərdə 1000-ə yaxın günəş evi var idi. onların sayı 15 mini keçib, Kiprdə evlərin 90%-də, İsraildə isə 70%-də su qızdırmaq üçün günəş qurğuları var. Təkcə son 15 ildə Yaponiya günəş enerjisi ilə qızdırılan yüz minlərlə bina tikib, karbon qazı və digər istixana qazlarının emissiyalarını kəskin şəkildə azaldıb.

Rusiyada günəş enerjisi tamamilə inkişaf etməmişdir, baxmayaraq ki, ərazisinin yarısı günəş enerjisindən istifadə üçün əlverişli şəraitdə - ildə ən azı 100 kVt/m 2 verilir və Dağıstan, Buryatiya, Primorye, Həştərxan vilayəti, s. – 200 kVt/m2-ə qədər.

Günəş enerjisi binaları enerji ilə təmin etmək üçün çox əlverişlidir. Eksperimental tədqiqatların göstərdiyi kimi, yalnız binaların qapalı konstruksiyalarına düşən günəş şüalarının enerjisi hesabına onların istiləşməsi, isti su təchizatı və s. ilə bağlı enerji problemlərini tamamilə həll etmək mümkündür.

Binanın istilik ehtiyaclarını ödəməyə xidmət edən üç növ günəş sistemi var: passiv, aktiv və qarışıq.

Passiv günəş sistemlərində binanın özü günəş enerjisinin qəbuledicisi və çeviricisi kimi xidmət edir və istilik paylanması konvensiya ilə həyata keçirilir.

Daha bahalı aktiv günəş sisteminin əsas elementi günəş işığının istiliyə çevrildiyi kollektor - günəş enerjisinin qəbuledicisidir. Günəş kollektoru istilik izolyasiyalı qutudur: günəşdən gələn görünən işıq şəffaf örtükdən (şüşə və ya film) keçir, qaralmış panelə dəyir və onu qızdırır. Kollektorun xüsusi dizaynı ilə onun içərisində çox yüksək temperatur əldə edilir və bu, uğurlu isti su təchizatına imkan verir.

Ölkəmizdə günəş istilik təchizatından istifadənin səmərəliliyini qiymətləndirərək, N. Pinigin və A. Aleksandrov (1990) binaların il boyu isti su təchizatı üçün günəş qurğularından istifadənin Rusiyanın demək olar ki, bütün cənub hissəsi üçün iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun olduğunu göstərdi. Federasiya.

Son illərdə mövsümi istilik yığılması olan qurğular yaradılmışdır ki, bu da hətta Sibir şəraitində yanacaq ehtiyatlarının 30% -ə qədər qənaət etməyə və qışda kiçik evləri qızdırmaq üçün istifadə etməyə imkan verir. Günəş enerjisindən istifadə üçün əlavə axtarışlar təkcə cənubda deyil, həm də Rusiyanın şimal bölgələrində zəruridir, xüsusən də Norveç və Finlandiyada belə təcrübənin artıq mövcud olduğunu nəzərə alsaq.

Günəş Yerə enerji okeanı tökür. İnsan sözün əsl mənasında bu okeanda üzür, enerji hər yerdədir. İnsan isə bunu hiss etmirmiş kimi zavod və fabriklər üçün enerji çıxarmaq, işıqlandırmaq və isitmək üçün kömür və neft üçün torpağı qazır. Axı o, keçmiş dövrlərin bitkiləri tərəfindən "uduldu" və sonradan kömürə çevrilən eyni enerjini Günəşdən çıxarır. Bitkilər yarpaqlarına düşən günəş enerjisinin yüzdə birindən azını tuta bilirlər və kömür yandırdıqdan sonra daha da az hissəsi buraxılır. Günəş enerjisi hər kəs üçün əlçatandır. Demək olar ki, istədiyiniz qədər var. Ekoloji cəhətdən təmizdir - heç nəyi çirkləndirmir, heç nəyi pozmur, Yer üzündə mövcud olan hər şeyə həyat verir. Üstəlik, bu enerji pulsuzdur, lakin bütün üstünlüklərinə görə ən bahalıdır. Buna görə günəş elektrik stansiyaları digər elektrik stansiyaları kimi geniş yayılmış deyil.

Siciliya adasında, narahat təbiəti ilə məşhur olan Etna dağının yaxınlığında, 1 MVt gücündə günəş elektrik stansiyası hələ 80-ci illərin əvvəllərində elektrik enerjisi istehsal edirdi. Onun fəaliyyət prinsipi qüllədir. Güzgülər günəş şüalarını 50 m hündürlükdə yerləşən qəbulediciyə yönəldir. Orada 500º C-dən yuxarı temperaturda buxar yaranır ki, bu da ona qoşulmuş cərəyan generatoru olan ənənəvi turbinləri hərəkətə gətirir. Parçalı buludlu havalarda günəş enerjisinin çatışmazlığı buxar akkumulyatoru ilə kompensasiya edilir. Şübhəsiz sübut edilmişdir ki, gücü 10-20 MVt olan elektrik stansiyaları bu prinsiplə işləyə bilər, eləcə də oxşar modullar qruplaşdırılıb bir-biri ilə birləşdirilərsə, daha çox.

Bir az fərqli elektrik stansiyası İspaniyanın cənubundakı Almeriyadadır. Onun fərqi ondadır

Qüllənin yuxarı hissəsində fokuslanan günəş istiliyi natrium dövranını hərəkətə gətirir (məsələn, qüllədə olduğu kimi).

sürətli neytronlu nüvə reaktorları) və o, artıq buxar yaratmaq üçün suyu qızdırır. Bu seçim bir sıra üstünlüklərə malikdir. Natrium istilik akkumulyatoru elektrik stansiyasının yalnız fasiləsiz işləməsini təmin edir, lakin buludlu havada və gecə işləmək üçün artıq enerjinin qismən yığılmasına imkan verir. İspan stansiyasının gücü cəmi 0,5 MVt-dır. Ancaq onun prinsipinə əsasən, daha böyükləri yaradıla bilər - 300 MVt-a qədər. Bu tip qurğularda günəş enerjisinin konsentrasiyası o qədər yüksəkdir ki, buxar turbin prosesinin səmərəliliyi ənənəvi istilik elektrik stansiyalarından heç də pis deyil.

Bu iş prinsipi Almaniyada hazırlanmış günəş elektrik stansiyasının başqa bir versiyasına daxil edilmişdir. Onun gücü də kiçikdir - 20 MVt. Mikroprosessor tərəfindən idarə olunan hər biri 40 m2-lik daşınan güzgülər 200 metrlik qüllənin ətrafında yerləşir. Onlar günəş işığını sıxılmış havanın yerləşdirildiyi qızdırıcıya yönəldirlər. 800ºC-ə qədər qızdırır və iki qaz turbinini idarə edir. Sonra eyni egzoz havasının istiliyi suyu qızdırır və buxar turbini işə düşür. Belə görünür ki, elektrik enerjisi istehsalının iki mərhələsi var. Nəticədə stansiyanın səmərəliliyi 18%-ə qədər artırılır ki, bu da digər günəş qurğularından xeyli çoxdur.

Keçmiş SSRİ-də isə Kerç yaxınlığında 5 MVt gücündə stansiya tikilmişdi. Qüllənin ətrafında 1600 güzgü konsentrik güzgülərə yerləşdirilib, günəş şüalarını 70 metrlik qülləni taclandıran buxar qazanına yönəldir. Hər biri 25 m 2 sahəyə malik güzgülər, avtomatlaşdırma və elektrik ötürücülərindən istifadə edərək, Günəşi izləyir və günəş enerjisini qazanın səthinə dəqiq əks etdirir, bu da onun səthində Günəşdən 150 dəfə böyük axının sıxlığını təmin edir. Yer. Qazanda 40 atmosfer təzyiqində 250ºC temperaturda buxar yaranır və buxar turbininə verilir. Xüsusi təzyiqli saxlama çənlərində gecə və buludlu havada iş üçün istilik toplayan su var. Bu akkumulyatorlar sayəsində stansiya gün batdıqdan sonra daha 3-4 saat, yarı gücdə isə təxminən yarım gün işləyə bilər.

Günəş enerjisi günəş enerjisi ilə işləyən kiçik avtomobillərdə, kosmik stansiyalarda və peyklərdə də istifadə olunur.

Hazırda iş gedir, qiymətləndirmələr aparılır. Hələlik etiraf etmək lazımdır ki, onlar günəş elektrik stansiyalarının tərəfdarı deyillər: bu gün də bu strukturlar günəş enerjisi istehsalının ən mürəkkəb və ən bahalı texniki üsulları sırasındadır. Lakin dünyada elə bir vəziyyət yarana bilər ki, günəş enerjisinin nisbətən yüksək qiyməti onun ən böyük çatışmazlığı olmayacaq. Söhbət nəhəng enerji istehlakı miqyasına görə planetin “termal çirklənməsi”ndən gedir. Alimlərin fikrincə, enerji istehlakı indiki səviyyələri yüz dəfə üstələyirsə, geri dönməz nəticələr yaranacaq. Bunu nəzərdən qaçırmaq olmaz. Alimlərin gəldiyi nəticə belədir: sivilizasiyanın inkişafının müəyyən mərhələsində ekoloji cəhətdən təmiz günəş enerjisindən geniş miqyasda istifadə tamamilə zəruri olur. Amma bu o demək deyil ki, günəş enerjisinin rəqibləri yoxdur. Onların səbəbləri bunlardır: günəş radiasiyasının aşağı sıxlığı səbəbindən onu tutmaq üçün avadanlıqların quraşdırılması avadanlıq və materialların həddindən artıq yüksək qiymətini nəzərə almadan, torpaqdan istifadədən nəhəng faydalı sahələrin çıxarılmasına səbəb olacaqdır.

Bu arada, günəş şüalarından ənənəvi qalıq yanacaqların yandırılması ilə istehsal olunan elektrik enerjisi ilə müqayisə edilə bilən elektrik enerjisi istehsal etmək üçün hələ çox yol var. Təbii ki, belə şəraitdə hətta yaxın gələcəkdə bütün enerji sektorunun günəş texnologiyasına keçməsini gözləmək real deyil. Hələlik onun taleyi gücü artırmaq və kilovat-saatının maya dəyərini azaltmaqdır. Eyni zamanda, unutmaq olmaz ki, ekoloji baxımdan günəş enerjisi həqiqətən idealdır, çünki təbiətdəki tarazlığı pozmur.

Günəş bizə öz enerjisini göndərmək üçün əla iş görüb, ona görə də gəlin bunu qiymətləndirək! Səkkiz dəqiqə on doqquz saniyə əvvəl Günəşin səthində olan üzdə isti bir işıq şüası

1 . INquru paltar

Günəş bizə öz enerjisini göndərmək üçün əla iş görüb, ona görə də gəlin bunu qiymətləndirək! Üzdəki isti işıq şüası səkkiz dəqiqə on doqquz saniyə əvvəl Günəşin səthində idi. Ən azı paltarları qurutmaq üçün istifadə edirik. Günəş nəhəng nüvə reaktoru olduğu üçün dostlarınıza deyin: sizin nüvə paltar quruducunuz var.

2 . INsRAiləTVəTb iləVOYu edsaat

Günəşi götürün və nə böyüyə bilər? Yalnız torpaq və günəş işığı ilə pomidor, bibər, alma, moruq, yaşıl salat və daha çox şey yetişdirə bilərik. Günəşin istiliyini saxlayan günəş istixanaları tikin ki, hətta soyuq qışda belə qida yetişdirə biləsiniz.

3 . NAGReTb VOdsaat

Yetmiş milyon Çinli ev suyunu qızdırmaq üçün günəşdən istifadə edir, bəs niyə olmasın? Günəş istiliyini toplamaq üçün vakuum borusu və ya düz boşqabdan istifadə edə bilərsiniz. Təxminən 6,800 ABŞ dolları dəyərində bir sərmayə üçün bu qurğular yayda 100 faiz, qışda isə 40 faiz isti su təmin edəcək.

4 . HAQQINDAhVəiləTVəTb VOdsaat

Yerli su təchizatınız təhlükəlidirsə, suyu dezinfeksiya etmək üçün plastik butulkaları doldurub onları ən azı altı saat günəşdə saxlaya bilərsiniz. Günəşin ultrabənövşəyi şüaları bütün bakteriya və mikroorqanizmləri öldürəcək. Əgər dəniz kənarında yaşayırsınızsa, suyunuzu duzsuzlaşdırmaq üçün günəş enerjisindən istifadə edə bilərsiniz.

5 . İLƏOtəqdim edine uhleKiməTRVəheiləTVO

Damda günəş panelləri quraşdırın.

6. Avtomobili hərəkətə gətirine

Təsəvvür edin ki, yalnız günəşlə işləyən bir avtomobil var. Məsələn, ildə 16.000 kilometr gedən Nissan Leaf EV 2.000 kVt elektrik enerjisi istifadə edəcək. Damınızdakı fotovoltaik sistem ildə 2200 kVt/saat enerji istehsal edəcək və siz günəş panellərini ödədikdən sonra enerji pulsuz olacaq.

7 . DlI dVəhAina VaşeqO dOmA

Pasif günəş evini layihələndirərkən, cənuba baxan pəncərələr və şimala baxan izolyasiya günəş istiliyini saxlamaq üçün istilik kütləsi yaradır. Bu addımlar istilik ehtiyaclarını 50 faiz azalda bilər. Təbii günəş işığını maksimum dərəcədə artırmaq süni işıqlandırma ehtiyacını azaldır.

8. Evin isidilməsi üçün

9. Yemək bişirin

Günəş sobalarının müxtəlif növləri var: bəziləri əks etdirən günəş pəncərələrindən, digərləri isə parabolik disklərdən istifadə edirlər. Yayda siz də öz bağçanızda meyvə və tərəvəzlər üçün günəş qurutma maşınınızı hazırlaya bilərsiniz.

10. Dünya üçün enerji

Günəş hər gün dünya səhralarına istifadə etdiyimizdən min dəfə çox istilik yayır. Parabolik və ya günəş qüllələrindən istifadə edən günəş istilik texnologiyası bu enerjini buxara, sonra isə elektrikə çevirə bilər. Günəş istilik enerjisi üçün Texasın yalnız beş faizini istifadə edərək dünyanın bütün enerji ehtiyaclarını həll edə bilərik. Bəs neft və neft dağılmaları kimə lazımdır?

Olya Çernışova, 8-ci sinif şagirdi

Hesabat fizika üzrə 8-ci sinif.

Yüklə:

Önizləmə:

Mövzu ilə bağlı hesabat:

"Yer üzündə günəş enerjisindən istifadə".

Rostoşinskaya orta məktəbinin 8-ci sinif şagirdi bitirmişdir.

Çernışova Olqa

"Əvvəlcə bir cərrah, sonra bir neçə gəminin kapitanı" Lemuel Qulliver səyahətlərindən birində uçan bir adaya - Laputa'ya çatdı. Laputiyanın paytaxtı Laqa Doda tərk edilmiş evlərdən birinə girərək, qəribə, arıq, sifətli bir adam tapdı. Paltarı, köynəyi və dərisi hisdən qaralmış, dağınıq saçları, saqqalı yerləri tərənnüm etmişdi. Bu düzəlməz proyektor xiyardan günəş işığını çıxarmaq üçün bir layihə hazırlamağa səkkiz il sərf etdi. O, bu şüaları hermetik şəkildə bağlanmış şüşələrə toplamaq niyyətində idi ki, yay soyuq və ya yağışlı olarsa, onlarla havanı qızdırsın. O, əmin olduğunu bildirib ki, daha səkkiz ildən sonra o, günəş işığını lazım olan yerə çatdıra biləcək.

Bugünkü günəş şüalarını tutanlar Conatan Sviftin fantaziyasında təsvir olunan dəli kimi deyillər, baxmayaraq ki, onlar əslində Sviftin qəhrəmanı ilə eyni şeyi edirlər - günəş şüalarını tutmağa və onlar üçün enerjili istifadə tapmağa çalışırlar.

Onsuz da ən qədim insanlar Yerdəki bütün həyatın yarandığını və Günəşlə ayrılmaz şəkildə əlaqəli olduğunu düşünürdülər. Yer üzündə yaşayan müxtəlif xalqların dinlərində ən mühüm tanrılardan biri həmişə hər şeyə həyat verən hərarət verən Günəş Tanrısı olmuşdur.

Həqiqətən də bizə ən yaxın olan ulduzdan Yerə gələn enerjinin miqdarı çox böyükdür. Cəmi üç gün ərzində Günəş Yerə tədqiq etdiyimiz bütün yanacaq ehtiyatlarında olduğu qədər enerji göndərir! Və bu enerjinin yalnız üçdə biri Yerə çatsa da - qalan üçdə ikisi atmosfer tərəfindən əks olunur və ya səpilir - hətta onun bu hissəsi insanın istifadə etdiyi bütün digər enerji mənbələrindən bir yarım min dəfə çoxdur. ! Və ümumiyyətlə, Yerdə mövcud olan bütün enerji mənbələri Günəş tərəfindən yaradılır.

Nəhayət, insan bütün texniki nailiyyətlərini günəş enerjisinə borcludur. Günəş sayəsində təbiətdə su dövrü baş verir, su təkərlərini fırladan su axınları əmələ gəlir. Günəş planetimizin müxtəlif yerlərində yer kürəsini fərqli şəkildə qızdırmaqla, havanın hərəkətinə səbəb olur, gəmilərin yelkənlərini dolduran və külək turbinlərinin qanadlarını döndərən eyni külək. Müasir enerjidə istifadə edilən bütün qalıq yanacaqlar günəş şüalarından qaynaqlanır. Məhz onların enerjisi fotosintezin köməyi ilə bitkilər tərəfindən yaşıl kütləyə çevrildi və uzun proseslər nəticəsində neft, qaz və kömürə çevrildi.

Günəş enerjisindən birbaşa istifadə etmək mümkündürmü? İlk baxışdan bu o qədər də çətin iş deyil. Günəşli bir gündə adi böyüdücü şüşədən istifadə edərək şəkili taxta lövhəyə yazdırmağa kim cəhd etmədi! Bir-iki dəqiqə - və böyüdücü şüşənin günəş şüalarını topladığı yerdə ağacın səthində qara nöqtə və yüngül tüstü görünür. Jules Verne-nin ən sevimli qəhrəmanlarından biri olan mühəndis Sayrus Smit, sirli bir adada özlərini tapdıqları zaman yanğınlar sönən dostlarına kömək etdi. Mühəndis iki saat şüşəsindən linza düzəldib, aralarındakı boşluq su ilə dolu idi. Evdə hazırlanmış "mərcimək" günəş şüalarını bir qucaq quru mamıra yönəltdi və onu alovlandırdı. İnsanlar yüksək temperatur əldə etməyin bu nisbətən sadə üsulunu qədim zamanlardan bilirdilər. Mesopotamiyanın qədim paytaxtı Ninova şəhərinin xarabalıqlarında eramızdan əvvəl 12-ci əsrdə hazırlanmış ibtidai linzalar tapılıb. Yalnız birbaşa günəş şüalarından əldə edilən "təmiz" od, qədim Roma məbədi olan Vestada müqəddəs odu yandırmalı idi. Maraqlıdır ki, qədim mühəndislər günəş şüalarını cəmləşdirmək üçün başqa bir fikir təklif etdilər - güzgülərin köməyi ilə. . Böyük Arximed bizə "Alovlandırıcı güzgülər haqqında" traktat qoyub getdi. Bizans şairi Tsetsesin söylədiyi poetik əfsanə Pun müharibələri zamanı Arximedin doğma şəhəri Sirakuza Roma gəmiləri tərəfindən mühasirəyə alınmışdı. Donanma komandiri Marcellus asan qələbəyə şübhə etmirdi - axırda onun ordusu şəhərin müdafiəçilərindən qat-qat güclü idi. Təkəbbürlü dəniz komandiri bir şeyi nəzərə almadı - böyük bir mühəndis romalılara qarşı döyüşə girdi. O, nəhəng döyüş maşınları ilə gəldi, Roma gəmilərini daş yağışı ilə yağdıran və ya dibini ağır bir şüa ilə deşən atma silahları qurdu. Digər maşınlar gəmiləri yaydan qaldırmaq və onları sahil qayalarına çırpmaq üçün qarmaqlı kranlardan istifadə edirdilər. Və bir gün romalılar mühasirəyə alınmış şəhərin divarındakı əsgərlərin yerini əllərində güzgü olan qadınların tutduğunu görüb heyrətə gəldilər. Arximedin əmri ilə günəş şüalarını bir gəmiyə, bir nöqtəyə yönəldirdilər. Qısa müddət sonra gəmidə yanğın baş verib. Eyni aqibət hücumçuların daha bir neçə gəmisinin başına gəldi, onlar çaşqınlıq içində, nəhəng silahın əlindən kənarda qaçdılar. Bununla belə, texnologiya tarixinin bəzi müasir tədqiqatçıları hesablamalar aparmışlar ki, Arximedin yandırıcı güzgüləri prinsipcə mövcud ola bilər.

Günəş kollektorları

Atalarımız günəş enerjisindən daha çox prozaik məqsədlər üçün istifadə edirdilər. Qədim Yunanıstanda və Qədim Romada meşələrin əsas sahəsi binaların və gəmilərin tikintisi üçün amansızcasına kəsildi. Odun demək olar ki, heç vaxt istilik üçün istifadə edilməmişdir. Yaşayış binalarını və istixanaları qızdırmaq üçün günəş enerjisindən fəal istifadə olunurdu. Memarlar qışda mümkün qədər çox günəş işığı alması üçün evlər tikməyə çalışırdılar. Qədim yunan dramaturqu Esxil yazırdı ki, sivil xalqlar barbarlardan evlərinin “üzünün günəşə baxması” ilə fərqlənir. Roma yazıçısı Kiçik Pliniy qeyd edirdi ki, onun Romanın şimalında yerləşən evi, “Pəncərələri aşağı qış günəşinin şüalarını tutmaq üçün yerləşdiyi üçün günəşin istiliyini toplayıb və artırıb” qədim Yunanıstanın Olynthos şəhəri göstərirdi ki, bütün şəhər və onun evləri bir plan üzrə tərtib edilib və elə yerləşdirilib ki, qışda günəş şüalarını mümkün qədər çox tutsunlar, yayda isə əksinə, onlardan qaçsınlar. Qonaq otaqları mütləq günəşə baxan pəncərələrlə yerləşmişdi və evlərin özləri iki mərtəbədən ibarət idi: biri yay, digəri qış üçün. Olintosda, daha sonra Qədim Romada olduğu kimi, evləri elə yerləşdirmək qadağan idi ki, qonşularının evlərini günəşdən kölgə salsınlar - bugünkü göydələn yaradıcıları üçün etika dərsi!

Konsentrasiya edilmiş günəş işığı ilə istilik əldə etməyin aydın asanlığı bir neçə dəfə əsassız nikbinliyə səbəb olmuşdur. Yüz ildən bir qədər çox əvvəl, 1882-ci ildə Rusiyanın “Texnik” jurnalı günəş enerjisinin buxar maşınında istifadəsi ilə bağlı qeyd dərc etmişdi: “İzolyator buxar maşınıdır ki, qazanı bu məqsədlə toplanan günəş şüalarının köməyi ilə qızdırılır. xüsusi hazırlanmış əks etdirici güzgü ilə. İngilis alimi Con Tindal Ay şüalarının istiliyini öyrənərkən çox böyük diametrli oxşar konusvari güzgülərdən istifadə etmişdir. Fransız professor A.-B. Mouchot Tyndallın ideyasından istifadə edərək, onu günəş şüalarına tətbiq etdi və buxar yaratmaq üçün kifayət qədər istilik əldə etdi. Mühəndis Pif tərəfindən təkmilləşdirilmiş ixtira o qədər mükəmməlliyə çatdırıldı ki, günəş istiliyindən istifadə məsələsi nəhayət müsbət mənada həll oluna bilər." Alimlər günəş istiliyindən enerji istifadəsinin reallığa çevrilməsi üçün hələ də çoxlu maneələri aşmalı idilər. Yalnız indi, yüz ildən çox vaxt keçdikdən sonra günəş enerjisindən enerji istifadəsi problemləri ilə - günəş enerjisi ilə məşğul olan yeni elmi intizam formalaşmağa başladı. Və yalnız indi bu sahədə ilk real uğurlardan danışmaq olar. Hər şeydən əvvəl məsələ budur. Günəşdən gələn ümumi nəhəng enerji ilə yer səthinin hər kvadratmetri çox azdır - coğrafi koordinatlardan asılı olaraq 100 ilə 200 vatt arasında. Günəşli saatlarda bu güc 400-900 Vt/m2-ə çatır və buna görə də nəzərə çarpan güc əldə etmək üçün əvvəlcə bu axını böyük bir səthdən toplamaq və sonra onu cəmləşdirmək lazımdır. Və əlbəttə ki, böyük bir narahatlıq, bu enerjini yalnız gün ərzində ala biləcəyiniz açıq bir həqiqətdir. Gecələr başqa enerji mənbələrindən istifadə etməli və ya bir şəkildə günəş enerjisi toplamalısan.

Günəş enerjisi ilə duzsuzlaşdırma zavodu

Günəş enerjisini tutmağın müxtəlif yolları var. Birinci yol ən birbaşa və təbiidir: bəzi soyuducuları qızdırmaq üçün günəş istiliyindən istifadə edin. Sonra qızdırılan soyuducu, məsələn, istilik və ya isti su təchizatı üçün istifadə edilə bilər (burada xüsusilə yüksək suyun temperaturu tələb olunmur) və ya digər enerji növlərini, ilk növbədə elektrik enerjisini istehsal etmək üçün günəş istiliyinin birbaşa istifadəsi üçün tələ olduqca sadədir . Bunu etmək üçün ilk növbədə adi pəncərə şüşəsi və ya oxşar şəffaf materialla örtülmüş bir qutu lazımdır. Pəncərə şüşəsi günəş şüalarına mane olmur, ancaq qutunun daxili səthini qızdıran istiliyi saxlayır. Bu, mahiyyət etibarı ilə istixana effektidir, bütün istixanaların, istixanaların, istixanaların və qış bağlarının “Kiçik” günəş enerjisi ilə qurulması prinsipi çox perspektivlidir. Yer üzündə günəşin amansızcasına göydən vurduğu, torpağı qurutduğu və bitki örtüyünü yandırdığı, ərazini səhraya çevirdiyi yerlər çoxdur. Prinsipcə, belə torpaqları münbit və yaşayış üçün əlverişli etmək olar. Bizə “yalnız” onu su ilə təmin etmək, rahat evlərlə kəndlər salmaq lazımdır. Bütün bunlar, ilk növbədə, çox enerji tələb edəcək. Eyni solğun, dağıdıcı günəşdən bu enerjini almaq, günəşi insan müttəfiqinə çevirmək çox mühüm və maraqlı bir işdir.

Ölkəmizdə belə işə Türkmənistan SSR Elmlər Akademiyasının Günəş Enerjisi İnstitutu, “Günəş” elmi-istehsalat birliyinin rəhbəri rəhbərlik edirdi. Elmi fantastika romanının səhifələrindən çıxmış kimi görünən adı olan bu qurumun niyə məhz Orta Asiyada yerləşdiyi tamamilə aydındır - axı Aşqabadda yay günortası hər kvadrata günəş enerjisi axını düşür. kilometr, böyük bir elektrik stansiyasına bərabər gücə sahib olan elm adamları, ilk növbədə, günəş enerjisindən istifadə edərək su əldə etməyə yönəldilər. Səhrada su var və onu tapmaq nisbətən asandır - dayaz yerdə yerləşir. Ancaq bu sudan istifadə etmək olmaz - orada həll olunan çoxlu müxtəlif duzlar var, adətən dəniz suyundan daha acıdır. Səhra qrunt sularından suvarma və içməli istifadə etmək üçün onu duzsuzlaşdırmaq lazımdır. Əgər buna nail olunubsa, süni vahənin hazır olduğunu güman etmək olar: burada normal şəraitdə yaşaya, qoyun otar, bağlar becərsən, bütün il boyu günəş kifayət qədər olur, hətta qışda da. Alimlərin fikrincə, təkcə Türkmənistanda yeddi min belə oazis qurmaq olar. Onlar üçün lazım olan bütün enerji günəş tərəfindən təmin ediləcək. Bu, şəffaf bir qapaq ilə bağlanmış duzlarla doymuş su ilə bir qabdır. Su günəş şüaları ilə qızdırılır, tədricən buxarlanır və buxar soyuducu qapağın üzərində kondensasiya olunur. Qapaqdan təmizlənmiş su (duzlar buxarlanmayıb!) başqa bir qaba axır.

Bu tip konstruksiyalar çoxdan məlumdur. Çilinin quraq bölgələrində ən zəngin selitra yataqları içməli suyun olmaması səbəbindən keçən əsrdə demək olar ki, işlənilməmişdir. Sonra Las Sali-nas şəhərində bu prinsiplə isti gündə 20 min litr şirin su istehsal edən 5 min kvadratmetr sahəsi olan duzsuzlaşdırma zavodu tikildi.

Lakin yalnız indi günəş enerjisindən suyun duzsuzlaşdırılması üçün istifadə üzrə işlər geniş cəbhədə inkişaf etmişdir. Dünyada ilk dəfə olaraq Türkmənistanın “Baxardən” sovxozunda əhalinin şirin suya olan tələbatını ödəyən və quraq torpaqların suvarılmasını təmin edən əsl “günəş suyu təchizatı” işə salınıb. Günəş qurğularından alınan milyonlarla litr duzsuzlaşdırılmış su sovxoz otlaqlarının sərhədlərini xeyli genişləndirəcəkdir.

İnsanlar evlərin və sənaye binalarının qışda istiləşməsinə, il boyu isti su təchizatına çoxlu enerji sərf edirlər. Və burada günəş köməyə gələ bilər. Heyvandarlıq təsərrüfatlarını isti su ilə təmin edə bilən günəş elektrik stansiyaları hazırlanmışdır. Erməni alimləri tərəfindən hazırlanmış günəş tələsi dizayn baxımından çox sadədir. Bu, istiliyi effektiv şəkildə udan xüsusi bir örtük altında, boru sistemindən hazırlanmış dalğa formalı radiatorun olduğu düzbucaqlı bir yarım metrlik bir hüceyrədir. Yalnız belə bir tələni su təchizatına qoşmaq və günəşə çıxarmaq lazımdır və yay günündə saatda 70-80 dərəcəyə qədər qızdırılan otuz litrə qədər su axacaq. Bu dizaynın üstünlüyü ondan ibarətdir ki, hüceyrələr günəş qızdırıcısının işini xeyli artıraraq kublar kimi müxtəlif qurğuların qurulması üçün istifadə oluna bilər. Mütəxəssislər Yerevanın eksperimental yaşayış massivini günəş enerjisi ilə isitməyə keçirməyi planlaşdırırlar. Günəş kollektorları adlanan suyun (və ya havanın) qızdırılması üçün qurğular sənayemiz tərəfindən istehsal olunur. Geniş çeşidli obyektləri təmin etmək üçün gündə 100 tona qədər isti su gücünə malik onlarla günəş qurğuları və isti su təchizatı sistemləri yaradılmışdır.

Ölkəmizin müxtəlif yerlərində tikilmiş çoxsaylı evlərə günəş qızdırıcıları quraşdırılır. Günə baxan sıldırım damın bir tərəfi günəş qızdırıcılarından ibarətdir ki, onların köməyi ilə ev qızdırılır və isti su ilə təmin olunur. Belə evlərdən ibarət bütöv kəndlərin salınması nəzərdə tutulur ki, günəş enerjisindən istifadə problemi təkcə bizdə həll olunmur. İlk növbədə, ildə günəşli günlərin çox olduğu tropiklərdə yerləşən ölkələrin alimləri günəş enerjisi ilə maraqlanıblar. Məsələn, Hindistanda günəş enerjisindən istifadə üçün bütöv bir proqram hazırlayıblar. Mədrəsdə ölkənin ilk günəş elektrik stansiyası fəaliyyət göstərir. Hindistanlı alimlərin laboratoriyalarında eksperimental duzsuzlaşdırma qurğuları, taxıl quruducuları və su nasosları işləyir. Dehli Universiteti qidaları 15 dərəcə şaxtaya qədər soyuda bilən günəş soyuducu qurğusu istehsal edib. Beləliklə, günəş təkcə qızdırmaq deyil, həm də soyumaq olar! Hindistanın qonşusu Birmada, Ranqundakı Texnologiya İnstitutunun tələbələri yemək bişirmək üçün günəş istiliyindən istifadə edən soba düzəldiblər. Onların işlək kanalizasiyalarının ümumi sahəsi futbol meydançasından iki dəfə böyükdür! Günəş şüaları uşaq bağçalarına və heyvandarlıq fermalarına, açıq hovuzlara və fərdi evlərə istilik verir. Kubanın Holqvin şəhərində kubalı mütəxəssislər tərəfindən hazırlanmış orijinal günəş qurğusu istifadəyə verilib. Uşaq xəstəxanasının damında yerləşir və günəşin buludlarla örtüldüyü günlərdə belə isti su verir. Mütəxəssislərin fikrincə, Kubanın digər şəhərlərində də yaranmış belə qurğular çoxlu yanacağa qənaət etməyə kömək edəcək, Əlcəzairin Msila əyalətində “günəş kəndi”nin tikintisinə başlanılıb. Kifayət qədər böyük olan bu qəsəbənin sakinləri bütün enerjilərini günəşdən alacaqlar. Bu kənddə hər bir yaşayış binası günəş kollektoru ilə təchiz olunacaq. Günəş kollektorlarının ayrı-ayrı qrupları sənaye və kənd təsərrüfatı obyektlərini enerji ilə təmin edəcək. Bu kəndi layihələndirən Əlcəzairin Milli Elmi Tədqiqat Təşkilatı və Birləşmiş Millətlər Universitetinin mütəxəssisləri əmindirlər ki, bu, isti ölkələrdəki minlərlə oxşar yaşayış məntəqəsinin prototipinə çevriləcək Avstraliyanın White Cliffs qəsəbəsindəki Əlcəzair kəndi, orijinal günəş elektrik stansiyasının tikintisinin yerinə çevrildi. Burada günəş enerjisindən istifadə prinsipi xüsusidir. Kanberra Milli Universitetinin alimləri ammonyakın hidrogen və azota parçalanması üçün günəş istiliyindən istifadə etməyi təklif ediblər. Bu komponentlərin yenidən birləşməsinə icazə verilərsə, istilik buraxılır, bu da adi yanacağın yandırılması nəticəsində yaranan istiliklə eyni şəkildə elektrik stansiyasının işləməsi üçün istifadə edilə bilər. Enerjidən istifadənin bu üsulu xüsusilə cəlbedicidir, çünki enerji gələcək istifadə üçün reaksiyaya girməmiş azot və hidrogen şəklində saxlanıla və gecə və ya fırtınalı günlərdə istifadə edilə bilər.

Krım günəş elektrik stansiyasında heliostatların quraşdırılması

Günəşdən elektrik enerjisi əldə etməyin kimyəvi üsulu ümumiyyətlə olduqca cazibədardır. İstifadə edildikdə, günəş enerjisi gələcək istifadə üçün saxlanıla bilər, hər hansı digər yanacaq kimi saxlanıla bilər. Almaniyadakı tədqiqat mərkəzlərindən birində bu prinsiplə işləyən eksperimental qurğu yaradılmışdır. Bu qurğunun əsas komponenti mürəkkəb izləmə sistemlərindən istifadə edərək daim günəşə doğru istiqamətlənən 1 metr diametrli parabolik güzgüdür. Güzgünün diqqət mərkəzində cəmlənmiş günəş şüaları 800-1000 dərəcə temperatur yaradır. Bu temperatur kükürd anhidridinin xüsusi qablara vurulan kükürd dioksid və oksigenə parçalanması üçün kifayətdir. Lazım gələrsə, komponentlər regenerasiya reaktoruna verilir, burada xüsusi katalizatorun iştirakı ilə onlardan orijinal kükürd anhidridi əmələ gəlir. Bu vəziyyətdə temperatur 500 dərəcəyə qədər yüksəlir. İstilik daha sonra suyu buxara çevirmək üçün istifadə oluna bilər ki, bu da elektrik generatorunun turbinini fırladır. Günəş şüalarını cəmləşdirən parabolik güzgü metal silindrdə yerləşdirilən qazı 700 dərəcəyə qədər qızdırır. İsti qaz yalnız bir turbogeneratoru idarə edəcək bir istilik dəyişdiricisində suyu buxara çevirə bilməz. Xüsusi katalizatorun iştirakı ilə, yol boyu orijinaldan daha əlverişli olan karbon monoksit və hidrogen-enerji məhsullarına çevrilə bilər. Suyu qızdırarkən bu qazlar yox olmur - sadəcə soyuyurlar. Günəşin buludlarla örtüldüyü və ya gecə vaxtı belə onlar yandırıla və əlavə enerji ala bilərlər. Günəş enerjisindən hidrogenin - guya gələcəyin universal yanacağının yığılması üçün istifadə üzrə layihələr nəzərdən keçirilir. Bunun üçün səhralarda, yəni yerli enerjidən istifadənin çətin olduğu yerlərdə yerləşən günəş elektrik stansiyalarından alınan enerjidən istifadə etmək olar.

Olduqca qeyri-adi yollar da var. Doğru katalizator varsa, günəş işığının özü su molekulunu parçalaya bilər. Bakteriyalardan istifadə edərək genişmiqyaslı hidrogen istehsalı üçün mövcud layihələr daha da ekzotikdir! Proses fotosintez sxeminə uyğun olaraq gedir: günəş işığı, məsələn, olduqca tez böyüyən mavi-yaşıl yosunlar tərəfindən udulur. Bu yosunlar həyatları boyu sudan hidrogen buraxan bəzi bakteriyalar üçün qida ola bilər. Sovet və yapon alimlərinin müxtəlif növ bakteriyalarla apardıqları tədqiqatlar göstərdi ki, prinsipcə, bir milyon əhalisi olan bir şəhərin bütün enerjisi 200 min kvadratmetr ərazisi olan plantasiyada mavi-yaşıl yosunlarla qidalanan bakteriyaların buraxdığı hidrogen hesabına təmin edilə bilər. cəmi 17,5 kvadrat kilometr. Moskva Dövlət Universitetinin mütəxəssislərinin hesablamalarına görə, Aral dənizi boyda su hövzəsi demək olar ki, bütün ölkəmizi enerji ilə təmin edə bilər. Təbii ki, bu cür layihələr hələ reallaşmaqdan uzaqdır. Bu dahi ideya, hətta XXI əsrdə də həyata keçirilməsi üçün bir çox elmi və mühəndislik problemlərinin həllini tələb edəcəkdir. Enerji yaratmaq üçün nəhəng maşınlar yerinə canlı varlıqlardan istifadə etmək beyninizi qarışdırmağa dəyər bir fikirdir.

Günəş şüaları ilə qızdırılan sudan əldə edilən buxarı turbinin döndərəcəyi elektrik stansiyası layihələri indi müxtəlif ölkələrdə hazırlanır. SSRİ-də Kerç yaxınlığında, Krımın günəşli sahilində bu tip eksperimental günəş elektrik stansiyası tikildi. Stansiya üçün yer təsadüfən seçilməyib - axı, bu ərazidə günəş ildə təxminən iki min saat parlayır. Bundan əlavə, buradakı torpaqların şoran olması, əkinçilik üçün yararsız olması, stansiyanın kifayət qədər geniş ərazini tutması da vacibdir.

Stansiya qeyri-adi və təsir edici bir quruluşdur. Hündürlüyü səksən metrdən çox olan nəhəng bir qüllədə günəş buxar generatoru qazanı quraşdırılmışdır. Qüllənin ətrafında, radiusu yarım kilometrdən çox olan geniş bir ərazidə, heliostatlar konsentrik dairələrdə - hər birinin ürəyi 25 kvadrat metrdən çox olan nəhəng bir güzgü olan mürəkkəb strukturlarda yerləşir. . Stansiyanın konstruktorları çox çətin məsələni həll etməli idilər - axırda bütün heliostatlar (və onların sayı çoxdur - 1600!) elə yerləşdirilməli idi ki, günəşin səmadakı mövqeyindən asılı olmayaraq, onların heç biri kölgədə olardı və onların hər birinin saçdığı günəş şüası tam olaraq buxar qazanının yerləşdiyi qüllənin yuxarı hissəsinə düşərdi (buna görə də qüllə bu qədər hündür edilmişdir). Hər bir heliostat güzgünün fırlanması üçün xüsusi qurğu ilə təchiz edilmişdir. Güzgülər günəşin ardınca davamlı olaraq hərəkət etməlidir - axırda o, hər zaman hərəkət edir, yəni dovşan hərəkət edə bilər və qazan divarına dəyməz və bu, dərhal stansiyanın işinə təsir edəcəkdir. Stansiyanın işini daha da çətinləşdirən odur ki, heliostatların trayektoriyaları hər gün dəyişir: Yer orbitdə hərəkət edir, Günəş isə hər gün səma boyunca marşrutunu bir qədər dəyişir. Buna görə də, heliostatların hərəkətinə nəzarət elektron kompüterə həvalə olunur - yalnız onun dibsiz yaddaşı bütün güzgülərin hərəkətinin əvvəlcədən hesablanmış trayektoriyalarını yerləşdirməyə qadirdir.

Günəş elektrik stansiyasının tikintisi

Heliostatların cəmləşdirdiyi günəş istiliyinin təsiri altında buxar generatorunda olan su 250 dərəcəyə qədər qızdırılır və yüksək təzyiqli buxara çevrilir. Buxar elektrik generatorunu döndərən turbini fırladır və günəşin yaratdığı yeni enerji axını Krımın enerji sisteminə daxil olur. Günəş buludlarla örtülsə, hətta gecə də enerji istehsalı dayanmayacaq. Qüllənin ətəyində quraşdırılmış istilik akkumulyatorları köməyə gələcək. Günəşli günlərdə artıq isti su xüsusi anbarlara göndərilir və günəş olmadığı zaman istifadə olunacaq.

Bu eksperimental elektrik stansiyasının gücü nisbətəndir

kiçik - cəmi 5 min kilovat. Ancaq xatırlayaq: bu, qüdrətli nüvə enerjisi sənayesinin əcdadı olan ilk atom elektrik stansiyasının gücü idi. Enerji istehsalı isə heç də birinci günəş elektrik stansiyasının ən vacib vəzifəsi deyil - o, eksperimental adlanır, çünki onun köməyi ilə alimlər belə stansiyaların istismarında çox mürəkkəb problemlərin həlli yollarını tapmalı olacaqlar. Və belə problemlər çox olur. Məsələn, güzgüləri çirklənmədən necə qoruya bilərsiniz? Axı, onların üzərinə toz çökür, yağışdan zolaqlar qalır və bu, stansiyanın gücünü dərhal azaldacaq. Hətta məlum oldu ki, bütün sular güzgülərin yuyulması üçün uyğun deyil. Heliostatların təmizliyinə nəzarət edən xüsusi yuyucu qurğu ixtira etmək lazım idi. Təcrübə stansiyasında günəş şüalarını cəmləyən qurğunun, onların ən mürəkkəb avadanlığının işinə dair imtahan verirlər. Ancaq ən uzun yol ilk addımdan başlayır. Günəşdən istifadə edərək əhəmiyyətli miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək istiqamətində bu addım Krım eksperimental günəş elektrik stansiyası ilə mümkün olacaq.

Sovet mütəxəssisləri növbəti addımı atmağa hazırlaşır. 320 min kilovat gücündə dünyanın ən böyük günəş elektrik stansiyası layihələndirilib. Bunun üçün yer Özbəkistanda, Qarşi çölündə, gənc bakirə şəhər Talimarcan yaxınlığında seçildi. Bu bölgədə günəş Krımdan heç də az səxavətlə parıldamır. Fəaliyyət prinsipinə görə, bu stansiya Krımdan fərqlənmir, lakin onun bütün strukturları daha böyükdür. Qazan iki yüz metr hündürlükdə yerləşəcək və qüllənin ətrafında bir çox hektar əraziyə heliostatik sahə yayılacaq. Parlaq güzgülər (72 min!), kompüter siqnallarına tabe olmaqla, günəş şüalarını qazanın səthində cəmləyəcək, həddindən artıq qızdırılan buxar turbini fırlatacaq, generator 320 min kilovat cərəyan istehsal edəcək - bu, artıq çox gücdür, və günəş elektrik stansiyasında enerji istehsalının qarşısını alan uzun müddət davam edən pis hava istehlakçılara əhəmiyyətli təsir göstərə bilər. Buna görə də, stansiyanın dizaynına təbii qazdan istifadə edən adi buxar qazanı da daxildir. Buludlu hava uzun müddət davam edərsə, turbinə başqa, adi qazandan buxar veriləcəkdir.

Eyni tipli günəş elektrik stansiyaları başqa ölkələrdə də inkişaf etdirilir. ABŞ-da, günəşli Kaliforniyada ilk qüllə tipli elektrik stansiyası, 10 min kilovat gücündə Solar-1 tikildi. Pireney dağlarının ətəklərində fransız mütəxəssisləri 2,5 min kilovat gücündə Femida stansiyasında tədqiqatlar aparırlar. 20 min kilovat gücündə olan GAST stansiyası Qərbi Alman alimləri tərəfindən layihələndirilib.

İndiyə qədər günəş şüalarının yaratdığı elektrik enerjisi ənənəvi üsullarla əldə ediləndən qat-qat bahadır. Alimlər ümid edirlər ki, pilot qurğu və stansiyalarda aparacaqları təcrübələr təkcə texniki deyil, həm də iqtisadi problemlərin həllinə kömək edəcək.

Hesablamalara görə, günəş təkcə enerji problemlərini deyil, həm də atom və kosmik əsrimizin mütəxəssislər qarşısında qoyduğu vəzifələri həll etməyə kömək etməlidir. Güclü kosmik gəmilər, nəhəng nüvə qurğuları qurmaq və saniyədə yüz milyonlarla əməliyyat yerinə yetirən elektron maşınlar yaratmaq üçün bizə yeni

materiallar - super odadavamlı, super güclü, super təmiz. Onları əldə etmək çox çətindir. Ənənəvi metallurgiya üsulları bunun üçün uyğun deyil. Elektron şüaları və ya ultra yüksək tezlikli cərəyanlarla ərimə kimi daha mürəkkəb texnologiyalar da uyğun deyil. Ancaq təmiz günəş istiliyi burada etibarlı köməkçi ola bilər. Sınaq zamanı bəzi heliostatlar günəş şüaları ilə qalın alüminium təbəqəni asanlıqla deşirlər. Bir neçə onlarla belə heliostat quraşdırsaq nə olacaq? Və sonra onlardan gələn şüaları konsentratorun konkav güzgüsünə göndərin? Belə bir güzgünün günəş şüası yalnız alüminium deyil, həm də demək olar ki, bütün məlum materialları əridə bilər. Konsentratorun bütün toplanmış günəş enerjisini ötürəcəyi xüsusi ərimə sobası min günəşdən daha parlaq parlayacaq.

Müasir bir insanın həyatı enerjisiz sadəcə ağlasığmazdır. Elektrik kəsilməsi bir fəlakət kimi görünür, insan artıq nəqliyyatsız həyatı təsəvvür edə bilmir və məsələn, rahat qaz və ya elektrik sobasında deyil, odda yemək bişirmək artıq bir hobbidir.

Biz hələ də enerji istehsal etmək üçün qalıq yanacaqlardan (neft, qaz, kömür) istifadə edirik. Lakin onların planetimizdəki ehtiyatları məhduddur və onların tükənəcəyi gün bu gün və ya sabah gəlməyəcək. Nə etməli? Cavab artıq mövcuddur - qeyri-ənənəvi, alternativ enerji mənbələri axtarmaq, onların təchizatı sadəcə tükənməzdir.

Belə alternativ enerji mənbələrinə günəş və külək daxildir.

Günəş enerjisindən istifadə

Günəş- ən güclü enerji təchizatçısı. Fizioloji xüsusiyyətlərimizə görə nədənsə istifadə edirik. Amma milyonlarla, milyardlarla kilovat boş yerə gedir və qaranlıq çökəndə yox olur. Hər saniyə Günəş Yerə 80 min milyard kilovat verir. Bu, bütün dünya elektrik stansiyalarının istehsal etdiyindən bir neçə dəfə çoxdur.

Günəş enerjisindən istifadənin bəşəriyyətə nə fayda gətirəcəyini təsəvvür edin:

. Zamanın sonsuzluğu. Alimlər Günəşin bir neçə milyard il sönməyəcəyini proqnozlaşdırırlar. Bu isə o deməkdir ki, bizim ömrümüz və uzaq nəsillərimiz üçün kifayət qədər olacaq.

. Coğrafiya. Planetimizdə günəşin parlamadığı yer yoxdur. Haradasa daha parlaq, hardasa sönük, amma Günəş hər yerdədir. Bu o deməkdir ki, Yer kürəsini planetin ucqar guşələrinə elektrik enerjisi çatdırmağa çalışan sonsuz naqillər şəbəkəsi ilə əhatə etməyə ehtiyac qalmayacaq.

. Kəmiyyət. Hər kəs üçün kifayət qədər günəş enerjisi var. Kimsə gələcək istifadə üçün belə enerjini ölçüyəgəlməz şəkildə saxlamağa başlasa belə, heç nəyi dəyişməyəcək. Batareyaları doldurmaq və çimərlikdə günəş vannası qəbul etmək üçün kifayətdir.

. İqtisadi fayda. Artıq odun, kömür və ya benzin almağa pul xərcləmək lazım olmayacaq. Pulsuz günəş işığı su təchizatı və avtomobil, kondisioner və televizor, soyuducu və kompüterin istismarına cavabdeh olacaq.

. Ekoloji cəhətdən faydalıdır. Meşələrin tamamilə qırılması keçmişdə qalacaq, sobaları qızdırmağa, yeni Çernobıl və Fukusima stansiyalarını tikməyə, mazut və mazut yandırmağa ehtiyac qalmayacaq. Səmada ecazkar və tükənməz bir enerji mənbəyi - Günəş olduğu halda, təbiəti məhv etmək üçün niyə bu qədər səy göstərmək lazımdır?

Xoşbəxtlikdən bunlar xəyal deyil. Alimlərin hesablamalarına görə, 2020-ci ilə qədər Avropada elektrik enerjisinin 15%-i günəş işığı ilə təmin olunacaq. Və bu yalnız başlanğıcdır.

Günəş enerjisi harada istifadə olunur?

. Günəş panelləri. Evin damında quraşdırılan batareyalar artıq heç kimi təəccübləndirmir. Günəş enerjisini udaraq onu elektrik enerjisinə çevirirlər. Məsələn, Kaliforniyada hər hansı yeni ev layihəsi günəş panelinin istifadəsini tələb edir. Hollandiyada isə Herhuqovard şəhəri “Günəş şəhəri” adlanır, çünki buradakı bütün evlər günəş panelləri ilə təchiz olunub.

. Nəqliyyat.

Artıq avtonom uçuş zamanı bütün kosmik gəmilər günəş enerjisindən elektrik enerjisi alırlar.

Günəş enerjisi ilə işləyən avtomobillər. Belə bir avtomobilin ilk modeli 1955-ci ildə təqdim edildi. Artıq 2006-cı ildə Fransanın Venturi şirkəti "günəş" avtomobillərinin seriyalı istehsalına başladı. Onun xüsusiyyətləri hələ də təvazökardır: cəmi 110 kilometr avtonom səyahət və 120 km/saatdan çox olmayan sürət. Lakin avtomobil sənayesinin demək olar ki, bütün dünya liderləri ekoloji cəhətdən təmiz avtomobillərin öz versiyalarını hazırlayırlar.

. Günəş elektrik stansiyaları.

. Qadcetlər. Günəşdə işləyən bir çox cihaz üçün artıq şarj cihazları var.

Günəş enerjisinin növləri (günəş elektrik stansiyaları)

Hal-hazırda bir neçə növ günəş elektrik stansiyaları (GES) hazırlanmışdır:

. Qüllə. Əməliyyat prinsipi sadədir. Nəhəng bir güzgü (heliostat) günəşdən sonra fırlanır və günəş şüalarını su ilə doldurulmuş istilik qəbuledicisinə yönəldir. Sonra hər şey adi istilik elektrik stansiyasında olduğu kimi baş verir: su qaynayır və buxara çevrilir. Buxar generatoru gücləndirən bir turbin çevirir. Sonuncu elektrik enerjisi istehsal edir.

. Disk formalı. Əməliyyat prinsipi qüllələrə bənzəyir. Fərq dizaynın özündədir. Birincisi, bir güzgü deyil, nəhəng lövhələrə bənzəyən bir neçə dəyirmi güzgü istifadə olunur. Güzgülər qəbuledicinin ətrafında radial olaraq quraşdırılmışdır.

Hər bir boşqab SES eyni anda bir neçə oxşar modula malik ola bilər.

. Fotovoltaik(foto batareyalardan istifadə etməklə).

. Parabolik silindrik konsentratorlu SES. Parabolanın mərkəzində soyuducu olan bir boru (ən çox yağ istifadə olunur) quraşdırılmış silindr şəklində nəhəng bir güzgü. Yağ istənilən temperatura qədər qızdırılır və istiliyi suya ötürür.

. Günəş-vakuum. Torpaq sahəsi şüşə üzlüklə örtülüb. Onun altındakı hava və torpaq daha çox qızdırılır. Xüsusi bir turbin isti havanı elektrik generatorunun quraşdırıldığı qəbuledici qülləyə aparır. Elektrik enerjisi temperatur fərqləri səbəbindən yaranır.

Külək enerjisindən istifadə

Alternativ və bərpa olunan enerji mənbəyinin digər növü küləkdir. Külək nə qədər güclü olarsa, bir o qədər kinetik enerji çıxarır. Və kinetik enerji həmişə mexaniki və ya elektrik enerjisinə çevrilə bilər.

Küləyin əmələ gətirdiyi mexaniki enerji çoxdan istifadə olunur. Məsələn, taxıl üyüdərkən (məşhur yel dəyirmanları) və ya su çəkərkən.

Külək enerjisi də istifadə olunur:

Elektrik enerjisi istehsal edən külək turbinlərində. Bıçaqlar batareyanı doldurur, ondan cərəyan çeviricilərə verilir. Burada birbaşa cərəyan alternativ cərəyana çevrilir.

Nəqliyyat. Artıq külək enerjisi ilə işləyən avtomobil də var. Xüsusi külək qurğusu (uçurtma) su gəmilərinin hərəkətinə imkan verir.

Külək enerjisinin növləri (külək elektrik stansiyaları)

. Yer- ən çox yayılmış növü. Belə külək stansiyaları təpələrdə və ya təpələrdə quraşdırılır.

. Dənizdə. Onlar dayaz suda, sahildən xeyli aralıda tikilir. Elektrik enerjisi quruya dənizaltı kabellər vasitəsilə verilir.

. Sahil- dənizdən və ya okeandan müəyyən məsafədə quraşdırılmışdır. Sahil külək stansiyaları küləklərin gücündən istifadə edir.

. Üzən. İlk üzən külək turbini 2008-ci ildə İtaliya sahillərində quraşdırılıb. Generatorlar xüsusi platformalarda quraşdırılır.

. Uçan külək stansiyaları yanmaz materiallardan hazırlanmış və heliumla doldurulmuş xüsusi yastıqların üzərinə hündürlükdə yerləşdirilir. Yerə elektrik enerjisi iplər vasitəsilə verilir.

Perspektivlər və inkişaf

Günəş enerjisindən istifadə üzrə ən ciddi uzunmüddətli planları 2020-ci ilə qədər bu sahədə dünya lideri olmağı planlaşdıran Çin müəyyən edir. AET ölkələri elektrik enerjisinin 20%-ə qədərini alternativ mənbələrdən əldə etməyə imkan verəcək konsepsiya hazırlayır. ABŞ Energetika Nazirliyi daha aşağı rəqəm qoyur - 2035-ci ilə qədər 14%-ə qədər. Rusiyada da SES var. Ən güclülərindən biri Kislovodskda quraşdırılıb.

Külək enerjisindən istifadəyə gəlincə, burada bəzi rəqəmlər var. Avropa Külək Enerjisi Assosiasiyası külək elektrik stansiyalarının dünyanın bir çox ölkəsini elektrik enerjisi ilə təmin etdiyini göstərən məlumatları dərc edib. Belə ki, Danimarkada istehlak olunan elektrik enerjisinin 20%-i, Portuqaliya və İspaniyada 11%-i, İrlandiyada 9%-i, Almaniyada 7%-i belə qurğular vasitəsilə əldə edilir.

Hazırda dünyanın 50-dən çox ölkəsində külək stansiyaları quraşdırılıb və onların gücü ildən-ilə artır.

Belarus Respublikası Təhsil Nazirliyi

Təhsil müəssisəsi

"Maksim Tank adına Belarus Dövlət Pedaqoji Universiteti"

Ümumi və nəzəri fizika kafedrası

Ümumi fizika üzrə kurs işi

Günəş enerjisi və ondan istifadə perspektivləri

321-ci qrupun tələbələri

Fizika fakültəsi

Leşkeviç Svetlana Valerievna

Elmi məsləhətçi:

Fedorkov Çeslav Mixayloviç

Minsk, 2009

Giriş

1. Günəş haqqında ümumi məlumat

2. Günəş enerji mənbəyidir

2.1 Günəş enerjisi tədqiqatı

2.2 Günəş enerjisi potensialı

3. Günəş enerjisindən istifadə

3.1 Günəş enerjisindən passiv istifadə

3.2 Günəş enerjisindən aktiv istifadə

3.2.1 Günəş kollektorları və onların növləri

3.2.2 Günəş sistemləri

3.2.3 Günəş istilik elektrik stansiyaları

3.3 Fotovoltaik sistemlər

4. Günəş memarlığı

Nəticə

İstifadə olunan mənbələrin siyahısı

Giriş

Günəş Yerin həyatında müstəsna rol oynayır. Planetimizin bütün üzvi dünyası varlığını Günəşə borcludur. Günəş təkcə işıq və istilik mənbəyi deyil, həm də bir çox başqa enerji növlərinin (neft, kömür, su, külək) ilkin mənbəyidir.

İnsan yer üzündə göründüyü andan günəşin enerjisindən istifadə etməyə başladı. Arxeoloji məlumatlara görə, məlumdur ki, yaşayış üçün sakit, soyuq küləklərdən qorunan və günəş işığına açıq yerlərə üstünlük verilir.

Bəlkə də ilk məlum heliosistemi eramızdan əvvəl 15-ci əsrə aid III Amenhotepin heykəli hesab etmək olar. Heykəlin içərisində günəş şüaları altında gizli musiqi alətini hərəkətə gətirən hava və su kameraları sistemi var idi. Qədim Yunanıstanda Heliosa sitayiş edirdilər. Bu tanrının adı bu gün günəş enerjisi ilə bağlı bir çox terminlərin əsasını təşkil edir.

Dünya iqtisadiyyatının bir çox sahələrini və Yer kürəsi əhalisinin daim artan tələbatını elektrik enerjisi ilə təmin etmək problemi indi getdikcə aktuallaşır.

1. Günəş haqqında ümumi məlumat

Günəş Günəş sisteminin mərkəzi gövdəsidir, isti plazma topu, spektral sinif G2 tipik bir cırtdan ulduzdur.

Günəşin xüsusiyyətləri

1. Kütləvi MS ~2*1023 kq

2. RS ~629 min km

3. V= 1,41*1027 m3, Yerin həcmindən az qala 1300 min dəfə böyükdür,

4. orta sıxlıq 1,41*103 kq/m3,

5. parlaqlıq LS = 3,86*1023 kVt,

6. effektiv səth temperaturu (fotosfer) 5780 K,

7. Fırlanma müddəti (sinodik) ekvatorda 27 gündən 32 günə qədər dəyişir. qütblərdə,

8. sərbəst düşmə sürəti 274 m/s2 (qravitasiyanın belə böyük sürətlənməsi ilə 60 kq ağırlığında olan adamın çəkisi 1,5 tondan çox olardı).

Günəşin quruluşu

Günəşin mərkəzi hissəsində onun enerji mənbəyi, yaxud məcazi dillə desək, onu qızdıran və soyumağa imkan verməyən “soba” var. Bu sahə nüvə adlanır (bax. Şəkil 1). Temperaturun 15 MK-ya çatdığı nüvədə enerji ayrılır. Nüvə Günəşin ümumi radiusunun dörddə birindən çox olmayan radiusa malikdir. Bununla belə, günəş kütləsinin yarısı onun həcmində cəmləşir və Günəşin parıltısını dəstəkləyən demək olar ki, bütün enerji sərbəst buraxılır.

Dərhal nüvənin ətrafında radiasiya enerjisinin ötürülməsi zonası başlayır, burada işıq hissələrinin - kvantların - maddə tərəfindən udulması və emissiyası ilə yayılır. Bir kvantın sıx günəş maddəsindən xaricə nüfuz etməsi çox uzun müddət tələb edir. Beləliklə, əgər Günəşin içindəki “soba” qəfil sönsəydi, biz bu barədə milyonlarla il sonra xəbər tuta bilərik.

düyü. 1 Günəşin quruluşu

Daxili günəş təbəqələrindən keçərkən enerji axını qazın qeyri-şəffaflığının çox artdığı bir bölgə ilə qarşılaşır. Bu Günəşin konvektiv zonasıdır. Burada enerji radiasiya ilə deyil, konveksiya ilə ötürülür. Konvektiv zona mərkəzdən təxminən 0,7 radiusda başlayır və demək olar ki, Günəşin ən görünən səthinə (fotosferə) qədər uzanır, burada əsas enerji axınının ötürülməsi yenidən parlaq olur.

Fotosfer Günəşin radiasiya səthidir və qranulyasiya adlanan dənəli quruluşa malikdir. Hər bir belə “taxıl” demək olar ki, Almaniyanın ölçüsünə bərabərdir və səthə çıxan isti maddə axını təmsil edir. Fotosferada tez-tez nisbətən kiçik qaranlıq yerləri - günəş ləkələrini görə bilərsiniz. Onlar ətrafdakı fotosferdən 1500˚C soyuqdur, temperaturu 5800˚C-ə çatır. Fotosferlə temperatur fərqinə görə bu ləkələr teleskopla müşahidə edildikdə tamamilə qara görünür. Fotosferin üstündə xromosfer, yəni "rəngli kürə" adlanan növbəti, daha nadir təbəqə var. Xromosfer bu adı qırmızı rənginə görə almışdır. Və nəhayət, onun üstündə günəş atmosferinin çox isti, eyni zamanda olduqca nadir bir hissəsi - tac var.

2. Günəş enerji mənbəyidir

Günəşimiz nəhəng işıqlı qaz topudur, onun daxilində mürəkkəb proseslər baş verir və nəticədə davamlı olaraq enerji buraxılır. Günəşin enerjisi planetimizdə həyatın mənbəyidir. Günəş Yerin atmosferini və səthini qızdırır. Günəş enerjisi sayəsində küləklər əsir, təbiətdə su dövranı baş verir, dənizlər və okeanlar qızır, bitkilər inkişaf edir, heyvanlar qidalanır. Məhz günəş radiasiyası sayəsində yer üzündə qalıq yanacaqlar mövcuddur. Günəş enerjisi isti və ya soyuğa, hərəkət gücünə və elektrikə çevrilə bilər.

Günəş okeanlardan, dənizlərdən və yer səthindən suyu buxarlayır. Bu rütubəti su damlalarına çevirərək buludlar və dumanlar əmələ gətirir və sonra yağış, qar, şeh və ya şaxta şəklində yenidən Yerə düşməsinə səbəb olur və beləliklə atmosferdə nəhəng bir nəmlik dövranı yaradır.

Günəş enerjisi atmosferin ümumi sirkulyasiyasının və okeanlarda suyun dövriyyəsinin mənbəyidir. Görünür, planetimizin nəhəng su və hava isitmə sistemi yaradır, istiliyi yer səthinə yenidən paylayır.

Bitkilərə düşən günəş işığı fotosintez prosesinə səbəb olur, bitkilərin böyüməsini və inkişafını müəyyən edir; torpağa düşəndə ​​istiliyə çevrilir, onu qızdırır, torpaq iqlimini formalaşdırır və bununla da orada yaşayan bitki toxumlarına, mikroorqanizmlərə və canlılara canlılıq verir, bu istilik olmadan anabioz (qış yuxusu) vəziyyətində olardı.

Günəş böyük miqdarda enerji buraxır - saniyədə təxminən 1,1x1020 kVt/saat. Bir kilovat saat 100 vattlıq közərmə lampasını 10 saat işləmək üçün tələb olunan enerji miqdarıdır. Yerin xarici atmosferi Günəşin yaydığı enerjinin təqribən milyonda birini və ya hər il təxminən 1500 katrilyon (1,5 x 1018) kVt/saatını kəsir. Bununla belə, bütün enerjinin yalnız 47%-i və ya təxminən 700 katrilyon (7 x 1017) kVt/saat Yer səthinə çatır. Günəş enerjisinin qalan 30%-i kosmosa geri əks olunur, təxminən 23%-i suyu buxarlayır, 1%-i dalğalar və cərəyanlardan, 0,01%-i isə təbiətdəki fotosintez prosesindən gəlir.

2.1 Günəş enerjisi tədqiqatı

Günəş niyə parlayır və milyardlarla il soyumur? Hansı “yanacaq” ona enerji verir? Elm adamları əsrlər boyu bu suala cavab axtarırdılar və yalnız 20-ci əsrin əvvəllərində düzgün həll tapıldı. İndi məlumdur ki, digər ulduzlar kimi, onun da dərinliklərində baş verən termonüvə reaksiyaları hesabına parlayır.

Yüngül elementlərin atomlarının nüvələri daha ağır bir elementin atomunun nüvəsinə birləşərsə, yenisinin kütləsi əmələ gəldiyinin ümumi kütləsindən az olacaqdır. Kütlənin qalan hissəsi reaksiya zamanı ayrılan hissəciklər tərəfindən daşınan enerjiyə çevrilir. Bu enerji demək olar ki, tamamilə istiliyə çevrilir. Atom nüvələrinin belə birləşmə reaksiyası yalnız çox yüksək təzyiqdə və 10 milyon dərəcədən yuxarı temperaturda baş verə bilər. Buna görə termonüvə adlanır.

Günəşi təşkil edən əsas maddə hidrogendir və ulduzun ümumi kütləsinin təxminən 71%-ni təşkil edir. Demək olar ki, 27% heliuma aiddir, qalan 2% isə karbon, azot, oksigen və metallar kimi daha ağır elementlərdən gəlir. Günəşin əsas “yanacağı” hidrogendir. Dörd hidrogen atomundan bir çevrilmə zənciri nəticəsində bir helium atomu əmələ gəlir. Reaksiyada iştirak edən hər qram hidrogendən 6x1011 J enerji ayrılır! Yer üzündə bu enerji miqdarı 1000 m3 suyu 0º C temperaturdan qaynama nöqtəsinə qədər qızdırmaq üçün kifayət edərdi.

2.2 Günəş enerjisi potensialı

Günəş bizə dünyada istifadə olunandan 10 000 dəfə çox pulsuz enerji verir. Təkcə qlobal ticarət bazarında ildə 85 trilyon (8,5 x 1013) kVt/saat enerji alınır və satılır. Bütün prosesə nəzarət etmək mümkün olmadığı üçün insanların nə qədər qeyri-kommersiya enerjisi istehlak etdiyini (məsələn, nə qədər odun və gübrənin yığılıb yandırıldığını, mexaniki və ya elektrik enerjisi istehsal etmək üçün nə qədər su sərf edildiyini) dəqiq demək mümkün deyil. ). Bəzi ekspertlər hesab edirlər ki, belə qeyri-kommersiya enerjisi istifadə olunan bütün enerjinin beşdə birini təşkil edir. Ancaq belə olsa belə, bəşəriyyətin il ərzində istehlak etdiyi ümumi enerji eyni dövrdə Yer səthinə düşən günəş enerjisinin təxminən yeddi mində biri qədərdir.

ABŞ kimi inkişaf etmiş ölkələrdə enerji istehlakı ildə təqribən 25 trilyon (2,5 x 1013) kVt/saat təşkil edir ki, bu da adambaşına gündə 260 kVt/saatdan artıqdır. Bu rəqəm hər gün bütün gün ərzində yüz 100 Vt-dan çox közərmə lampasının işə salınmasına bərabərdir. Orta hesabla ABŞ vətəndaşı hindistanlıdan 33 dəfə, çinlidən 13 dəfə, yapondan iki yarım dəfə və isveçlidən iki dəfə çox enerji istehlak edir.

3. Günəş enerjisindən istifadə

Günəş radiasiyasını aktiv və passiv günəş sistemlərindən istifadə etməklə faydalı enerjiyə çevirmək olar. Passiv sistemlər binaların layihələndirilməsi və günəş enerjisindən maksimum istifadə etmək üçün tikinti materiallarının seçilməsi ilə əldə edilir. Aktiv günəş sistemlərinə günəş kollektorları daxildir. Hazırda fotovoltaik sistemlər də hazırlanır - bunlar günəş radiasiyasını birbaşa elektrik enerjisinə çevirən sistemlərdir.

Günəş enerjisi həmçinin biokütlə, külək və ya su enerjisi kimi digər enerji formalarına çevrilərək dolayı yolla faydalı enerjiyə çevrilir. Günəşin enerjisi Yerdəki havanı "nəzarət edir". Günəş radiasiyasının böyük bir hissəsi okeanlar və dənizlər tərəfindən udulur, su qızdırılır, buxarlanır və yağış şəklində yerə düşür, su elektrik stansiyalarını "qidalandırır". Külək turbinlərinin tələb etdiyi külək havanın qeyri-bərabər istiləşməsi nəticəsində yaranır. Günəş enerjisindən yaranan bərpa olunan enerji mənbələrinin başqa bir kateqoriyası biokütlədir. Yaşıl bitkilər günəş işığını udur və fotosintez nəticəsində onlarda sonradan istilik və elektrik enerjisi əldə edilə bilən üzvi maddələr əmələ gəlir. Beləliklə, külək, su və biokütlə enerjisi günəş enerjisinin törəmələridir.

Enerji istənilən istehsalın hərəkətverici qüvvəsidir. İnsanların ixtiyarında külli miqdarda nisbətən ucuz enerjinin olması sənayeləşməyə və cəmiyyətin inkişafına böyük töhfə verdi.

3.1 Günəş enerjisindən passiv istifadə

günəş enerjisi istilik elektrik stansiyası

Passiv günəş binaları yerli iqlim şəraitini maksimum nəzərə almaq üçün nəzərdə tutulmuş və günəş enerjisindən istifadə edərək binanın qızdırılması, soyudulması və işıqlandırılması üçün müvafiq texnologiyalar və materiallardan istifadə edilən binalardır. Bunlara ənənəvi tikinti texnikası və izolyasiya, möhkəm döşəmələr və cənuba baxan pəncərələr kimi materiallar daxildir. Belə yaşayış yerləri bəzi hallarda əlavə xərc tələb olunmadan tikilə bilər. Digər hallarda tikinti zamanı çəkilən əlavə məsrəflər enerji xərclərinin azalması hesabına kompensasiya edilə bilər. Passiv günəş binaları ekoloji cəhətdən təmizdir və enerji müstəqilliyinə və enerjiyə davamlı gələcəyə töhfə verir.

Passiv günəş sistemində bina strukturunun özü günəş radiasiyasının kollektoru kimi çıxış edir. Bu tərif ən sadə sistemlərin əksəriyyətinə uyğundur, burada istilik divarları, tavanları və ya döşəmələri sayəsində binada saxlanılır. Binanın strukturuna quraşdırılmış istilik saxlamaq üçün xüsusi elementləri təmin edən sistemlər də var (məsələn, daşlı qutular və ya çənlər və ya su ilə doldurulmuş şüşələr). Belə sistemlər də passiv günəş kimi təsnif edilir.

3.2 Günəş enerjisindən aktiv istifadə

Günəş enerjisindən aktiv istifadə günəş kollektorlarından və günəş sistemlərindən istifadə etməklə həyata keçirilir.

3.2.1 Günəş kollektorları və onların növləri

Bir çox günəş enerjisi sistemləri günəş kollektorlarının istifadəsinə əsaslanır. Kollektor Günəşdən gələn işıq enerjisini udur və onu istiliyə çevirir, bu, soyuducuya (maye və ya hava) ötürülür və sonra binaları qızdırmaq, suyu qızdırmaq, elektrik enerjisi istehsal etmək, kənd təsərrüfatı məhsullarını qurutmaq və ya yemək bişirmək üçün istifadə olunur. Günəş kollektorları istilikdən istifadə edən demək olar ki, bütün proseslərdə istifadə edilə bilər.

Günəş kollektorlarının istehsalı texnologiyası demək olar ki, müasir səviyyəyə 1908-ci ildə, Amerika Carnegie Steel Company-dən William Bailey istilik izolyasiya edilmiş gövdəsi və mis boruları olan kollektor icad etdiyi zaman çatdı. Bu kollektor müasir termosifon sisteminə çox bənzəyirdi. Birinci Dünya Müharibəsinin sonuna qədər Beyli bu manifoldlardan 4000-ni satmışdı və ondan patent alan Floridalı iş adamı 1941-ci ilə qədər təxminən 60.000 ədəd satmışdı.

Tipik bir günəş kollektoru günəş enerjisini radiasiyanın udulmasını maksimum dərəcədə artırmaq üçün qara rəngə boyanmış boruların və metal lövhələrin damda quraşdırılmış modullarında saxlayır. Onlar şüşə və ya plastik bir korpusa bağlanır və maksimum günəş işığını tutmaq üçün cənuba doğru əyilirlər. Beləliklə, kollektor bir şüşə panel altında istilik toplayan miniatür istixanadır. Günəş radiasiyası səth üzərində paylandığı üçün kollektorun böyük bir sahəsi olmalıdır.

Tətbiqindən asılı olaraq müxtəlif ölçülü və dizaynlı günəş kollektorları var. Onlar ev təsərrüfatlarını camaşırxana, çimmək və yemək bişirmək üçün isti su ilə təmin edə və ya mövcud su qızdırıcıları üçün suyun əvvəlcədən qızdırılması üçün istifadə edilə bilər. Hazırda bazar çoxlu müxtəlif kolleksiya modelləri təklif edir.

İnteqrasiya edilmiş manifold

Günəş kollektorunun ən sadə növü "kapasitiv" və ya "termosifon kollektorudur" və bu adı almışdır, çünki kollektor eyni zamanda suyun "birdəfəlik" hissəsinin qızdırıldığı və saxlandığı istilik saxlama çənidir. Belə kollektorlar suyu əvvəlcədən qızdırmaq üçün istifadə olunur, daha sonra ənənəvi qurğularda, məsələn, geyzerlərdə istənilən temperatura qədər qızdırılır. Məişət şəraitində əvvəlcədən isidilmiş su bir saxlama anbarına axır. Bu, sonrakı istilik üçün enerji istehlakını azaldır. Bu kollektor hərəkət edən hissələrdən (nasoslardan) istifadə etməyən, minimum texniki xidmət tələb edən və sıfır istismar xərclərinə malik aktiv günəş enerjisi ilə su isitmə sisteminə ucuz alternativdir.

Yastı kollektorlar

Yastı kollektorlar məişət suyu isitmə və istilik sistemlərində istifadə olunan günəş kollektorlarının ən çox yayılmış növüdür. Tipik olaraq, bu kollektor şüşə və ya plastik qapaqlı istilik izolyasiyalı metal qutudur, içərisində qara rəngə boyanmış emici plitə yerləşdirilir. Şüşə şəffaf və ya tutqun ola bilər. Yastı kollektorlar adətən az miqdarda dəmir olan, şaxtalı, yalnız yüngül şüşələrdən istifadə edirlər (bu, kollektora daxil olan günəş işığının əhəmiyyətli hissəsinin keçməsinə imkan verir). Günəş işığı istilik qəbul edən lövhəyə dəyir və şüşələr sayəsində istilik itkisi azalır. Kollektorun alt və yan divarları istilik izolyasiya edən materialla örtülmüşdür ki, bu da istilik itkilərini daha da azaldır.

Yastı kollektorlar maye və havaya bölünür. Hər iki növ kollektor şirli və ya şirsizdir.

Günəş borulu evakuasiya edilmiş kollektorlar

Ənənəvi, sadə düz lövhəli günəş kollektorları isti, günəşli iqlimi olan bölgələrdə istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Əlverişsiz günlərdə - soyuq, buludlu və küləkli havalarda səmərəliliyi kəskin şəkildə itirirlər. Üstəlik, hava şəraitinin yaratdığı kondensasiya və rütubət daxili materialların vaxtından əvvəl aşınmasına səbəb olur və bu da öz növbəsində sistemin işinin pisləşməsinə və onun sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu çatışmazlıqlar evakuasiya edilmiş manifoldlardan istifadə etməklə aradan qaldırılır.

Evakuasiya edilmiş kollektorlar daha yüksək temperaturda suya ehtiyac duyulan yerlərdə məişət istifadəsi üçün suyu qızdırır. Günəş radiasiyası xarici şüşə borudan keçir, absorber boruya dəyir və istiliyə çevrilir. Borudan axan mayeyə ötürülür. Kollektor bir neçə sıra paralel şüşə borulardan ibarətdir ki, onların hər biri selektiv örtüklü boru şəkilli uducuya (düz lövhəli kollektorlarda udma lövhəsi əvəzinə) bərkidilir. Qızdırılan maye istilik dəyişdiricisi vasitəsilə dövr edir və istiliyi saxlama anbarında olan suya ötürür.

Şüşə borudakı vakuum - kollektor üçün mümkün olan ən yaxşı istilik izolyasiyası - istilik itkisini azaldır və absorber və istilik borusunu mənfi xarici təsirlərdən qoruyur. Nəticə hər hansı digər günəş kollektorundan üstün olan əla performansdır.

Fokuslanan kollektorlar

Fokuslayıcı kollektorlar (konsentratorlar) günəş enerjisini soyuducuda cəmləşdirmək üçün güzgü səthlərindən istifadə edir, buna istilik qəbuledici də deyilir. Onların əldə etdiyi temperatur düz plitəli kollektorlardan əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir, lakin onlar yalnız birbaşa günəş radiasiyasını cəmləyə bilirlər, bu da dumanlı və ya buludlu havada zəif performansa səbəb olur. Güzgü səthi böyük bir səthdən əks olunan günəş işığını daha kiçik uducu səthə yönəldir və bununla da yüksək temperatur əldə edir. Bəzi modellərdə günəş radiasiyası fokus nöqtəsində, digərlərində isə günəş şüaları nazik fokus xətti boyunca cəmləşir. Qəbuledici fokus nöqtəsində və ya fokus xətti boyunca yerləşir. Soyuducu maye qəbuledicidən keçir və istiliyi udur. Belə konsentrasiya kollektorları yüksək insolasiyaya malik bölgələr üçün ən uyğundur - ekvatora yaxın və səhra ərazilərində.

Dar məqsədlər üçün digər ucuz, texnoloji cəhətdən sadə günəş kollektorları var - günəş sobaları (yemək bişirmək üçün) və günəş distillələri, demək olar ki, istənilən mənbədən distillə edilmiş suyu ucuz əldə etməyə imkan verir.

Günəş sobaları

Onlar ucuzdur və hazırlamaq asandır. Onlar geniş, yaxşı izolyasiya edilmiş, işıq əks etdirən materialla (məsələn, folqa) örtülmüş, şüşə ilə örtülmüş və xarici reflektorla təchiz edilmiş qutudan ibarətdir. Qara tava adi alüminium və ya paslanmayan polad qablardan daha tez qızdıran bir uducu kimi xidmət edir. Günəş sobaları suyu bir qaynağa gətirərək dezinfeksiya etmək üçün istifadə edilə bilər.

Qutu və güzgü (reflektorlu) günəş sobaları var.

Günəş distillələri

Günəş distillələri hətta duzlu və ya çox çirklənmiş sudan ucuz distillə edilmiş su təmin edir. Onlar suyun açıq konteynerdən buxarlanması prinsipinə əsaslanır. Günəş distillyatoru bu prosesi sürətləndirmək üçün günəş enerjisindən istifadə edir. O, kondensasiya olunmuş şirin suyun xüsusi qaba axması üçün əyilmiş şüşəli tünd rəngli, izolyasiya edilmiş qabdan ibarətdir. Kiçik bir günəş distillyatoru - təxminən mətbəx sobası ölçüsündə - günəşli bir gündə on litrə qədər distillə edilmiş su istehsal edə bilər.

3.2.2 Günəş sistemləri

Günəş isti su sistemləri

İsti su günəş enerjisinin ən çox yayılmış birbaşa tətbiqidir. Tipik bir quraşdırma, mayenin günəş tərəfindən qızdırıldığı bir və ya bir neçə kollektordan, həmçinin qızdırıcı maye ilə qızdırılan isti suyun saxlanması üçün bir tankdan ibarətdir. Hətta Şimali Avropa kimi nisbətən az günəş radiasiyası olan bölgələrdə belə günəş sistemi isti suya olan ehtiyacın 50-70%-ni təmin edə bilər. Mövsümi tənzimləmə istisna olmaqla, daha çox əldə etmək mümkün deyil. Cənubi Avropada günəş kollektoru isti su istehlakının 70-90%-ni təmin edə bilir. Günəş enerjisi ilə suyun qızdırılması çox praktik və qənaətcil bir yoldur. Fotovoltaik sistemlər 10-15% səmərəlilik əldə edərkən, termal günəş sistemləri 50-90% səmərəliliyə nail olur. Odun yanan sobalarla birləşdirildikdə, məişət isti su ehtiyacları qalıq yanacaqlardan istifadə etmədən faktiki olaraq il boyu ödənilə bilər.

Termosifon günəş sistemləri

Termosifon, isti qış şəraitində (şaxta olmadıqda) istifadə olunan soyuducu suyun təbii dövriyyəsi (konveksiyası) ilə günəş suyunun istilik sistemləridir. Bütövlükdə bunlar günəş enerjisi sistemlərinin ən səmərəlisi deyil, lakin onların ev tikintisi baxımından bir çox üstünlükləri var. Soğutucu suyun termosifon dövranı, temperaturun dəyişməsi ilə suyun sıxlığının dəyişməsi səbəbindən baş verir. Termosifon sistemi üç əsas hissəyə bölünür:

· düz kollektor (absorber);

· boru kəmərləri;

· İsti su üçün saxlama çəni (qazan).

Kollektordakı su (adətən düz olan) qızdırıldığında, yükseltici vasitəsilə yüksəlir və saxlama tankına daxil olur; Onun yerində soyuq su anbarın dibindən kollektora daxil olur. Buna görə də, kollektoru saxlama tankının altına yerləşdirmək və birləşdirən boruları izolyasiya etmək lazımdır.

Belə qurğular subtropik və tropik ərazilərdə məşhurdur.

Günəş enerjisi ilə su isitmə sistemləri

Ən çox hovuzları qızdırmaq üçün istifadə olunur. Belə bir quraşdırmanın dəyəri hovuzun ölçüsündən və digər spesifik şərtlərdən asılı olaraq dəyişsə də, yanacaq və ya elektrik istehlakını azaltmaq və ya aradan qaldırmaq üçün günəş sistemləri quraşdırıldıqda, enerjiyə qənaət hesabına iki-dörd il ərzində özlərini ödəyəcəklər. Üstəlik, hovuzun qızdırılması əlavə xərc çəkmədən üzgüçülük mövsümünü bir neçə həftə uzatmağa imkan verir.

Əksər binalarda günəş hovuzu qızdırıcısının quraşdırılması çətin deyil. Hovuzu su ilə təmin edən sadə qara şlanqın altına düşə bilər. Açıq hovuzlar üçün sadəcə bir absorber quraşdırmaq lazımdır. Bağlı hovuzlar hətta qışda isti su ilə təmin etmək üçün standart kollektorların quraşdırılmasını tələb edir.

Mövsümi istilik saxlama

Günəş kollektorları tərəfindən yayda yığılan və böyük anbarlardan (mövsümi saxlama) istifadə edərək saxlanılan istidən qışda istifadə etməyə imkan verən qurğular da var. Burada problem evin istiləşməsi üçün tələb olunan mayenin miqdarının evin özünün həcmi ilə müqayisə oluna bilməsidir. Bundan əlavə, istilik anbarı çox yaxşı izolyasiya edilməlidir. Tipik bir ev saxlama anbarının istiliyinin çox hissəsini altı ay saxlaması üçün onu 4 metr qalınlığında izolyasiya təbəqəsinə bükmək lazımdır. Buna görə də, saxlama çəninin həcmini çox böyük etmək sərfəlidir. Bu səbəbdən səth sahəsinin həcmə nisbəti azalır.

Danimarka, İsveç, İsveçrə, Fransa və ABŞ-da iri günəş mərkəzi istilik qurğularından istifadə olunur. Günəş modulları birbaşa yerə quraşdırılır. Saxlama olmadan, belə bir günəş istilik qurğusu illik istilik tələbatının təxminən 5% -ni ödəyə bilər, çünki quraşdırma rayon istilik sistemindəki itkilər də daxil olmaqla istehlak edilən minimum istilik miqdarından çox olmamalıdır (ötürmə zamanı 20% -ə qədər). Gecə gündüz istiliyinin saxlanması varsa, günəş istilik sistemi ötürücü itkilər də daxil olmaqla istilik tələbatının 10-12% -ni, mövsümi istilik saxlama ilə isə 100% -ə qədər ödəyə bilər. Həmçinin, mərkəzi istilik sisteminin fərdi günəş kollektorları ilə birləşdirilməsi imkanı da var. İsti su günəş şüaları ilə təmin olunduğu və isitməyə ehtiyac olmadığı yayda mərkəzi istilik sistemini söndürmək olar.

Günəş enerjisi digər bərpa olunan mənbələrlə birləşdirilir.

Yaxşı nəticə müxtəlif bərpa olunan enerji mənbələrinin, məsələn, günəş istiliyinin biokütlə şəklində mövsümi istilik saxlanması ilə birləşdirilməsindən əldə edilir. Yaxud, qalan enerji tələbatı çox aşağı olarsa, maye və ya qaz halında olan bioyanacaqlar günəş enerjisi ilə isitmə üçün əlavə səmərəli qazanlarla birlikdə istifadə edilə bilər.

Maraqlı birləşmə günəş istiliyi və bərk biokütlə qazanlarıdır. Bu, həm də günəş enerjisinin mövsümi saxlanması problemini həll edir. Yayda biokütlədən istifadə optimal həll yolu deyil, çünki qismən yükdə qazanların səmərəliliyi aşağıdır və borulardakı itkilər nisbətən yüksəkdir - və kiçik sistemlərdə yayda odun yandırmaq narahatlıq yarada bilər. Belə hallarda yay istilik yükünün 100%-i günəş enerjisi ilə isitmə hesabına təmin edilə bilər. Qışda, günəş enerjisinin miqdarı cüzi olduqda, demək olar ki, bütün istilik biokütlənin yandırılması ilə yaranır.

Mərkəzi Avropa istilik istehsalı üçün günəş enerjisi ilə isitmə və biokütlənin yanmasını birləşdirməkdə böyük təcrübəyə malikdir. Tipik olaraq, ümumi istilik yükünün təxminən 20-30%-ni günəş sistemi, əsas yükü (70-80%) isə biokütlə təmin edir. Bu birləşmə həm fərdi yaşayış binalarında, həm də mərkəzi (rayon) istilik sistemlərində istifadə edilə bilər. Mərkəzi Avropada fərdi evi qızdırmaq üçün təxminən 10 m3 biokütlə (məsələn, odun) kifayətdir və günəş qurğusu ildə 3 m3-ə qədər odun saxlamağa kömək edir.

3.2.3 Günəş istilik elektrik stansiyaları

Günəş istiliyindən birbaşa istifadə etməklə yanaşı, günəş radiasiyasının yüksək olduğu bölgələrdə turbin çevirən və elektrik enerjisi istehsal edən buxar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Geniş miqyasda günəş istilik enerjisi istehsalı olduqca rəqabətlidir. Bu texnologiyanın sənaye tətbiqləri 1980-ci illərə aiddir; O vaxtdan bəri sənaye sürətlə inkişaf etdi. Hazırda ABŞ-ın kommunal xidmətləri artıq 350 min nəfəri elektrik enerjisi ilə təmin edən və ildə 2,3 milyon barel neft ekvivalentini əvəz edən 400 meqavatdan çox günəş istilik elektrik stansiyaları quraşdırıb. Mojave səhrasında (ABŞ-ın Kaliforniya ştatında) yerləşən doqquz elektrik stansiyası 354 MVt quraşdırılmış gücə malikdir və 100 illik sənaye istismarı təcrübəsi toplayıb. Bu texnologiya o qədər inkişaf edib ki, rəsmilərin fikrincə, o, ABŞ-ın bir çox sahələrində ənənəvi elektrik istehsal texnologiyaları ilə rəqabət apara bilər. Tezliklə dünyanın digər bölgələrində də elektrik enerjisi istehsal etmək üçün günəş istiliyindən istifadə etmək layihələri başlayacaq. Hindistan, Misir, Mərakeş və Meksika müvafiq proqramlar hazırlayır və onların maliyyələşdirilməsi üçün qrantlar Qlobal Ətraf Mühit Fondu (GEF) tərəfindən verilir. Yunanıstan, İspaniya və ABŞ-da müstəqil enerji istehsalçıları tərəfindən yeni layihələr hazırlanır.

İstilik istehsalı üsuluna əsasən günəş istilik elektrik stansiyaları günəş konsentratorlarına (güzgülərə) və günəş gölməçələrinə bölünür.

Günəş konsentratorları

Belə elektrik stansiyaları linzalar və reflektorlardan istifadə edərək günəş enerjisini cəmləşdirir. Bu istilik saxlanıla bildiyi üçün belə qurğular istənilən havada gecə-gündüz lazım olduqda elektrik enerjisi istehsal edə bilir.

Böyük güzgülər - ya nöqtə və ya xətt fokusları - günəş şüalarını o dərəcədə cəmləşdirir ki, su buxara çevrilir və turbin fırlanması üçün kifayət qədər enerji buraxır. Şirkət "Luz Corp." Kaliforniya səhrasında belə güzgülərin nəhəng sahələrini quraşdırdı. Onlar 354 MVt elektrik enerjisi istehsal edirlər. Bu sistemlər günəş enerjisini təxminən 15% səmərəliliklə elektrik enerjisinə çevirə bilir.

Günəş konsentratorlarının aşağıdakı növləri var:

1. Günəş parabolik konsentratorları

2. Qab tipli günəş qurğusu

3. Mərkəzi qəbuledicisi olan qüllə tipli günəş elektrik stansiyaları.

Günəşli gölməçələr

Nə fokuslanan güzgülər, nə də günəş fotovoltaik elementləri gecə enerji istehsal edə bilməz. Bunun üçün gün ərzində yığılan günəş enerjisi istilik saxlama çənlərində saxlanılmalıdır. Bu proses təbii olaraq günəş gölməçələri deyilən yerlərdə baş verir.

Günəş gölməçələrinin dib su laylarında yüksək duz konsentrasiyası, dərinlik artdıqca duz konsentrasiyasının artdığı konvektiv olmayan orta su təbəqəsi və səthində duz konsentrasiyası az olan konvektiv təbəqə var. Günəş işığı gölməçənin səthinə düşür və duzun yüksək konsentrasiyası səbəbindən suyun aşağı təbəqələrində istilik saxlanılır. Hovuzun dibi tərəfindən udulmuş günəş enerjisi ilə qızdırılan yüksək duzlu su yüksək sıxlığına görə qalxa bilmir. O, gölməçənin dibində qalır, demək olar ki, qaynana qədər tədricən istilənir (suyun yuxarı təbəqələri nisbətən soyuq qalır). İsti dibli "duzlu su" istilik mənbəyi kimi gecə və ya gündüz istifadə olunur, bunun sayəsində xüsusi üzvi soyuducu turbin elektrik enerjisi istehsal edə bilər. Günəş gölməçəsinin orta təbəqəsi istilik izolyasiyası kimi çıxış edir, konveksiyanın və dibdən səthə istilik itkisinin qarşısını alır. Hovuz suyunun dibi və səthi arasındakı temperatur fərqi generatoru gücləndirmək üçün kifayətdir. Suyun aşağı təbəqəsindən borulardan keçən soyuducu daha sonra elektrik enerjisi istehsal etmək üçün turbinin fırlandığı qapalı Rankine sisteminə verilir.

3.3 Fotovoltaik sistemlər

İşıq və ya günəş enerjisini birbaşa elektrik enerjisinə çevirən qurğular fotovoltaiklər adlanır (ingilis dilində Fotovoltaiklər, yunan fotolarından - işıq və elektromotor qüvvənin vahidinin adı - volt). Günəş işığının elektrikə çevrilməsi, günəş işığına məruz qaldıqda elektrik cərəyanı yaradan silikon kimi yarımkeçirici materialdan hazırlanmış günəş hüceyrələrində baş verir. Fotovoltaik elementləri modullara və onları bir-biri ilə birləşdirərək böyük fotovoltaik stansiyalar qurmaq mümkündür. Bu günə qədər ən böyük belə stansiya ABŞ-ın Kaliforniya ştatında 5 meqavat gücündə Carrisa Plain qurğusudur. Fotovoltaik qurğuların səmərəliliyi hazırda təxminən 10% təşkil edir, lakin fərdi fotovoltaik elementlər 20% və ya daha çox səmərəliliyə çata bilər.

Günəş fotovoltaik sistemlərinin işləməsi sadədir və hərəkət mexanizmləri yoxdur, lakin fotovoltaik elementlərin özləri inteqral sxemlərin istehsalında istifadə olunanlara bənzər mürəkkəb yarımkeçirici qurğuları ehtiva edir. Fotoelementlərin işi bir-biri ilə təmasda olan müxtəlif elektrik xassələrinə malik iki yarımkeçirici arasında işığın təsiri altında elektrik cərəyanının yarandığı fiziki prinsipə əsaslanır. Belə elementlərin birləşməsi fotovoltaik panel və ya modul təşkil edir. Fotovoltaik modullar, elektrik xüsusiyyətlərinə görə, alternativ cərəyandan daha çox birbaşa cərəyan yaradır. Bir çox sadə batareya ilə işləyən cihazlarda istifadə olunur. Alternativ cərəyan isə müəyyən fasilələrlə öz istiqamətini dəyişir. Bu növ elektrik enerjisi enerji istehsalçıları tərəfindən təmin edilir və əksər müasir cihazları və elektron cihazları gücləndirmək üçün istifadə olunur. Ən sadə sistemlərdə fotovoltaik modulların birbaşa cərəyanı birbaşa istifadə olunur. Dəyişən cərəyana ehtiyac olduqda sistemə birbaşa cərəyanı alternativ cərəyana çevirən bir çevirici əlavə edilməlidir.

Yaxın onilliklərdə dünya əhalisinin əhəmiyyətli bir hissəsi fotovoltaik sistemlərlə tanış olacaq. Onların sayəsində böyük, bahalı elektrik stansiyalarının və paylayıcı sistemlərin tikintisinə olan ənənəvi ehtiyac aradan qalxacaq. PV hüceyrələrinin qiyməti aşağı düşdükcə və texnologiya yaxşılaşdıqca, PV hüceyrələri üçün bir neçə potensial nəhəng bazarlar açılacaq. Məsələn, tikinti materiallarına tikilmiş fotosellər evləri havalandırma və işıqlandırma ilə təmin edəcəkdir. İstehlak məhsulları - əl alətlərindən avtomobillərə qədər - fotovoltaik komponentləri ehtiva edən komponentlərin istifadəsindən faydalanacaq. Kommunal xidmətlər həmçinin ictimai ehtiyacları ödəmək üçün günəş batareyalarından istifadənin yeni yollarını tapa biləcəklər.

Ən sadə fotovoltaik sistemlərə aşağıdakılar daxildir:

· Günəş nasosları - Fotovoltaik nasos qurğuları dizel generatorlarına və əl nasoslarına xoş alternativdir. Suyu ən çox ehtiyac duyulduqda - aydın günəşli gündə vururlar. Günəş nasoslarının quraşdırılması və istismarı asandır. Kiçik bir nasos bir adam tərəfindən bir neçə saat ərzində quraşdırıla bilər və nə təcrübə, nə də xüsusi avadanlıq tələb olunur.

· Akkumulyatorlu fotovoltaik sistemlər - batareya günəş generatorundan doldurulur, enerji saxlayır və onu istənilən vaxt istifadəyə verir. Ən əlverişsiz şəraitdə və uzaq yerlərdə belə, batareyalarda saxlanılan fotovoltaik enerji əsas avadanlıqları gücləndirə bilər. Enerjinin saxlanması sayəsində fotovoltaik sistemlər istənilən hava şəraitində gecə və gündüz etibarlı enerji mənbəyini təmin edir. Batareya ilə təchiz olunmuş fotovoltaik sistemlər bütün dünyada işıqlandırma, sensorlar, səsyazma avadanlığı, məişət texnikası, telefonlar, televizorlar və elektrik alətlərini gücləndirir.

· generatorları olan fotovoltaik sistemlər - elektrik enerjisinə davamlı olaraq ehtiyac olduqda və ya tək bir fotobatareyanın istehsal edə biləcəyindən daha çox tələb olunan dövrlər olduqda, generator onu effektiv şəkildə əlavə edə bilər. Gündüz saatlarında fotovoltaik modullar gündəlik enerji tələbatını ödəyir və batareyanı doldurur. Batareya boşaldıqda, mühərrik generatoru açılır və batareyalar doldurulana qədər işləyir. Bəzi sistemlərdə elektrik istehlakı batareyaların ümumi tutumundan artıq olduqda generator enerji verir. Mühərrik-generator günün istənilən vaxtında elektrik enerjisi istehsal edir. Beləliklə, gecə və ya fırtınalı gündə havanın şıltaqlığına məruz qalan PV modullarının ehtiyat nüsxəsini çıxarmaq üçün əla ehtiyat enerji mənbəyi təmin edir. Digər tərəfdən, fotovoltaik modul səssiz işləyir, texniki xidmət tələb etmir və atmosferə çirkləndiricilər buraxmır. Fotovoltaik elementlərin və generatorların birgə istifadəsi sistemin ilkin dəyərini azalda bilər. Ehtiyat quraşdırma yoxdursa, PV modulları və batareyaları gecə enerji ilə təmin etmək üçün kifayət qədər böyük olmalıdır.

· şəbəkəyə qoşulmuş fotovoltaik sistemlər - mərkəzləşdirilmiş elektrik təchizatı şəraitində şəbəkəyə qoşulmuş fotovoltaik sistem tələb olunan yükün bir hissəsini təmin edə bilər, digər hissəsi isə şəbəkədən gəlir. Bu vəziyyətdə batareya istifadə edilmir. Dünyada minlərlə ev sahibi belə sistemlərdən istifadə edir. Fotovoltaik hüceyrələrdən alınan enerji ya saytda istifadə olunur, ya da şəbəkəyə verilir. Sistemin sahibi istehsal etdiyindən daha çox elektrik enerjisinə ehtiyac duyduqda - məsələn, axşam saatlarında artan tələbat avtomatik olaraq şəbəkə tərəfindən ödənilir. Sistem ev təsərrüfatının istehlak edə biləcəyindən daha çox elektrik enerjisi istehsal etdikdə, artıq enerji şəbəkəyə göndərilir (satılır). Beləliklə, kommunal şəbəkə, şəbəkədən kənar quraşdırma üçün batareya kimi, fotovoltaik sistem üçün ehtiyat rolunu oynayır.

· sənaye fotovoltaik qurğular - fotovoltaik qurğular səssiz işləyir, qalıq yanacaqları istehlak etmir və havanı və suyu çirkləndirmir. Təəssüf ki, fotovoltaik stansiyalar hələ kommunal şəbəkələrin arsenalının çox dinamik hissəsi deyil, bu da onların xüsusiyyətləri ilə izah edilə bilər. Enerjinin dəyərinin hesablanmasının mövcud üsulu ilə günəş elektrik enerjisi hələ də ənənəvi elektrik stansiyalarının çıxışından xeyli bahadır. Bundan əlavə, fotovoltaik sistemlər yalnız gündüz saatlarında enerji istehsal edir və onların performansı havadan asılıdır.

4. Günəş memarlığı

Memarlıqda günəş enerjisindən passiv istifadə etməyin bir neçə əsas yolu var. Onlardan istifadə edərək, bir çox müxtəlif sxemlər yarada və bununla da müxtəlif bina dizaynlarını əldə edə bilərsiniz. Passiv günəş enerjisi ilə bina tikərkən prioritetlər: evin yaxşı yerləşməsi; qışda daha çox günəş işığı daxil etmək üçün cənuba (Şimal yarımkürəsində) baxan çoxlu sayda pəncərələr (və əksinə, yayda istənməyən günəş işığının daxil olmasını məhdudlaşdırmaq üçün şərqə və ya qərbə baxan az sayda pəncərə); arzuolunmaz temperatur dalğalanmalarının qarşısını almaq və gecə istilik saxlamaq üçün daxili istilik yükünün düzgün hesablanması, yaxşı izolyasiya edilmiş bina strukturu.

Pəncərələrin yeri, izolyasiyası, istiqaməti və otaqların istilik yükü vahid sistem təşkil etməlidir. Daxili temperatur dalğalanmalarını azaltmaq üçün binanın kənarında izolyasiya qoyulmalıdır. Bununla belə, daxili istiliyin sürətli olduğu, az izolyasiya tələb olunduğu və ya istilik tutumunun aşağı olduğu yerlərdə izolyasiya içəridə olmalıdır. Sonra bina dizaynı hər hansı bir mikroiqlim üçün optimal olacaqdır. Həm də qeyd etmək lazımdır ki, binalardakı istilik yükü ilə izolyasiya arasındakı düzgün tarazlıq təkcə enerji qənaətinə deyil, həm də tikinti materiallarına qənaətə gətirib çıxarır. Passiv günəş binaları yaşamaq üçün ideal yerdir. Burada təbiətlə əlaqə daha dolğun hiss olunur, belə evdə təbii işıq çox olur və enerjiyə qənaət edir.

Günəş işığından passiv istifadə standart bir binanın istilik ehtiyaclarının təxminən 15%-ni təmin edir və enerjiyə qənaətin mühüm mənbəyidir. Binanın layihələndirilməsi zamanı günəş enerjisindən maksimum istifadə etmək üçün passiv günəş binasının prinsipləri nəzərə alınmalıdır. Bu prinsiplər istənilən yerdə və praktiki olaraq heç bir əlavə xərc tələb etmədən tətbiq oluna bilər.

Binanın layihələndirilməsi zamanı günəş kollektorları və fotovoltaik panellər kimi aktiv günəş sistemlərinin istifadəsi də nəzərə alınmalıdır. Bu avadanlıq binanın cənub tərəfində quraşdırılıb. Qışda istilik məhsuldarlığını artırmaq üçün Avropa və Şimali Amerikada günəş kollektorları üfüqi müstəvidən 50°-dən çox bucaq altında quraşdırılmalıdır. Sabit fotovoltaik panellər, üfüqə nisbətən meyl bucağı binanın yerləşdiyi enliyə bərabər olduqda, il ərzində ən çox günəş radiasiyasını alır. Binanın dizaynı zamanı binanın damının hündürlüyü və onun cənub istiqaməti mühüm mülahizələrdir. İsti su təchizatı və fotovoltaik panellər üçün günəş kollektorları enerji istehlakı yerinə yaxın yerdə yerləşdirilməlidir. Hamamın və mətbəxin yaxın yerləşməsi aktiv günəş sistemlərinin quraşdırılmasına qənaət etməyə imkan verdiyini xatırlamaq vacibdir (bu halda iki otaq üçün bir günəş kollektorundan istifadə edə bilərsiniz) və nəqliyyat üçün enerji itkilərini minimuma endirmək olar. Avadanlıq seçərkən əsas meyar onun səmərəliliyidir.

Nəticə

Hazırda günəş enerjisinin yalnız kiçik bir hissəsi istifadə olunur, çünki mövcud günəş elementləri nisbətən aşağı səmərəliliyə malikdir və istehsalı çox bahadır. Bununla belə, demək olar ki, tükənməz təmiz enerji mənbəyindən dərhal imtina etmək olmaz: mütəxəssislərin fikrincə, təkcə günəş enerjisi bəşəriyyətin gələcək min illər üçün nəzərdə tutulan bütün enerji ehtiyaclarını ödəyə bilər. Həmçinin günəş qurğularının səmərəliliyini bir neçə dəfə artırmaq olar və onları evlərin damlarında və onların yanında yerləşdirməklə biz mənzillərin istiləşməsini, suyun qızdırılmasını və məişət elektrik cihazlarının işləməsini hətta mülayim enliklərdə də təmin edəcəyik. tropikləri qeyd etmək lazımdır. Böyük miqdarda enerji tələb edən sənaye ehtiyacları üçün, tamamilə güclü günəş elektrik stansiyaları ilə örtülmüş kilometrlərlə uzunluqdakı çöllər və səhralar istifadə edilə bilər. Lakin günəş enerjisi sənayesi yer səthinin minlərlə kvadrat kilometrində günəş elektrik stansiyalarının tikintisi, yerləşdirilməsi və istismarı ilə bağlı bir çox çətinliklərlə üzləşir. Buna görə də, günəş enerjisinin ümumi payı ən azı yaxın gələcəkdə kifayət qədər təvazökar olmuşdur və qalacaqdır.

Hazırda Günəşi öyrənmək üçün yeni kosmik layihələr hazırlanır, onlarla ölkənin iştirak etdiyi müşahidələr aparılır. Günəşdə baş verən proseslər haqqında məlumatlar Yerin süni peyklərində və kosmik raketlərdə, dağ zirvələrində və okeanların dərinliklərində quraşdırılmış avadanlıqlardan istifadə etməklə əldə edilir.

Bəşəriyyətin varlığı və inkişafı üçün zəruri vasitə olan enerji istehsalının təbiətə və insan mühitinə təsir göstərməsinə də çox diqqət yetirilməlidir. Bir tərəfdən istilik və elektrik enerjisi insan həyatında və istehsalat fəaliyyətində o qədər möhkəm yerləşmişdir ki, insanlar onsuz öz varlığını təsəvvür belə edə bilmir və təbii olaraq tükənməz resursları istehlak edirlər. Digər tərəfdən, insanlar getdikcə daha çox diqqətlərini enerjinin iqtisadi aspektinə yönəldir və ekoloji cəhətdən təmiz enerji istehsalını tələb edirlər. Bu, bəşəriyyətin ehtiyaclarını ödəmək üçün vəsaitlərin yenidən bölüşdürülməsi, xalq təsərrüfatında əldə edilmiş nailiyyətlərdən praktiki istifadə, istilik və elektrik enerjisi istehsalı üçün yeni alternativ texnologiyaların axtarışı və işlənməsi və s.

İndi alimlər Günəşin təbiətini öyrənir, onun Yerə təsirini öyrənir və praktiki olaraq tükənməz günəş enerjisindən istifadə problemi üzərində işləyirlər.

İstifadə olunan mənbələrin siyahısı

Ədəbiyyat

1. Günəş sistemində həyat axtarışı: İngilis dilindən tərcümə. M.: Mir, 1988, s. 44-57

2. Jukov G.F. Enerjinin ümumi nəzəriyyəsi.//M: 1995., s. 11-25

3. Dementyev B.A. Nüvə enerjisi reaktorları. M., 1984, s. 106-111

4. İstilik və atom elektrik stansiyaları. kataloq. Kitab 3. M., 1985, s. 69-93

5. Gənc astronomun ensiklopedik lüğəti, M.: Pedaqogika, 1980, s. 11-23

6. Vidyapin V.I., Zhuravleva G.P. Fizika. Ümumi nəzəriyyə.//M: 2005, s. 166-174

7. Daqayev M. M. Astrofizika.//M: 1987, s. 55-61

8. Timoshkin S. E. Günəş enerjisi və günəş batareyaları. M., 1966, s. 163-194

9. İllarionov A.Q.Enerjinin təbiəti.//M: 1975., s. 98-105