Сонечная энергія

Со́нечная эне́ргія — узнаўляльная, натуральная крыніца энергіі. Найлепшыя ўзоры паўправадніковых крышталёў цяпер маюць каэфіцыент карыснага дзеяння больш за 30 %. У сонечных батарэях ёсць перавага перад іншымі генератарамі — сыравіна, якую яны выкарыстоўваюць, ніколі не скончыцца. Акрамя таго, сонечная батарэя не мае рухомых частак і можа працаваць амаль вечна. Але ў дадзены момант яны вельмі дарагія.

Зямля атрымлівае практычна ўсю энергію ад Сонца. Дасягаючы атмасферы Зямлі, сонечнае выпраменьванне часткова адлюстроўваецца, пераламляецца і выпраменьваецца. Атмасфера як абараняе нас ад моцы сонечнай радыяцыі, так і пакрывае нас цеплаізаляцыйным покрывам, зберагаючым неабходнае цяпло.

За год Зямля атрымлівае ад Сонца каля 1024 Дж энергіі выпрамянення; гадавое спажыванне энергіі чалавецтвам у лічбах 2008 году (парадку 1020 Дж) адпаведнае 1 гадзіне сонечнага выпрамянення; глабальны попыт на энергію ў 2008 годзе прагназаваўся як 1021 Дж на 2020-я гады.Energy harvesting: a review of the interplay between structure and mechanism / D.L. Andrews // J. Nanophotonics. — 2008. — V. 2. — P. 022502. Магчымасці ветравой энергіі — наступнай па значнасці крыніцы энергіі асяроддзя — меншыя ў 100 разоў.

Энергію Сонца можна выкарыстоўваць для абагрэву памяшканняў, задзейнічаючы адпаведны дызайн. Гэта завецца пасіўнай сонечнай канструкцыяй, у якой выкарыстоўваюцца вокны і пашыральныя бакі для вылоўлівання цеплыні Сонца. Добрая ізаляцыя і цеплазахавалішча гарантуюць утрыманне цяпла. У памяшканнях з пасіўнымі сонечнымі канструкцыямі многа натуральнага святла, так што змяншаецца неабходнасць у электрычным асвятленні.

Іншая форма сонечнага абагрэву выкарыстоўвае актыўную сістэму. Тут для збору сонечнага цяпла выкарыстоўваюць панэлі сонечных батарэй, а ўжыванне вады ці нафты ў сістэме цеплаабмену дазваляе захоўваць цяпло і размяркоўваць яго па дому. У вялікіх сістэмах выдатнымі цеплазахавальнікамі з’яўляюцца басейны. Актыўныя сонечныя сістэмы звычайна ўжываюцца як дапаможная сістэмы гарачага водазабеспячэння і абагрэву дамоў.

Выкарыстоўванне сонечнай энергіі не абмяжоўваецца награваннем вады ці памяшканняў. Вучоныя ўжо прыдумалі некалькі спосабаў пераўтварэння светлавой энергіі Сонца ў электрычную.

Зразумела, змяншэнне выдаткаў на награванне вады і памяшкання — гэта важна, але вобласць чалавечай дзейнасці не абмяжоўваецца гэтым. Калі мы хочам поўнасцю замяніць вугаль, нафту ці прыродны газ альтэрнатыўнымі відамі паліва, такімі як сонечная энергія, нам неабходна знайсці спосаб пераўтварэння энергіі Сонца ў электрычнасць з найменшымі стратамі. Для сонечнай энергетыкі існуе спецыяльнае вызначэнне — геліяэнергетыка (ад грэчаскага Helios — Сонца). Сонечныя батарэі — гэта набор злучаных паміж сабой элементаў, якія могуць пераўтвараць сонечную радыяцыю ў электрычнасць. Яны называюцца фотаэлектрычнымі генератарамі і складаюцца з паўправадніковых элементаў.

Аднак ужо цяпер ідзе праца па зніжэнню кошту сонечных батарэй, прыкладам могуць служыць калькулятары і іншыя прыборы з нізкім ужываннем электрычнасці. У некаторых краінах устаноўка сонечных генератараў на дахі дамоў мае масавы характар. Напрыклад, у Швейцарыі ў дадзены момант пабудавана больш за 2600 геліяўстановак на фотапераўтваральніках магутнасцю ад аднаго да 1000 кілават.

Акрамя традыцыйных крэмніевых фотаэлементаў, вучоныя распрацавалі некалькі новых тэхналогій, напрыклад сінтэтычныя валокны, якія пад уздзеяннем святла могуць выпрацоўваць электрычны ток. Яго моц дастатковая для спажывання маламагутнымі прыладамі. Напрыклад, кашуля, сшытая з такога матэрыялу, можа сілкаваць кішэнны камп’ютар, мабільны тэлефон і г.д. Гэту тканіну можна нават праць, і яна не страціць сваёй працаздольнасці. З яе можна стварыць парус на яхце, які будзе сілкаваць бартавы генератар і ўсю бартавую электроніку.

Яшчэ адна перспектыўная распрацоўка — вытворчасць сонечных батарэй з выкарыстоўваннем палімерных плёнак, якія адрозніваюцца ад крэмніевых выдатнай гнуткасцю, так што іх можна наносіць на любыя матэрыялы. Напрыклад, дзякуючы такой распрацоўцы можна стварыць сотавы тэлефон, які сваёй паверхняй будзе выпрацоўваць электрычнасць для сілкавання свайго акумулятара. Ці аўтамабіль, паверхня якога можа выпрацоўваць электрычнасць, каб зменшыць нагрузку на акумулятар. Але пакуль гэта распрацоўка мае недахопы, напрыклад нізкі каэфіцыент карыснага дзеяння — усяго 1,7 %.

Але распрацоўкі вядуцца павышанымі тэмпамі, і ў бліжэйшым часе можна чакаць новыя сонечныя батарэі з новага гнуткага матэрыялу з высокім ККД.

 Гл. таксама 
 Оптыка ландшафта
 Сонечная печ

 Крыніцы 



Катэгорыя:Прыродныя рэсурсы