Анализ эффективности съёма энергии солнца в системе солнечный коллектор — солнечная панель



В статье рассмотрены перспективы использования солнечной энергии на территории России и Омской области в частности, применение зарубежных разработок.

Ключевые слова: солнечная энергетика, коллекторы, СЭС, СФЭУ, применение.

Солнце является незаменимым источником энергии. Без солнечной энергии не происходили бы все физические явления, происходящие на земле. Солнце служит преобразователем многих видов энергии, к примеру можно привести тепловую и электрическую энергию.

Солнце как источник энергии.

С каждым днем количество мировых запасов органического топлива уменьшается и скоро человечество придет к тому, что ископаемого топлива просто не останется, поэтому все страны активно ищут спасение от надвигающейся на Землю катастрофы. Человечество придумало эффективное применение солнечной энергии, которое используют для бытовых нужд и деятельности предприятий [1].Солнце отдает нам определенное количество энергии, при этом идет определенное количество отражающей энергии обратно, идет испарение воды, в результате чего происходит круговорот веществ в природе, и малое количество энергии идет на образование фотосинтеза у зеленых растений.

Процессы при возникновении солнечной энергии.

Полезная энергия может преобразовываться с помощью Солнечной радиации, используя такие системы как активная и пассивная. В данный момент постоянно совершенствуются новые разработки фотоэлектрических систем, которые имеют способность преобразовывать электричество из солнечной радиации.

Полезная энергия, образованная солнечной радиацией, преобразуется в другие виды энергии, например, энергию ветра и воды. Энергия солнца имеет способность управлять погодными условиями на Земле. Происходит круговорот веществ в природе, к примеру можно привести поглощение солнечной энергии морями и океанами, вода в которых нагревается и испаряется, после чего в виде осадков выпадает на землю, тем самым питая гидроэлектростанции [2]. Поглощая солнечный свет, зеленые растения образуют фотосинтез в результате чего образуются органические вещества, из которых можно получить другие виды энергии. В итоге солнечная энергия является незаменимым средством для обеспечения всех живых организмов другими видами энергии.

Пассивная энергия.

Разрабатываются проекты с максимальным учетом мест с благоприятными климатическими условиями, также применяются технологии и материалы для обогрева, освещения и охлаждения помещения за счет солнечной энергии [3]. При строительстве дополнительного энергооборудования, может быть уменьшение энергозатрат. Пассивные солнечные помещения должны быть экологически чистыми, направлены к югу, сама конструкция здания является поглотителем солнечной Энергии.

Активная энергия.

С помощью солнечных коллекторов, которые поглощают солнечную энергию, а также солнечных систем происходит активное использование солнечной энергии [4].

Понятие осолнечных коллекторах.

Применение солнечных коллекторов является эффективным преобразователем солнечной энергии в электрическую, тепловую для использования бытовых нужд, для обогрева жилых помещений, подогрева воды и др. Солнечные коллекторы являются незаменимым прибором для процессов возникновения тепла.

Обыкновенный солнечный коллектор устанавливают на крышах жилых помещений, окрашивают коллекторы всегда в черный цвет для полного поглощения солнечной радиации. Коллекторы могут использовать в качестве минитеплиц, которые накапливают тепловую энергию под панелью, которая состоит и стекла, коллекторы стараются делать с большой площадью потому, что солнечная радиация распределяется по поверхности. На мировом рынке продаж, рассматриваются коллекторы различных размеров и моделей.

Солнечные коллекторы должны использоваться в определенных местах, где находится большое количество солнечной радиации. Эффективнее всего устанавливать коллекторы в пустынных местах или южных широтах, при этом будет эффективное получение солнечной энергии. При установлении солнечных коллекторов в северных широтах, наблюдается недостаток солнечной энергии, а значит меньше полученной энергии, поэтому в северных широтах не выгодно устанавливать коллекторы [5]. Также можно отметить их немалую стоимость, покупая коллекторы в северных частях Земли, потребители не будут в выгодных условиях из-за неблагоприятных погодных условий. В зимнее время года не рекомендуется установка солнечных коллекторов.

Использование солнечной энергии зарубежными странами.

На рынке продаж солнечной электроэнергии очень конкурентоспособно, первое применение солнечное энергии, возникает в 1980 году. США является самой энергозатратной страной в мире, потому использование солнечной энергии им крайне необходимо, поэтому в США было установлено большое количество солнечных электрических станций суммарной мощностью более 450 мегаватт.

Технология СЭС является самой развитой отраслью приобретения энергии. Крупные солнечные электростанции расположены в Американском штате Калифорния, их суммарная мощность более 355 мегаватт [6]. На сегодня во всем мире начаты проекты по разработке СЭС для выработки электрической энергии, такие страны как Индия, Египет, Мексика и другие уже начали строительство данных электростанций и было выделено финансирование.

Использование солнечной энергетики вРоссии.

Более улучшенные и надежными преобразователями электрической энергии являются фотоэлектрические установки, их принцип действия основан на методе прямого преобразования, где солнечная энергия сначала преобразуется в тепловую, после этого в термодинамическом цикле преобразуется в механическую, привод в генераторе преобразуется в электрическую.

В России потенциал получения солнечной энергии в течение нескольких дней, фактически превышает годовой запас электроэнергии воспроизводимый другими электростанции в течение года. Самый большой потенциал солнечной энергии расположен на юго-западе России, Южной Сибири и на Дальнем Востоке.

Россия обладает достаточно продвинутыми технологиями по получению солнечной энергии из солнечной радиации, разработано достаточное количество предприятий, которые основаны на технологии фотоэлектрических преобразователей [7].

Использование солнечной энергии вОмской области.

Ориентирование в пространстве играет важную роль в строительстве солнечной электростанции, отслеживание перемещения солнца, длительность попадания солнечно радиации на коллекторы и другое. Рассматривая Омскую область, этот регион, как вся средняя полоса России не были широко рассмотрены для эффективного электроснабжения производственной и хозяйственной деятельности человека [8]. Для Омска использование летом СЭС крайне невыгодно, так как время облучения менее десяти часов, а с зимними погодными условиями подавно. В Омске в среднем всего 57 дней в году без солнца, при 42 днях без солнца зимой. В итоге использование СЭС в Омске не выгодное и затратное.

Заключение.

В статье были рассмотрены несколько современных разработок, применения солнечной энергии в качестве энергоресурса. В настоящее время разрабатываются новые космические проекты, имеющие целью исследование Солнца, проводятся наблюдения, в которых принимают участие десятки стран. Большое внимание нужно уделить и тому, что производство энергии, являющееся необходимым средством для существования и развития человечества, оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С развитием солнечной энергетики будут изучаться новые исследования получения и образования солнечной энергии. В данный момент ученые разрабатывают проекты получения солнечной радиации в космосе, в теории этот метод должен быть максимально эффективным.

Литература:

1. Абдуллина Р. Солнце — источник энергии [Электронный ресурс] URL: http://altenergiya.ru/sun/solnce-kak-istochnik-energii.html (дата обращения 08.10.2016)
2. Лаврус В. С. Источники энергии /Серия «Информационное Издание»1997 [Электронныйресурс]URL:http://alexeynickulin.narod.ru/solnechnaya_energy.htm (дата обращения 08.10.2016)
3. Пассивное использование солнечной энергии [Электронный ресурс] http://refdb.ru/look/1975727.html (дата обращения 08.10.2016).
4. Жуков Г. Ф. Активное использование солнечной энергии, солнечные коллекторы [Электронный ресурс] URL:http://www.bestreferat.ru/referat-215688.html (дата обращения 09.10.2016).
5. Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы [Электронный ресурс] URL: http://www.bestreferat.ru/referat-215688.html(дата обращения 10.10.2016).
6. Солнечные тепловые электростанции[Электронный ресурс] URL: http://solarb.ru/teplovye-solnechnye-elektrostantsii (дата обращения 10.10.2016).
7. Солнечная энергетика России, факторы [Электронный ресурс] URL: http://esco-ecosys.narod.ru/2012_1/art139.htm(дата обращения 11.10.2016).
8. Осадчий Г. Б. Использование солнечной энергии в Омской области: [Электронный ресурс] URL:http://kedr.primorye.ru/biblio/house/aktualnost/(дата обращения 11.10.2016).