Солнце — альтернативный источник энергии | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 февраля, печатный экземпляр отправим 5 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Физика

Опубликовано в Юный учёный №4 (13) октябрь 2017 г.

Дата публикации: 15.09.2017

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Маркин Н. Д., Куликова М. Н. Солнце — альтернативный источник энергии // Юный ученый. — 2017. — №4. — С. 39-41. — URL https://moluch.ru/young/archive/13/1028/ (дата обращения: 19.01.2020).



 

В статье рассматривается альтернативный источник энергии — энергия солнца. Его значимость и возможности применения на практике.

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечные батареи, дети солнечный трекер

 

Если во всем видеть только плюсы, батарейку правильно не подключишь.

 

В современном мире очень актуальна тема развития альтернативных источников энергии. Это связано, с одной стороны, с тем, что наука идет вперед семимильными шагами, с другой стороны, люди практически исчерпали углеводородные энергетические ресурсы, которые необходимы для бесперебойной работы техники, транспорта, освещения и обогрева. Потребность человечества в энергии ежегодно растет.

Одним из перспективных источников энергии — является неиссякаемая энергия солнца. Солнце — самый главный источник тепла и света, роста растений на нашей планете. Благодаря Солнцу появились все традиционные источники энергии — нефть, уголь, торф.

К сожалению, ископаемое топливо заканчивается, поэтому решение энергетической проблемы, состоит в поисках возобновляемых источников энергии, которые могли бы заменить энергоресурсы, используемые сейчас.

Основными преобразователями солнечной энергии являются батареи, представляющие собой несколько объединённых фотоэлементов и преобразующие солнечную энергию в электрический ток. Солнечные батареи применяют в местах, удаленных от населенных пунктов, в космической сфере, в машиностроении и кораблестроении, то есть там, где нет возможности воспользоваться другими источниками энергии.

Первая солнечная батарея принадлежит Антуану — Сезару Беккерелю (1839). Почти через сорок лет Чарльз Фриттс изобрел первый солнечный элемент, опираясь на опыт Уилоуби Смита, обнаружившего в 1873 году чувствительность селена к свету. В 1954 году специалисты компании Bell Laboratories (США) заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Созданные солнечные батареи — были всего лишь технологической игрушкой стоимостью 250 долларов, с КПД около 6 %. Потенциал солнечных батарей первоначально был оценен только в космической отрасли и, в 1958 году, в США был запушен первый спутник с солнечными батареями — Vanguard 1. Через несколько месяцев в СССР был запущен Спутник-3 также работающий на солнечных батареях.

К началу 2017 года, благодаря применению солнечных трекеров, КПД солнечных батарей составляет более 26 %. Применение фотоэлементов стало повсеместным.

1954 год. Солнечная батарея компании Bell Laboratories

 

На уроках физики в школе и на дополнительных занятиях, я подробно изучил принципы работы солнечных трекеров, а также преимущества (возобновляемость, обильность, доступность, экологичность, экономичность) и недостатки солнечной энергии (непостоянство солнечного света, применение дорогостоящих и редких компонентов при создании солнечных батарей, их ограниченный срок службы).

Свои теоретические знания я решил испытать, приняв участие в технической олимпиаде научного творчества «Роботландия-2017», организатором которой был Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ.

Целью олимпиадной работы стала разработка и создание эффективного зарядного устройства с максимальным КПД, работающего от солнечной энергии и аккумулирующего её. Движение солнца по азимуту снижает КПД фиксированной солнечной батареи, поэтому возникла необходимость разработать устройство, которое могло бы поворачиваться вслед за траекторией солнца — солнечный трекер.

Солнечный трекер — система, предназначенная для слежения за перемещением солнца, чтобы получить максимальный КПД от солнечных батарей. Механизм трекера основан на фоторезисторах: когда на один из резисторов попадает меньше света, устройство поворачивается.

На этапе разработки мною были изучены интернет-ресурсы и начерчен эскиз механической части.

Узел выгрузки-загрузки кассет от старого магнитофона и подъемный механизм игрушечной пожарной машины «послужили» основными компонентами поворотного механизма горизонтального и вертикального движения. Для создания механизма управления разработана электронная схема и размещена на двух платах управления, ответственных за анализ яркости солнечного света и углов поворота солнечной батареи. Корпус трекера сделан из старого медицинского прибора и вместил в себя: механизм и плату управления горизонтальным поворотом, аккумуляторы для накопления энергии, и USB-выход для зарядки сотового телефона. К корпусу прикреплена мачта, на которой расположены: солнечная панель с фоторезисторами, блок и плата вертикального наклона, контроллер заряда аккумулятора и выключатель.

Собранный солнечный трекер имеет следующие технические характеристики: напряжение заряда -5,5В, сила тока -1 А, емкость аккумулятора — 200 мА.

 

В результате тестовых испытаний в летний период установлено, что созданное зарядное устройство обладает высоким КПД, действительно работает от солнечной энергии, преобразует и аккумулирует её.

Основные термины (генерируются автоматически): солнечная энергия, батарея, солнечный трекер, альтернативный источник энергии, США, электрический ток, солнечный свет, солнечная батарея, максимальный КПД, плат управления.


Похожие статьи

Эффективность преобразования солнечной энергии

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечная энергетика, солнечный коллектор, солнечная панель.

Вторая установка для преобразования солнечной энергии. Солнечная панель (батарея) – объединённые полупроводниковые устройства, прямо...

Солнечная энергия и ее использование | Статья в журнале...

Введение. Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце — это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии...

Инновации в разработке солнечных элементов

Цель работы: ознакомиться со структурой солнечных элементов, произвести комплексный

КПД солнечных батарей зависит от различных типов полупроводниковых преобразователей.

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечная энергетика, солнечный...

Альтернативные источники солнечной энергии...

Ключевые слова: электроэнергетика, альтернативные источники энергии, солнечная энергия, солнечные батареи, жилые дома.

Швейцарские физики продемонстрировали работу нового поколения солнечных батарей, обладающих рекордно высоким КПД и при этом...

Эффективность использования солнечных батарей...

Работа посвящена выгодности использования солнечной энергии в Санкт-Петербурге.

Итого: Средняя плата за месяц: 48 рублей. Среднее количество батарей: 5 шт.

солнечная энергия, Альтернативный источник энергии, Среднемесячная скорость ветра, скорость ветра...

Солнечная энергия как источник электрической энергии...

Солнечная энергия — применимость для микрогенерации. Солнечное излучение исходит от Звезды с яркостной температурой около 6000 оС, что делает его с термодинамической точки зрения, высококачественным первичным источником энергии, допускающим принципиальную...

Исследование эффективности использования солнечной...

В статье рассматривается из каких элементов состоит, наиболее подходящий вид солнечной фотоэлектрической станции для Амурской области. Ключевые слова: эффективность, возобновляемые источники энергии, солнечная фотоэлектрическая станция.

Разработка трекера для солнечных модулей | Статья в журнале...

солнечный свет, люминесцентный солнечный концентратор, солнечный спектр, элемент, критический угол, солнечная энергия, стоимость конструкции, эффективность преобразования, ФЭП, проблема. Разработка трекера для солнечных модулей | Статья в журнале...

Обзор солнечных панелей для систем автономного питания

Ключевые слова: солнечная энергия, фотопреобразование энергии, монокристаллические, поликристаллические, аморфные, теллурид кадмия, селенид меди-индия, полимерные. В настоящее время все большее внимание уделяют альтернативным источникам энергии...

Похожие статьи

Эффективность преобразования солнечной энергии

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечная энергетика, солнечный коллектор, солнечная панель.

Вторая установка для преобразования солнечной энергии. Солнечная панель (батарея) – объединённые полупроводниковые устройства, прямо...

Солнечная энергия и ее использование | Статья в журнале...

Введение. Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце — это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии...

Инновации в разработке солнечных элементов

Цель работы: ознакомиться со структурой солнечных элементов, произвести комплексный

КПД солнечных батарей зависит от различных типов полупроводниковых преобразователей.

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечная энергетика, солнечный...

Альтернативные источники солнечной энергии...

Ключевые слова: электроэнергетика, альтернативные источники энергии, солнечная энергия, солнечные батареи, жилые дома.

Швейцарские физики продемонстрировали работу нового поколения солнечных батарей, обладающих рекордно высоким КПД и при этом...

Эффективность использования солнечных батарей...

Работа посвящена выгодности использования солнечной энергии в Санкт-Петербурге.

Итого: Средняя плата за месяц: 48 рублей. Среднее количество батарей: 5 шт.

солнечная энергия, Альтернативный источник энергии, Среднемесячная скорость ветра, скорость ветра...

Солнечная энергия как источник электрической энергии...

Солнечная энергия — применимость для микрогенерации. Солнечное излучение исходит от Звезды с яркостной температурой около 6000 оС, что делает его с термодинамической точки зрения, высококачественным первичным источником энергии, допускающим принципиальную...

Исследование эффективности использования солнечной...

В статье рассматривается из каких элементов состоит, наиболее подходящий вид солнечной фотоэлектрической станции для Амурской области. Ключевые слова: эффективность, возобновляемые источники энергии, солнечная фотоэлектрическая станция.

Разработка трекера для солнечных модулей | Статья в журнале...

солнечный свет, люминесцентный солнечный концентратор, солнечный спектр, элемент, критический угол, солнечная энергия, стоимость конструкции, эффективность преобразования, ФЭП, проблема. Разработка трекера для солнечных модулей | Статья в журнале...

Обзор солнечных панелей для систем автономного питания

Ключевые слова: солнечная энергия, фотопреобразование энергии, монокристаллические, поликристаллические, аморфные, теллурид кадмия, селенид меди-индия, полимерные. В настоящее время все большее внимание уделяют альтернативным источникам энергии...

Задать вопрос