Përdorimi i energjisë diellore në Tokë. Perspektivat e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë

Deri më sot, problemi i konsumit të energjisë është mjaft akut - burimet e planetit nuk janë të pafundme dhe për kohën e ekzistencës së saj, njerëzimi ka shkatërruar mjaft atë që është dhënë nga natyra. Në këtë moment, qymyri dhe nafta po nxirren në mënyrë aktive, rezervat e të cilave po bëhen më të vogla çdo ditë. Fuqia e mendimit lejoi njerëzimin të merrte një hap të pabesueshëm në të ardhmen dhe të përdorte energjinë bërthamore, duke sjellë me vete një rrezik të madh për të gjithë mjedisin.

Jo më pak akute është çështja ekologjike - nxjerrja aktive e burimeve dhe përdorimi i tyre i mëtejshëm ndikon negativisht në gjendjen e planetit, duke ndryshuar jo vetëm natyrën e tokës, por edhe kushtet klimatike.

Kjo është arsyeja pse vëmendje e veçantë i është kushtuar gjithmonë burimeve natyrore të energjisë, siç janë, për shembull, uji ose era. Së fundi, pas shumë vitesh hulumtimi dhe zhvillimi aktiv, njerëzimi "u rrit" për të përdorur energjinë e Diellit në Tokë. Ka të bëjë me atë që do të diskutohet më tej.

Çfarë është tërheqëse në këtë

Para se të vazhdojmë me shembuj konkretë, do të zbulojmë se çfarë ishte aq i interesuar ky lloj i nxjerrjes së energjisë nga hulumtuesit nga e gjithë bota. Pasuria e saj kryesore është pashtershme. Pavarësisht hipotezave të shumta, probabiliteti që një yll si Dielli do të dalë në të ardhmen e afërt është jashtëzakonisht i vogël. Prandaj, para njerëzimit, mundësia është e hapur për të marrë energji të pastër në mënyrë krejtësisht të natyrshme.

Avantazhi i dytë i padyshimtë për përdorimin e energjisë së Diellit në Tokë është mirëdashja mjedisore e këtij opsioni. Ndikimi në mjedisin në kushte të tilla do të jetë zero, gjë që siguron botën një të ardhme shumë më të ndritur sesa ajo që hapet me ekstraktimin e vazhdueshëm të burimeve të kufizuara nëntokësore.

Së fundi, duhet t'i kushtojmë vëmendje të veçantë faktit se përdorimi i energjisë diellore paraqet rrezikun më të vogël për vetë personin.

Si në të vërtetë

Tani le të shkojmë deri në pikën. Nën titullin disi poetik "energjia diellore" në të vërtetë fsheh transformimin e rrezatimit në energji elektrike duke përdorur teknologji të posaçme të zhvilluara. Ky proces është siguruar nga qelizat fotovoltaike, të cilat njerëzimi i ka përdorur në mënyrë aktive për qëllimet e veta dhe mjaft sukses.

Rrezatimi diellor

Kështu historikisht ndodhi që emri "rrezatimi" shkakton një shoqëri më tepër negative, sesa pozitive në lidhje me ato katastrofat technogenic që bota arriti të mbijetojë gjatë jetës së tij. Megjithatë, teknologjia e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë përfshin punën me të.

Në fakt, ky lloj i rrezatimit është rrezatimi elektromagnetik, varg i të cilit është në rangun prej 2.8 deri 3.0 mikronë.

Pra, përdorimi i suksesshëm i njerëzimit, spektri diellor përbëhet, në fakt, nga tre lloje të valëve: ultravjollcë (rreth 2%), rreth 49% janë valë drite dhe, së fundi, sa shumë kanë rrezatim infra të kuqe. Energjia diellore ka një numër të vogël të komponentëve të tjerë, por roli i tyre është kaq i parëndësishëm sa që ata nuk kanë ndonjë ndikim të veçantë në jetën e Tokës.

Sasia e energjisë diellore që hyn në Tokë

Tani, kur përcaktohet përbërja e spektrit të përdorur për të mirën e njerëzimit, duhet të vihet në dukje një veçori më e rëndësishme e këtij burimi. Përdorimi i energjisë diellore në Tokë duket shumë premtues edhe për shkak se është në dispozicion në një numër mjaft të madh me kosto praktikisht minimale për përpunim. Sasia totale e energjisë së emetuar nga yll është jashtëzakonisht e madhe, por deri në sipërfaqen e Tokës arrin rreth 47%, e cila është e barabartë me shtatëqind kilometra katrorë kilovat. Për krahasim, vërejmë se vetëm një kilovat orë mund të sigurojë operimin dhjetëvjeçar të një llambë 100 vat.

Fuqia e rrezatimit diellor dhe përdorimi i energjisë në Tokë, sigurisht, varet nga një numër faktorësh: kushtet klimatike, këndi i incidencës së rrezeve në sipërfaqe, koha e vitit dhe vendndodhja gjeografike.

Kur dhe sa

Është e lehtë të mendosh se sasia ditore e energjisë diellore që bie në sipërfaqen e Tokës është vazhdimisht në ndryshim, sepse ai varet drejtpërdrejt nga pozicioni i planetit në lidhje me Diellin dhe lëvizja e vetë ndriçuesit. Ajo ka kohë që dihet se në mesditë rrezatimi është maksimumi, ndërsa në mëngjes dhe në mbrëmje numri i rrezet që arrijnë sipërfaqen është shumë më pak.

Me siguri, mund të themi se përdorimi i energjisë diellore do të jetë më produktiv në rajonet sa më afër brezit ekuatorial, meqenëse dallimi midis indekseve më të larta dhe më të ulëta është minimal, që tregon sasinë maksimale të rrezatimit që arrin sipërfaqen e planetit. Për shembull, në territorin e vendeve afrikane të shkretëtirës, sasia vjetore e rrezatimit arrin mesatarisht 2,200 kilovat orë, ndërsa në Kanada ose, për shembull, në Evropën Qendrore, shifrat nuk tejkalojnë 1000 kilovat-orë.

Fuqia diellore në histori

Nëse mendojmë sa më gjerësisht, përpjekjet për "zbutjen" e yllit të madh që ngroh planet tona filluan në kohët e lashta në kohën e paganizmit, kur çdo element u mishërua në një hyjni të veçantë. Megjithatë, sigurisht, atëherë për përdorimin e energjisë diellore, madje edhe fjalimi nuk mund të jetë - në magjinë botërore mbretëronte.

Tema e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë filloi të rritet në mënyrë aktive vetëm në fund të shekullit XIV - fillim të shekullit të 20-të. Një zbulim i vërtetë në shkencë u bë në vitin 1839 nga Alexander Edmond Becquerel, i cili arriti të bëhet pionier i efektit fotovoltaik. Studimi i kësaj teme është rritur ndjeshëm, dhe tashmë 44 vjet më vonë, Charles Fritz ishte në gjendje të hartojë modulin e parë ndonjëherë, bazuar në selen të veshur me ar. Një përdorim i tillë i energjisë së Diellit në Tokë dha një sasi të vogël të energjisë elektrike të lëshuar - sasia totale e prodhimit më pas arrinte jo më shumë se 1%. Sidoqoftë, për të gjithë njerëzimin, ky ishte një zbulim i vërtetë, duke hapur horizonte të reja të shkencës, të cilat kurrë nuk duhej të ishin ëndërruar më parë.

Një kontribut i rëndësishëm në zhvillimin e energjisë diellore është bërë në kohën e duhur nga vetë Albert Einstein. Në botën e sotme, emri i një shkencëtari është më i lidhur me teorinë e tij të famshme të relativitetit, por në fakt ai u shpërblye me Çmimin Nobel për studimin e efektit të jashtëm fotoelektrik.

Deri tani, teknologjia e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë po përjeton ulje e ngritje të shpejtë, por rënie të shpejtë, por kjo degë e njohurive vazhdimisht plotësohet me fakte të reja dhe ne mund të shpresojmë që në të ardhmen e afërt do të hapim derën për një botë krejtësisht të re.

Natyra kundër nesh

Ne tashmë folëm për përparësitë e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë. Tani le t'i kushtojmë vëmendje mangësive të kësaj metode, e cila fatkeqësisht nuk është më pak.

Për shkak të varësisë së drejtpërdrejtë nga vendndodhja gjeografike, kushtet klimatike dhe lëvizja e Diellit, gjenerimi i energjisë diellore në sasi të mjaftueshme kërkon kosto të mëdha territoriale. Në fund të fundit është se sa më shumë zona e konsumit dhe përpunimit të rrezatimit diellor është, sasia më e madhe e energjisë ekologjikisht të pastër që marrim në prodhim. Vendosja e sistemeve të tilla të mëdha kërkon një hapësirë të madhe të lirë, gjë që shkakton disa vështirësi.

Një problem tjetër lidhur me përdorimin e energjisë së Diellit në Tokë është varësia e drejtpërdrejtë në kohën e ditës, pasi prodhimi gjatë natës do të jetë zero, dhe në kohën e mëngjesit dhe të mbrëmjes është jashtëzakonisht e parëndësishme.

Një faktor i rrezikut shtesë është vetë moti - ndryshimet e papritura në kushte mund të kenë një efekt shumë negativ në funksionimin e këtij lloji të sistemit, pasi ato shkaktojnë vështirësi në debugimin e kapacitetit të kërkuar. Në një kuptim, situata me një ndryshim të mprehtë në sasinë e absorbimit dhe prodhimit mund të jetë e rrezikshme.

Pastër, por e shtrenjtë

Përdorimi i energjisë diellore në Tokë është vështirë për momentin për shkak të kostos së saj të lartë. Fotocellët e nevojshëm për zbatimin e proceseve kryesore kanë një kosto mjaft të lartë. Natyrisht, pala pozitive e përdorimit të këtij lloji të resursit e bën atë shpagim, por nga këndvështrimi ekonomik në këtë moment nuk është e nevojshme të flitet për kthimin e plotë të kostove monetare.

Megjithatë, siç tregon trendi, çmimi i fotoceleve gradualisht zvogëlohet, kështu që me kalimin e kohës ky problem mund të zgjidhet plotësisht.

Pamundësia e procesit

Përdorimi i Diellit si një burim energjie është gjithashtu një sfidë sepse kjo mënyrë e burimeve të përpunimit është mjaft e mundimshme dhe e papërshtatshme. Konsumi dhe përpunimi i rrezatimit direkt varen nga pastërtia e pllakave, gjë që është mjaft problematike për të siguruar. Përveç kësaj, ngrohja e elementeve, të cilat mund të parandalohen vetëm duke përdorur sistemet më të fuqishme të ftohjes, gjithashtu ka një efekt jashtëzakonisht negativ në proces, gjë që kërkon kosto materiale shtesë dhe shpenzime të konsiderueshme.

Përveç kësaj, pllakat e përdorura në kolektorët diellorë, pas 30 viteve të punës aktive, po bëhen gradualisht të papërdorshme dhe kostoja e fotocellave është diskutuar më herët.

Çështja ekologjike

Më herët është thënë se përdorimi i një burimi të tillë mund të shpëtojë njerëzimin nga probleme serioze me mjedisin në të ardhmen. Burimi i burimeve dhe produkti përfundimtar janë me të vërtetë të pastër mjedisor.

Megjithatë, përdorimi i energjisë diellore, parimi i kolektorëve diellorë është përdorimi i pllakave speciale me fotocela, të cilat kërkojnë një masë substancash helmuese: plumbi, arseniku ose kaliumi. Përdorimi i tyre nuk dëmton mjedisin, megjithatë, duke pasur parasysh periudhën e kufizuar të funksionimit të tyre, me kalimin e kohës, përdorimi i waferëve mund të jetë një problem serioz.

Për të kufizuar ndikimin negativ në mjedis, prodhuesit po lëvizin gradualisht në pllaka të filmit të hollë, të cilat kanë një kosto më të ulët dhe më pak të dëmshme për mjedisin.

Metodat e konvertimit të rrezatimit në energji

Filmat dhe librat për të ardhmen e njerëzimit na japin pothuajse gjithmonë për të njëjtën pamje të këtij procesi, i cili, në fakt, mund të ndryshojë ndjeshëm nga realiteti. Ka disa mënyra për tu konvertuar.

Më e zakonshme mund të quhet përdorimi i përshkruar më parë i fotocellëve.

Si alternativë, njerëzimi në mënyrë aktive përdor energjinë diellore termike, bazuar në ngrohjen e sipërfaqeve të veçanta, e cila lejon ngrohjen e ujit në drejtimin e duhur të temperaturës së marrë. Nëse e thjeshtoni këtë proces sa më shumë që të jetë e mundur, mund të krahasohet me tanke që përdoren për dushin e verës në shtëpi private.

Një tjetër mënyrë për të përdorur rrezatimin për prodhimin e energjisë është "lundrimi diellor", i cili mund të funksionojë vetëm në një hapësirë ajrore. Ky lloj sistemi konverton rrezatimin në energji kinetike.

Problemi i mungesës së gjenerimit gjatë natës zgjidhet pjesërisht nga stacionet e energjisë diellore të tullumbaceve, puna e të cilëve vazhdon për shkak të akumulimit të energjisë dhe kohëzgjatjen e procesit të ftohjes.

Ne dhe energjia diellore

Burimet energjetike të diellit dhe erës në Tokë përdoren mjaft aktivisht, edhe pse shpesh nuk e vëmë re. Ne kemi përmendur tashmë ngrohjen e përbashkët të ujit në një dush të verës. Në fakt, më shpesh energjia diellore përdoret për këtë qëllim. Megjithatë, ka shumë shembuj të tjerë: pothuajse në çdo dyqan ndriçimi mund të gjeni dritat e magazinimit që mund të punojnë pa energji elektrike edhe gjatë natës falë energjisë së akumuluar gjatë ditës.

Instalimet e bazuara në fotocellë përdoren në mënyrë aktive në stacione të ndryshme të pompimit dhe sistemeve të ventilimit.

Dje, sot, nesër

Një nga burimet më të rëndësishme për njerëzimin është energjia diellore dhe perspektivat për përdorimin e saj janë jashtëzakonisht të mëdha. Dega e caktuar financohet, zgjerohet dhe përmirësohet në mënyrë aktive. Tani energjia diellore zhvillohet maksimalisht në SHBA, ku disa rajone e përdorin atë si një burim alternativ të plotë ushqimi. Në mënyrë të ngjashme, termocentralet e këtij lloji veprojnë në shkretëtirën e Mojave. Vende të tjera kanë marrë një kurs për këtë lloj të energjisë elektrike, e cila në të ardhmen e afërt do të zgjidhë problemin e ndotjes së mjedisit.