map1map2map3map4map5

Солнечная энергия

Солнце - центр нашей системы из 8 планет (не считая мелких, таких как Плутон, Церера и др.), является первичным и главным источником энергии в нашей системе планет. Являясь большим термоядерным реактором, выделяющим громадное количество энергии, оно согревает Землю, приводит в движение  и верхние слои атмосферы, океанские течения и реки.  Под воздействием солнечных лучей и благодаря фотосинтезу, на нашей планете вырастает около одного квадриллиона тонн растений, дающих в свою очередь жизнь, 10 триллионам  тонн животных организмов. Благодаря совместному труду  Солнца, воды и воздуха, за миллионы лет, на 3емле накоплены запасы углеводородов - угля, нефти, газа  и пр., которые мы сейчас активно расходуем.  Для удовлетворения потребностей человечества в энергоресурсах, на сегодняшний день, требуется сжечь около десяти миллиардов тонн углеводородного топлива в год.

Давайте разберем, что же происходит. Считается, что на 3емле имеется около шести  триллионов тонн различных углеводородов. Если взять энергию, поставляемую на нашу планету Солнцем за год, и перевести в углеводородное топливо, которое мы сжигаем, то получим около ста триллионов тонн, что в десять тысяч раз превышает необходимый нам объем энергоресурсов. Нетрудно подсчитать, что содержащуюся в недрах нашей планеты энергию, Солнце отдает Земле всего за три недели, а резерва  солнечной энергии хватит еще на 5 миллиардов лет. Растениями поглощается примерно 34% идущей от Солнца энергии. Оставшаяся энергия расходуется на поддержание комфортного для жизни микроклимата в глубинах океана и на поверхности Земли. Для обеспечения потребностей  человечества энергией на несколько веков, хватит и сотой доли той энергии, которая доходит от Солнца до Земли за один год, и если мы сможем взять этот процент, то это бы решило многие проблемы с генерацией энергии на многие века вперед. Как взять этот столь необходимый для нас процент солнечной энергии в теории понятно, дело остается за более совершенными технологиями преобразования энергий. Невольно напрашивается вывод, что среди возобновляемых источников энергии, солнечная радиация по объемам ресурсов, распространенности, доступности и экологической чистоте наиболее перспективна.

Обратимся немного к истории развития солнечной энергетики. В начале 20 века многие ученые мира, всерьез задумывались об использовании солнечной энергии. Наш соотечественник, основатель теоретической космонавтики К.Э. Циолковский, во второй части своей книги: “Исследования мировых пространств реактивными приборами”. Писал следующее: “Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”. Альберт Эйнштейн основатель всемирно известной теории относительности, в 1921 году был удостоен Нобелевской премии за объяснение законов внешнего фотоэффекта. В 1905 году была опубликована его работа, в которой, опираясь на гипотезу Планка, Эйнштейн описал как именно и в каких количествах кванты света выбивают из металла электроны. Применить данную гипотезу на практике  впервые удалось советским физикам в 30-е годы под руководством знаменитого академика А.Ф. Иоффе. В Физикотехническом институте, были разработаны и созданы первые сернисто-талиевые фотоэлементы, правда КПД этих элементов не дотягивал до 1%.  Позднее в 1954 году американскими учеными Пирсоном, Фуллерром и Чапином был запатентован первый элемент с КПД порядка 6%. В 70-х годах КПД солнечных фотоэлементов приближался к 10%, но их производство было довольно дорого и экономически неоправданно, посему использование солнечных батарей в основном ограничивалось космонавтикой. Для производства элементов, требовался кремний (Si силициум) высокой отчистки и особого качества, в сравнении со стоимостью сжигаемых углеводородов, переработка кремния виделась дрогой и  неоправданной, хотя данный элемент таблицы Менделеева в изобилии располагается на наших пляжах в виде песка (SiO2 ). В следствии чего, исследования по разработке технологий в области солнечной энергетики, были урезаны в финансировании или и вовсе свернуты. К началу 21 века  КПД солнечных батарей удалось увеличить  до 20%. Несложно догадаться, почему человечество отступило от разработки солнечной энергии, в середине прошлого века наша цивилизация разгадала тайну ядерной энергии, и все силы науки были брошены на поиски новых способов обогащения урана и создание более совершенных ядерных реакторов, в ущерб технологиям для выработки кремния и разработки новых видов солнечных элементов. Не будем вдаваться в расчеты стоимости обогащения урана и получения солнечного кремния, ядерной энергетике нужно отдать должное, несомненно, это было великое достижение нашей цивилизации.

Страницы: 1 | 2


  • Последние новости

    • Страницы
    Тэги
    viman Люди Тесла Устройства лженаука новости энергетика