Солнечные электростанции доклад с презентацией

Обновлено: 18.05.2024

1. Солнечная энергетика
2. Источники энергии
3. Страны- лидеры в солнечной энергетике
4. Конструкция СЭС
5. Принцип работы
6. Использование в мире
7. Основные выводы
8. Список используемой литературы
2

3. Источники энергии

⁺ Неисчерпаемый источник – Солнце
Источники энергии
⁺ Высокая потенциальная возможность
⁺ Высокая экологичность
Традиционные (Невозобновляемые)
источники энергии
Тепловое
загрязнение
планеты Земля
⁺ Надёжность и долговечность
Альтернативные источники
‐ Аккумуляторы для хранения энергии
‐ Неравномерное поступление плотности
энергии
‐ Высокая стоимость и малый КПД
3

4. Солнечная энергетика

Термодинамический
преобразование световой
энергии в тепловую, а
затем, при необходимости,
в электрическую
Фотоэлектрический
прямое преобразование
световой энергии в
электрическую
4

5. Страны- лидеры в солнечной энергетике

Страна
Годовая выработка, ГВт
Германия
38,25
Китай
28,33
Япония
23,41
Италия
18,62
США
18,32
Франция
5,68
Испания
5,38
Австралия
4,13
Бельгия
3,16
Южная Корея
2,40
По данным IEA 2015 года
5

6. Конструкция СЭС

Высотой от 18 до 24 метров;
Резервуар покрашен в черный цвет;
Гелиостат - зеркало площадью в несколько
квадратных метров, закреплённое на опоре и
подключённое к общей системе позиционирования
6

7. Принцип работы СЭС

Тепло
Приёмник
энергии
(гелиостаты)
Механическая
Электрическая
энергия
энергия
Нагревание
рабочей
жидкости
Передача
нагретого пара
турбине
Рабочее тело:
Вода
Соль(нитраты натрия и калия)
7

8. Использование в мире

Gemasolar
Электрическая мощность 17 МВт;
Высота башни 140 м;
2650 гелиостатов, размещенных на территории
площадью 1,95 км2 ;
Автономная выработка электроэнергии до 15 часов без
использования солнечной энергии;
Поставляет чистую и безопасную энергию в 27 500
домов;
Снижает выбросы

Солнечная электростанция - инженерное сооружение, служащее преобразованию солнечной радиации в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной радиации различны и зависят от конструкции электростанции.

Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году во второй части своей книги: “Исследования мировых пространств реактивными приборами”. Он писал: “Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”.

Получение электроэнергии от солнца давно применяется во всем мире. Главной задачей ученых на данный момент является необходимость так усовершенствовать имеющиеся технологии, чтобы как можно больше увеличить их КПД.

Солнечные электростанции преобразуют энергию солнечной радиации в электроэнергию. Они бывают двух видов:

1. Фотоэлектрические - непосредственно преобразуют солнечную энергию в электроэнергию при помощи фотоэлектрического генератора.

2. Термодинамические - преобразуют солнечную энергию в тепловую, а потом в электрическую; мощность термодинамических солнечных электростанций выше, чем мощность фотоэлектрических станций

Фотоэлектрические солнечные электростанции

Беккерель смог открыть процесс использования солнечного света для получения электрического тока при помощи твердого материала. Но потребовалось, чтобы прошло больше полувека, чтобы ученые по-настоящему смогли понять этот процесс и узнать, что фотоэлектрический или фотогальванический эффект вызывают только определенные материалы способные преобразовывать энергию света в электрическую энергию на атомном уровне.

Главным элементом фотоэлектрических станций являются солнечные батареи. Они состоят из тонких пленок кремния или других полупроводниковых материалов и могут преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток.

Фотоэлектрические элементы, названные в ученой среде как солнечные элементы, являются устройствами из полупроводниковых материалов и служат для выработки электричества. Фотоэлектрические элементы бывают разных размеров, объемов и форм. Их чаще всего объединяют между собой в фотоэлектрические модули, а модули — соединяют в фотоэлектрические батареи.

Фотоэлектрические преобразователи отличаются надежностью, стабильностью, а срок их службы практически не ограничен. Они могут преобразовывать как прямой, так и рассеянный солнечный свет. Небольшая масса, простота обслуживания, модульный тип конструкции позволяет создавать установки любой мощности. К недостаткам солнечных батарей можно отнести высокую стоимость и низкий КПД.

Солнечные батареи используют для энергоснабжения автономных потребителей малой мощности, питания радионавигационной и маломощной радиоэлектронной аппаратуры, привода экспериментальных электромобилей и самолётов. Есть надежда, что в будущем им найдут применение в отоплении и электроснабжении жилых домов.

Термодинамические солнечные электростанции

В устройстве термодинамических солнечных электростанций используют теплообменные элементы с селективным светопоглощающим покрытием. Они способны поглощать до 97% попадающего на них солнечного света. Эти элементы даже за счет обычного солнечного освещения могут нагреваться до 200°С и более. С помощью них воду превращают в пар в обычных паровых котлах, что позволяет получить эффективный термодинамический цикл в паровой турбине. КПД солнечной паротурбинной установки может достигать 20%.

На основе этого эффекта была разработана конструкция аэростатной солнечной электростанции. Источником энергии в ней является баллон аэростата, заполненный водяным паром. Внешняя часть баллона пропускает солнечные лучи, а внутренняя покрыта селективным светопоглощающим покрытием, и позволяет нагревать содержимое баллона до 150-180°С. Полученный внутри пар будет иметь температуру 130-150°С, а давление такое же как атмосферное. Распыляя воду внутри баллона с перегретым паром, получают генерацию пара.

Пар из баллона отводится в паровую турбину посредством гибкого паропровода, а на выходе из турбины превращается в конденсаторе в воду. Из него воду с помощью насоса подают обратно в баллон. За счет пара накопленного за день, такая электростанция может работать и ночью. В течение суток мощность турбогенератора можно регулировать в соответствии с потребностями.

Главной проблемой является способ размещения солнечных аэростатных электростанций. Такие электростанции можно размещать над землей, над морем или в горах. В каждом случае есть свои плюсы и минусы. Здесь необходимо все учитывать и длину паропровода, и место размещения турбогенератора, и то, чтобы баллоны не мешали движению самолетов. Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и в космосе. Наземные солнечные электростанции следует строить в районах, расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней.

Существуют и другие способы получения энергии от солнца, и если удастся решить все проблемы, то спрос на такую продукцию может быть практически неограничен. С помощью новых разработок можно будет решить проблемы энергоснабжения отсталых труднодоступных районов, сократить потребление топливных ресурсов в больших мегаполисах, защитить окружающую среду от излишнего загрязнения выбросами вредных веществ.

Типы солнечных электростанций.

Все солнечные электростанции (сэс) подразделяют на несколько типов:

" СЭС башенного типа

" СЭС тарельчатого типа

" СЭС, использующие фотобатареи

" СЭС, использующие параболические концентраторы

" Аэростатные солнечные электростанции

СЭС башенного типа

Данные электростанции основаны на принципе получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метров (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрыт чёрным цветом для поглощения теплового излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты. Гелиостат - зеркало площадью в несколько квадратных метров, закреплённое на опоре и подключённое к общей системе позиционирования. То есть, в зависимости от положения солнца, зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Основная и самая трудоемкая задача - это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отраженные лучи от них попали на резервуар. В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигать 700 градусов. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %) и высокие мощности.

Пример: Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 СЭС в Крыму

В Крыму была построена СЭС такого же типа в Щёлкино как резервный источник электричества для планируемой там АЭС. Но по большому счету, эта станция была экспериментальной: ее мощность 5 МВт. При эксплуатации этой станции было выявлено множество трудностей. Одна из них - система позиционирования отражателей практически полностью (95 %) расходовала энергию, вырабатываемую станцией [источник?]. Также возникали трудности с очисткой зеркал. Вскоре эта станция прекратила своё существование и была разворована.

СЭС тарельчатого типа

Данный тип СЭС использует принцип получения электроэнергии, схожий с таковым у Башенных СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал - нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).

СЭС, использующие фотобатареи

СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением небольшого посёлка.

Сегодня фотоэлектрические системы стали важной частью нашей повседневной жизни. Мини солнечные электростанции применяются для обеспечения питания у мелких приборов и приспособлений используемых в быту, таких как, калькуляторы, наручные часы или зарядное устройство для сотового телефона. Более сложные — применяются для спутников связи, водяных насосов, уличного освещения, работы бытовых приборов и машин в некоторых домах и на рабочих местах. Многие дороги и дорожные знаки, также теперь работает с помощью фотоэлектрических элементов или модулей.

СЭС, использующие параболические концентраторы

Принцип работы данных СЭС заключается в нагревании теплоносителя до параметров, пригодных к использованию в турбогенераторе.

Конструкция СЭС: на ферменной конструкции устанавливается параболическое зеркало большой длины, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет теплоноситель (чаще всего масло). Пройдя весь путь, теплоноситель разогревается и в теплообменных аппаратах отдаёт теплоту воде, которая превращается в пар и поступает на турбогенератор.

Абсолютно экологически безопасный тип солнечных станций. В качестве принципа используется естественный поток воздуха, возникающий благодаря перепаду температур (воздух у поверхности земли разогревается, и устремляется вверх). Еще в 1929 году во Франции была запатентована эта идея.

Сооружается оранжерея, представляющая собой накрытый стеклом участок земли. Из центра оранжереи выступает башня, высокая труба, в которой установлена турбина генератора. Солнце разогревает оранжерею, и воздух устремляясь через трубу вверх, вращает турбину. Тяга сохраняется постоянной, пока солнце разогревает воздух в закрытом стеклом объеме, и даже ночью, пока поверхность земли сохраняет тепло.

Часто на СЭС различных типов дополнительно устанавливают теплообменные аппараты для получения горячей воды, которая используется как для технических нужд, так и для горячего водоснабжения и отопления. В этом и состоит суть комбинированных СЭС. Также на одной территории возможна параллельная установка концентраторов и фотобатарей, что тоже считается комбинированной СЭС.

Солнечная энергетика - непосредственное использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Первые опыты использования солнечной энергии

В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8* 3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м 2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. Была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому.

Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.

В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 С.

Достоинства солнечной энергетики.

" Общедоступность и неисчерпаемость источника.

" Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечных электростанций.

Зависимость от погоды и времени суток.
Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
При промышленном производстве - необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.
Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.
Нагрев атмосферы над электростанцией

Рис.1. Принцип действия солнечной электростанци

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Солнечная энергетика. Презентация на заданную тему содержит 14 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Солнечная энергетика – использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика – использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Источником энергии солнечного излучения являются термоядерные реакции, протекающие на Солнце.

На каждый квадратный метр от солнца приходит 1367 Ватт энергии (солнечная постоянная). До земли через атмосферу — доходит порядка 1020 Вт/м² (на экваторе). На каждый квадратный метр от солнца приходит 1367 Ватт энергии (солнечная постоянная). До земли через атмосферу — доходит порядка 1020 Вт/м² (на экваторе). Однако это среднее значение. Не следует забывать, что солнечное излучение намного меньше в пасмурную погоду. Зимой на умеренных широтах значение в два раза ниже. Чтобы определить сколько электричества можно будет выработать за год в среднем, учитывают тип солнечной батареи: Параллельно земле Под оптимальным углом Со слежением за солнцем

Типы солнечных электростанций СЭС башенного типа. В них используется центральный приемник с полем гелиостатов. Система слежения за Солнцем сложна, так как требуется вращение вокруг двух осей. Управление осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе используется водяной пар с температурой до 550 С, воздух и другие газы - до 1000 С. СЕС распределительного (модульного) типа. В них используется большое число модулей, каждый из которых включает параболоцилиндрический концентратор солнечного излучения и приемник, расположенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости, подаваемой в тепловой двигатель, который соединен с электрогенератором. При небольшой мощности СЭС модульного типа более экономичны, чем башенные.

Достоинства Перспективность, доступности и неисчерпаемость источника энергии в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата.

Недостатки Зависимость от погоды и времени суток. Сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии. Нерентабельность в высоких широтах. Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур). Необходимость периодической очистки отражающей/поглощающей поверхности от загрязнения. Нагрев атмосферы над электростанцией.

Первые опыты В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. (1774 г.) ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 С.

В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном.

Развитие отрасли В 1985 году все установленные мощности мира составляли 21 МВт. Производство фотоэлементов в 2005 году составляло 1656 МВт. На начало 2010 года общая мировая мощность фотоэлементной солнечной энергетики составила только около 0,1 % общемировой генерации электроэнергии. В 2012 году общая мощность мировых гелиоэнергетических установок выросла на 31 ГВт, превысив 100 ГВт. В 2013 году глобально было установлено 39 ГВт. фотоэлектрических мощностей. В результате общая мощность фотоэлектрических установок оценивается в 139 ГВт. Лидером по установленной мощности является Европа. Среди стран лидером является Китай. По совокупной мощности на душу населения лидер — Германия.

Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и в космосе. Наземные солнечные электростанции следует строить в районах расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней. В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, баз отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов. Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и в космосе. Наземные солнечные электростанции следует строить в районах расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней. В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, баз отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ солнечные электро станции-энергия будущего..ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема работы: Солнечные электростанции - энергия будущего Выполнили: Молчанова Анастасия, Молчанова Ольга. Руководитель: Муканова Даметкен Каримовна, учитель физики

Между селами Тамар-Уткуль и Первомайское Соль-Илецкого городского округа ,построена солнечная электростанция. Мы выбрали эту тему, потому что мы хотим больше узнать о солнечных электростанциях, и как станции влияют на окружающую среду. Нас волнует, могут ли солнечные электростанции нанести вред нашей флоре и фауне.

На сегодняшний день главной проблемой человечества является нехватка энергетических ресурсов. Решение этой проблемы использование таких ресурсов как солнце и ветер. Ветроэлектростанции Солнечные электостанции

В 1970 году в СССР Жоресом Алферовым и его соратниками была создана первая гетероструктурная солнечная батарея. Жорес Альферов.

Факторы влияющие на выбор Солнечных Электростанций. Положительные стороны: -Экологичность. Не вызывает загрязнения природы -Доступная цена . Сейчас цена на фотоэлементы сравнительно высокая, но с ростом цен на ископаемые энергоносители этот недостаток преодолевается. -Долговечность. Качественные солнечные батареи используют 25 лет. При том, что уход за ними не требует от персонала особенно больших знаний. -Комплектность. Не занимает много места. -Автономность. Независимость от центрального электроснабжения.

Отрицательные стороны: -Несмотря на экологичность, солнечные батареи могут наносить небольшой вред окружающей среде, однако по сравнению с последствиями сжигания природного топлива такой ущерб - капля в море -высокая стоимость оборудования и его монтажа; -Зависимость от погодных условий; -Низкий КПД (в среднем 20 %, хотя ведутся работы по увеличению КПД).

Заключение. -Наше исследование завершено. Мы нашли достоинства и недостатки СЭС . Мы выяснили, что солнечная энергия – энергия будущего, надежда всего человечества . -В строительство солнечных электростанций вкладывают свои инвестиции страны, её считают главной альтернативой традиционным энергоносителям. Мировой лидер в этой сфере – Германия. -Наше исследование помогло понять значимость темы, определить свое отношение к солнечным электростанциям. Мы согласны с тем, что использование солнечной энергии все же вызывает загрязнения природы, но одновременно это и способ получения дешевой энергии.

Литература: 1.Андреев С.В. Солнечные электростанции,2015 2. Ильин А.К., Ковалев О.П. Нетрадиционная энергетика в Приморском крае: Ресурсы и технические возможности. – Владивосток: ДВО РАН, 1994. – 41 с. 3. Михеев Г.М.Электростанции и электрические сети. 4. Проблемы и перспективы развития возобновляемых источников энергии в России. Материалы круглого стола / Под общ. ред. акад. Ю.В. Гуляева. – М.: НИЦ Инженер, 2003. – 96 с 5. Шишкин Н.Д. Малые энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. – М.: Готика, 2000. – 236 с

Выбранный для просмотра документ солнечные электростанции.docx

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

Тема работы: Солнечные электростанции -это энергия будущего

Выполнили: Молчанова Анастасия,

Молчанова Ольга-ученицы 8 класса

Руководитель: Муканова Даметкен Каримовна,

Глава I. Источники электроэнергии

1.1 Атомные элетростанции

Глава II. Солнечные электростанции

2.1 История солнечных батарей .

2.2 СЭС- источник энергии

2.3 Факторы, влияющие на выбор СЭС

2.4 Строительство СЭС в Соль-Илецком районе.

Введение: В настоящее время энергетических ресурсов не хватает для удовлетворения потребностей человека. Энергия необходима для обеспечения жизнедеятельности человека. Не все источники энергии являются безопасными. Ядерные катастрофы, которые происходили, на атомных электростанциях подтолкнули к разработке новых источников энергоресурсов, более экологически чистых.

Цель : Изучить, что представляют собой солнечные электростанции, и как преобразовать солнечную энергию в электрическую, как станции влияют на окружающую среду.

1.Изучить по разным источникам информации, об источниках энергии.

2.Анализ положения дел в стране с переходом на использования СЭС.

3.Подготовка предложений по решению экологических проблем с помощью СЭС.

4.Пропаганда через средства информации.

5.Оформление результатов в виде презентации.

6.Представить работу одноклассникам, чтобы заинтересовать их данной проблемой.

Объект исследования: Солнечная электростанция

Предмет исследование: Влияние на экологию местности

I .На сегодня главной проблемой человечества является нехватка энергетических ресурсов.

Решение этой проблемы в настоящее время использование источников энергии, таких как солнце и ветер. Энергия Солнца огромна. И если бы человек смог взять у Солнца хотя бы один процент поступающей от него энергии, то энергетическая проблема не вставала бы перед человечеством еще многие столетия. Уже более полувека Солнце обеспечивает энергией космические аппараты на орбите. Экологически чистая и неиссякаемая энергия Солнца – это будущее и земной энергетики

Исходя из этого, у нас возникло желание познакомиться с принципом работы солнечных электростанций и устройством солнечных батарей.

На различных электростанциях вырабатывают электроэнергию: АЭС, ГЭС, ТЭС.

2. Гидроэлектростанции (ГЭС) используют энергию рек, энергию падающей воды . Огромные площади земель затопляются, вода в водохранилищах загрязняется, так как накопляются отходы. ГЭС наносит непоправимый вред популяциям рыб. Сегодня доля в мировом производстве электроэнергии составляет около 20

3.Теплоэлектростанции (ТЭС) электростанции превращают химическую энергию топлива в тепловую, а затем механическую и в электрическую. Эти станции дают много отходов, а топливо для них дорогое. И, прежде всего, химическое загрязнение, связанное со значительными выбросами в атмосферу таких загрязнителей, как оксиды азота, углерода, диоксид серы, зола

II . Солнечные электростанции. Солнечные электростанции работают на возобновляемом ресурсе, они заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений.

2.1 История солнечных батарей

Еще в древности люди начали задумываться о возможностях применения солнечной энергии. По легенде, великий греческий ученый Архимед с помощью системы зажигательных зеркал сжег неприятельский флот, осадивший его родной город Сиракузы.

Впервые на взаимосвязь солнечного света и электричества обратил внимание Александр-Эдмон Беккерель. Он открыл явление фотоэффекта, представляющее собой излучение электронов под воздействием солнечного света в 1839 году.

В 30-х годах физик А. Ф. Иоффе высказал мысль о использовании полупроводниковых фотоэлементов в солнечной энергетике, где КПД =1%

В начале 50-х годов XX века американские ученые Пирсон, Фуллер и Чапин открыли и запатентовали кремниевый солнечный элемент с КПД около 6 процентов. В 1957 году в СССР был запущен первый искусственный спутник с применением фотогальванических элементов, а в 1958 г. США произвели запуск искусственного спутника Explorer 1 с солнечными панелями. С 1958 года кремниевые солнечные батареи стали основным источником энергии для космических кораблей и орбитальных станций.

В 1970 году в СССР Жоресом Алферовым и его соратниками была создана первая высокоэффективная гетероструктурная (с применением галлия и мышьяка) солнечная батарея. К середине 70 годов прошлого века удалось поднять КПД солнечных элементов до 10 процентов. После этого наступила полоса застоя почти на два десятилетия.

В наше время солнечные электростанции напрямую преобразуют энергию солнца в электроток. Их главные элементы – солнечные батареи на основе полупроводниковых материалов. Солнечная батарея — это несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Их принцип работы основан на возникновении тока на границе двух полупроводников разной проводимости под действием ультрафиолетовых лучей. Эффективность кремниевых станций в среднем достигает 20%, однако уже разработаны фотоэлементы с гораздо большей производительностью (порядка 40%). Принцип работы самой электростанции базируется на фотоэлектрических панелях. Мощность одной панели– 150 Вт. В комплектацию так же входят аккумуляторы, инверторы и контролер заряда

Для того чтобы солнечные батареи работали зимой так же, как и летом – в пластины добавляют специальные примеси: галлий, медь, арсенид, кадмий, теллурид, селен. Это делается для того чтобы сделать их менее чувствительными к перепадам температуры. Это делает элементы солнечной батареи зимой более надежными, и снижает риск их поломки.

На запуск солнечных батарей затрачивается государством больше капиталовложения, но в конечном итоге они самоокупаются. Солнечные батареи это фотоэлектрический генератор, который превращает солнечное излучение в электричество.

Благодаря солнечным панелям обеспечиваются электроэнергией города, сёла, плавают суда и летают самолёты.

В настоящее время использование энергии солнца и дорогостоящих солнечных аккумуляторных систем стало экономически оправданным для нашей местности.

Так как стоимость полезных ископаемых растёт, уменьшается запас топлива

-водные ресурсы истощаются

-разумная государственная политика делает использование солнечных электростанций выгоднее

-КПД солнечных батарей повышается

70% комплектующих для строительства СЭС в Соль-Илецком городском округе, включая солнечные панели, произведённых в России.

Реализация данных проектов приведёт к сохранению экологически чистой энергии, увеличения налогов в бюджет.

2.2 Факторы, влияющие на выбор СЭС:

Положительные стороны:

-Экологичность. Не вызывает загрязнения природы.

-Доступная цена. Если велико солнечное освещение в течении года солнечные электростанции другие источники электроэнергии . Сейчас цена на фотоэлементы сравнительно высокая, но с ростом цен на ископаемые энергоносители этот недостаток преодолевается.

-Долговечность. Качественные солнечные батареи используют 25 лет. При том, что уход за ними не требует от персонала особенно больших знаний. Вследствие этого солнечные батареи становятся все более популярными в промышленности и быту

-Комплектность. Не занимает много места, комплексный способ обеспечения электричеством;

-Автономность. Независимость от центрального электроснабжения;

Отрицательные стороны:

- Несмотря на экологичность, солнечные батареи могут наносить и вред флоре и фауне. Соединения кремния могут наносить небольшой вред окружающей среде, однако по сравнению с последствиями сжигания природного топлива такой ущерб - капля в море

-высокую стоимость оборудования и его монтажа;

-зависимость от погодных условий;

-низкий КПД (в среднем 20 %, хотя ведутся работы по увеличению КПД).

Эффективность солнечных батарей в России: по современным исследованиям солнечная энергия составляет 1367 Ватт за 1 м 2 . На экваторе через атмосферу до земли доходит 1020 Вт. На территории России в среднем можно получить 163, 2 ВТ на 1 м 2 .

Если в Москве, к примеру, установить солнечные батареи по углам 40 0 , то в год вырабатывается электроэнергия 187,6 гВт/ч.

Если 1 кВт/ч стоит 3 рубля, то условная стоимость выработанной энергии будет 561 млн.руб.

Наше исследование завершено. Мы нашли достоинства и недостатки СЭС.

Мы выяснили, что солнечная энергия – энергия будущего, надежда всего человечества.

В строительство солнечных электростанций вкладывают свои инвестиции страны, её считают главной альтернативой традиционным энергоносителям. Мировой лидер в этой сфере – Германия.

Наше исследование помогло понять значимость темы, определить свое отношение к солнечным электростанциям. Мы согласны с тем, что использование солнечной энергии не вызывает загрязнений природы. Это способ получения дешевой энергии. Но в то же время оно вызывает гибель птиц.

Читайте также: