Презентация "Солнечная энергетика" по астрономии – проект, доклад

Солнечная энергетика

Презентацию подготовила ученица 11 класса Кулик Дарья

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). 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

Карта солнечного излучения

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.

СЭС башенного типа

СЭС модульного типа

Получение энергии от солнца

Подача энергии в сеть потребления; Вывод излишков энергии в магистральные сети электроснабжения (если такая сеть имеется).

Основными принципами работы электростанции, являются: Получение солнечной энергии за счёт установленных солнечных батарей (солнечные модули); Подзарядка аккумуляторов, которые обеспечивают бесперебойную подачу электроэнергии к потребителю;

Огромное поле поворачиваемых зеркал отражает солнце на солнечный коллектор, где тепло превращается в электроэнергию двигателем Стирлинга(тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объеме), или нагревом воды. Электричество переходит в трансформатор и транс- портирует- ся в раз- ные точки.

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 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. 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.

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.

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.

Солнечный транспорт