Echipamente: baterie solară, motor electric, baterie, calculator.
Gaz, ulei, turbă, cărbune mineralele au fost create de natură de milioane de ani și sunt distruse de o sută de ani de om. Prin extragerea de la aceste resurse a energiei necesare în lumea noastră, distrugem o parte din natură.
Obiective: cunoașterea tehnologiilor de economisire a energiei necesare pentru rezolvarea problemei deficitului de electricitate; creșterea nivelului culturii consumului de energie.
Sarcini: analiza metodelor tradiționale de generare
electricitate; dezvoltați și oferiți opțiunile dvs.
1. Studiul literaturii științifice.
2. Experimentul fizic.
4. Rolul energiei solare
Pentru a asigura omenirea de câteva secole, energia unei sute de părți din energia care vine de la Soare pe Pământ într-un an va fi suficientă. Energia solară reprezintă cea mai mică cantitate de poluare pentru planetă și cea mai inepuizabilă din toate sursele cunoscute de energie. Umanitatea abia începe să-și identifice și să-și utilizeze potențialul.
Într-un sens, toată energia pe care o folosim există pe Pământ datorită Soarelui. Acesta este petrolul, gazele naturale și cărbunele. În timp ce energia care vine direct de la Soare a fost întotdeauna disponibilă umanității, nu am reușit să o folosim la fel de eficient ca și alte surse. Crearea unui sistem care să asigure un transfer fiabil și eficient și cel mai important din punct de vedere al costurilor, transferul energiei solare în energie electrică a fost și este o sarcină foarte dificilă.
Sistemele solare de astăzi sunt deja profitabile, fiabile și ușor de operat. Utilizarea lor se bucură de popularitate în țările dezvoltate. Acest lucru devine nu numai economic, ci și prestigios. Guvernele multor țări finanțează parțial instalarea de celule solare în sectoare și birouri private. Proprietarul casei solare este garantat de avantaje fiscale, împrumuturi fără dobândă și alte stimulente similare. Chiar și cu prețurile actuale pentru celule solare, costul de instalare a acestora în timpul construirii casei plătește timp de 7-10 ani.
Furnizorii de energie electrică achiziționează energie electrică de la persoane care au instalat celule solare în casele lor. Atunci când proprietarii au surplus de energie, îl vând companiilor de electricitate și câștigă. În Germania există mai multe "ferme solare". Agricultorii au schimbat producția de porci pentru colectarea energiei solare. În prezent, acest lucru este mai profitabil pentru agricultori.
În viitor, utilizarea energiei solare va reduce efectul de seră, care reprezintă o mare amenințare pentru umanitate. Efectul de seră este topirea ghețarilor, ploi abundente și furtuni, furtuni și uragane, secetă și furtuni. Încălzirea globală este asociată cu eliberarea dioxidului de carbon în atmosferă, care apare la arderea gazului, a petrolului și a cărbunelui.
5. Istoricul istoric.
Să analizăm pe scurt etapele istorice în studiul și dezvoltarea energiei solare:
1839 Alexander Edmond Becquerel (Alexandre-Edmond Becquerel) a deschis efectul fotovoltaic.
1883 Charles Fritts (Charles Fritts) creează primul modul solar electric din lume - este seleniu, acoperit cu un strat foarte subțire de aur. Această combinație de elemente convertește mai puțin de 1% din lumina solară în energie electrică. Se poate spune că acest procent a fost începutul energiei solare.
1953 Gerald Pearson? efectuând experimente la Bell Laboratories, a constatat accidental că siliciul, acoperit cu anumite impurități, este mult mai sensibil la lumina soarelui decât la seleniu.
unul dintre principalele vise ale omenirii - utilizarea energiei aproape nelimitate a Soarelui pentru dezvoltarea civilizației ".
1957, URSS a lansat primul satelit artificial pe baterii solare pe orbita Pamantului. În 1958, această realizare a fost repetată de Statele Unite. Costul unui kilowatt-oră de energie era de 500 de dolari.
1970 Costul pe kilowatt-oră a fost redus la 100 de dolari. La acea vreme, toți sateliții erau echipați cu panouri solare,
fabricate pe bază de siliciu. În acest moment, eficiența a atins 10%. Și de aproape două decenii am păstrat această notă.
1973 Costul pe kilowatt-oră a fost redus la 50 de dolari datorită folosirii plăcilor de siliciu mai ieftine. Finanțarea multor studii în domeniul energiei solare a fost redusă, deoarece prețul de siliciu la acel moment era un lux inacceptabil în comparație cu prețurile petrolului.
1978 Pentru a sprijini rețelele de telecomunicații din Australia, au fost construite stații solare la sol.
6. Tipuri de centrale electrice.
Centralele nucleare sunt în mod esențial centrale termice care utilizează energia termică a reacțiilor nucleare.
Unul dintre elementele principale ale centralei nucleare este un reactor. În multe țări ale lumii, folosiți în principal reacțiile fisiunii nucleare
uraniu U-235 sub acțiunea neutronilor termici. Pentru implementarea lor în reactor, pe lângă combustibilul (U-235), ar trebui să existe un moderator al neutronilor și, bineînțeles, un purtător de căldură care să elimine căldura din reactor. În reactoarele WWER (apă-apă), apa obișnuită sub presiune este utilizată ca retardator și agent de răcire. În reactoarele de tip RBMK (un reactor cu capacitate mare de tip canal) ca agent de răcire
Se utilizează apă, iar grafitul este folosit ca retardator. Ambii reactoare au fost utilizate pe scară largă în centralele nucleare din industria energiei electrice în anii precedenți.
Principiul funcționării reactorului
În reactorul propriu-zis u235 este mărunțit și atinge o temperatură foarte ridicată, prin aceasta încălzind apa evaporând și, sub presiune, rotește turbina și apoi se răcește și circulă
Luați în considerare principiile funcționării CTE. Combustibilul și oxidantul, care de obicei servesc ca aer preîncălzit, sunt alimentate continuu în cuptorul cazanului. Combustibilul utilizat este cărbune, turbă, gaz, șist de petrol sau combustibil lichid. Cele mai multe dintre CTE din țara noastră folosesc praful de cărbune drept combustibil. Datorită căldurii produse ca urmare a arderii combustibilului, apa din cazanul de abur se încălzește, se evaporă și aburul saturat care este format curge prin conducta de abur către turbina cu abur. Scopul este convertirea energiei termice a aburului în energie mecanică.
La HPP, energia fluxurilor de apă (râuri, cascade, etc.) este utilizată pentru a genera energie electrică. În prezent, aproximativ 15% din toată energia electrică este produsă la HPP. Construcția mai intensă a acestui tip de stație este împiedicată de investiții mari de capital, termeni lungi de construcție și amplasarea specifică a resurselor hidrice în întreaga țară.
În aceste instalații se folosesc oglinzi parabolice (tăvi), care concentrează lumina soarelui pe tuburile de recepție care conțin fluidul de transfer termic. Acest lichid este încălzit la aproape 400 ° C și pompat printr-o serie de schimbătoare de căldură; În acest caz, este generat abur supraîncălzit, care conduce un turbogenerator obișnuit pentru a produce energie electrică. Pentru a reduce pierderile de căldură, tubul receptorului poate fi înconjurat de un tub de sticlă transparent, plasat de-a lungul liniei focale a cilindrului. În mod tipic, astfel de facilități includ sistemele de urmărire solare uniaxiale sau biaxiale. În cazuri rare, ele sunt staționare.
Estimarile tehnologiei arată costul său mai ridicat decât cel al centralelor solare tip turn și tavă. în principal din cauza concentrației mai scăzute a radiației solare și, prin urmare, a temperaturilor mai scăzute și, în consecință, a eficienței. Cu toate acestea, având în vedere acumularea de experiență operațională, o tehnologie îmbunătățită și costuri de operare reduse, concentratoarele parabolice pot fi cele mai puțin costisitoare și cele mai fiabile tehnologii în viitorul apropiat.
Acest tip de baterie solară este o oglindă parabolică chimval (formă similară cu o antenă de satelit), care concentrează energia solară pe un receptor poziționat în punctul focal al fiecărui vas. Lichidul din receptor este încălzit la 1000 de grade și este utilizat direct pentru a produce energie electrică într-un mic motor și un generator conectat la receptor.
În prezent, se dezvoltă motoarele Stirling și Brighton. Mai multe sisteme experimentate cu o capacitate de 7 până la 25 kW funcționează în Statele Unite. Eficiența optică ridicată și costurile inițiale reduse fac ca sistemele de oglindă / motoare să fie cele mai eficiente din toate tehnologiile solare. Sistemul de la motorul Stirling și oglinda parabolică aparține înregistrării mondiale pentru eficiența transformării energiei solare în energie electrică. În 1984, Rancho Mirage din California a reușit să obțină o eficiență practică de 29%
În plus, datorită designului modular al acestor sisteme sunt cea mai bună opțiune pentru a satisface nevoile de energie pentru consumator autonom (în intervalul kilowați) și pentru hibridul (în megawați) conectat la o rețea de energie electrică de utilitate.
În aceste sisteme se utilizează un câmp rotativ de reflectori-heliostați. Ele focalizează lumina soarelui asupra receptorului central, construit pe partea de sus a turnului, care absoarbe energia termică și conduce turbogeneratorul. Un sistem de urmărire biaxial controlat de computer stabilește heliostați astfel încât razele soarelui reflectate să fie staționare și întotdeauna să cadă pe receptor. Lichidul care circulă în receptor transferă căldură către acumulatorul de căldură sub formă de abur. Aburul rotește turbina pentru a genera energie electrică sau se utilizează direct în procesele industriale. Temperaturile la receptor se situează între 538 și 1482 C.
Prima centrală de turn, denumită "Solar One" lângă Barstow (California de Sud), a demonstrat cu succes aplicarea acestei tehnologii pentru generarea de energie electrică.
Modulele sunt realizate constructiv ca un laminat monolit de elemente de cristal monocristal.
Bateriile solare sunt energia viitorului, care este disponibilă acum.
Transformarea luminii solare într-un curent electric care poate fi utilizat direct prin acționarea încărcărilor și acumulat în bateriile de stocare.
- Bateria solară din cadru este realizată sub forma unui panou închis într-un cadru realizat dintr-un profil de aluminiu. Panoul este un generator fotoelectric compus dintr-o placă de sticlă cu elemente laminate pe ea. Un bloc de diode este atașat la interiorul carcasei modulului, sub capacul căruia există contacte electrice destinate conectării modulului.
- Modulele fără rame sunt un laminat pe aluminiu, fibră de sticlă și, de asemenea, fără un substrat. Celulele solare sunt situate între două straturi ale unui film de laminare EVA (acetat de etil-vinil). Aversul protejat PET optic transparent tip folie (polietilenă tereftalat), iar partea din spate - un substrat (fibră de sticlă, aluminiu), sau același film PET fără cerințe suplimentare pentru performanța optică.
Panourile solare continuă să funcționeze:
- în intervalul de temperatură -50 + 75C;
- presiunea atmosferică de 84-106,7 kPa;
- umiditate relativă de până la 100%;
- intensitatea ploii de 5mm / min;
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: