Nggunakake energi solar ing Bumi. Perspektif nggunaake energi Matahari ing Bumi

Kanggo saiki, masalah konsumsi energi cukup akut - sumber daya planet iki ora ana watesan lan kanggo wektu sing wis ana, manungsa kagedhen ngancurake apa sing diwenehake dening alam. Ing wayahe, batubara lan lenga lagi diekspor, cadangan sing luwih cilik saben dina. Kekuwatan pikirane ngidini umat manungsa njupuk langkah sing luar biasa ing mangsa ngarep lan nggunakake energi nuklir, nggawa kanthi bebaya ageng tumrap lingkungan.

Ora ana akut manawa masalah ekologis - ekstraksi aktif sumber daya lan panggunaan luwih akeh nyebabake negara ing planet iki, ganti ora mung sifat lemah, nanging uga kondisi iklim.

Mulane, perhatian khusus wis mesthi dibayar kanggo sumber energi alami, kayata, umpamane, banyu utawa angin. Akhire, sawisé panlitèn lan pangembangan aktif nganti pirang-pirang taun, manungsa "mundhak" migunakaké energi saka Srengéngé ing Bumi. Iku babagan wong sing bakal dibahas luwih lanjut.

Apa sing menarik iki

Sadurunge nerusake menyang conto konkrit, kita bakal mangerteni apa jinis extraction energi para peneliti saka saindenging donya kepengin banget. Aset utama iku inexhaustibility. Senadyan akeh hipotesis, kemungkinan yen bintang kaya Matahari bakal metu ing wektu sing cedhak banget. Mulane, sadurunge kamulyan, kasempatan mbukak kanggo nampa energi murni kanthi cara alami.

Keuntungan sing kapindho ing nggunakake energi saka Sun ing Bumi iku keremitan lingkungan pilihan iki. Dampak ing lingkungan ing kondisi kasebut bakal nol, sing bakal nyedhiyakake jagad mangsa sing luwih cerah tinimbang apa sing mbukak karo sumber daya terbatas sing cetha.

Pungkasan, kita kudu menehi perhatian khusus marang kasunyatan sing nggunakake energi surya ngganteni bebaya paling kanggo wong kasebut.

Carane kasunyatan

Saiki ayo padha menyang titik. Ing sajrone judhul sing kaya puisi, "energi surya" nyatakake transformasi radiasi menyang listrik nggunakake teknologi sing dikembangake. Proses iki diwenehake dening sel photovoltaic, sing wis digunakake kanthi aktif kanggo tujuane dhewe, lan cukup sukses.

Radiasi surya

Dadi sejarahe yen tembung "radiasi" nyebabake persatuan wong sing rada negatif, tinimbang positif karo kalanggengan technogenic sing bisa disimpen ing saindenging jagad. Nanging, tèknologi nggunakake energi saka Sun ing Bumi bisa digunakake.

Ing kasunyatan, jinis radiasi iki minangka radiasi elektromagnetik, sing jembar antara 2.8 nganti 3.0 mikron.

Loro-lorone digunakake dening manungsa, spektrum solar kasusun saka telung jinis gelombang: ultraviolet (kira-kira 2%), kira-kira 49% yaiku gelombang cahya lan, pungkasane, akeh sing duwe radiasi infra merah. Energi surya nduweni komponen cilik, nanging peran kasebut ora pati penting sing ora duwe dampak khusus marang kehidupan Bumi.

Jumlah energi solar ngetik Bumi

Saiki, nalika komposisi spektrum sing digunakake kanggo entuk manfaat saka manungsa ditemtokake, siji fitur sing luwih penting saka sumber kasebut kudu dicathet. Panganggone energi surya ing Bumi misale jek banget njanjekake uga amarga ana sing akeh jumlah biaya sing bisa diproses. Jumlah total energi sing diluncurake dening bintang gedhe banget, nanging nganti permukaan bumi tekan 47%, sing padha karo jam pitung atus kuadrat milyar. Kanggo comparison, kita cathet yen mung siji kilowatt jam bisa menehi operasi sepuluh taun saka bohlam 100-watt.

Kekuwatan radiasi surya lan panggunaan energi ing Bumi, mesthi gumantung ing sawetara faktor: kondisi iklim, sudut sinar ing permukaan, wektu taun lan lokasi geografis.

Nalika lan pinten

Iku gampang kanggo ngira yen jumlah energi saben dina sing surem ing permukaan bumi terus saya ganti, amarga langsung gumantung marang posisi planet sing gegayutan karo Matahari lan gerak luminer dhewe. Dadi wis ditemokake ing wayah wayahe radiasi maksimal, nalika ing wayah esuk lan ing wayah sore, jumlah sinar sing luwih dhuwur tinimbang permukaan.

Kanthi yakin, kita bisa ngomong yen panggunaan energi surya bakal paling produktif ing wilayah sing sabanjure kanggo band khatulistiwa, amarga ana sing beda antarane indeks paling dhuwur lan paling dhuwur minimal, sing nuduhake jumlah maksimum radiasi sing tekan permukaan bumi. Contone, ing tlatah situs-situs gurun pasir, jumlah radiasi tahunan rata-rata 2,200 kilowatt jam, dene ing Kanada utawa, contone, ing Eropah Tengah, angka ora ngluwihi 1000 kilowatt-jam.

Daya surya ing sajarah

Yen kita mikir kanthi wiyar, usaha kanggo "nglokro" lintang gedhe sing ndayani planet kita wiwit ing jaman kuno nalika jaman paganisme, nalika saben unsur diwujudake ing dewa sing misah. Nanging, mesthi, babagan nggunakake energi surya, malah wicara ora bisa - ing sihir donya jumeneng.

Topik nganggo energi Surya ing Bumi wiwit aktif kanthi aktif ing pungkasan abad kaping-14 - awal abad kaping 20. Sebuah terobosan nyata sains digawe ing taun 1839 dening Alexander Edmond Becquerel, sing kasil dadi pelopor efek photovoltaic. Sinau babagan topik iki wis tambah akeh, lan wis ana 44 taun sabanjure, Charles Fritz bisa ngrancang modul pisanan, miturut selenium berlapis emas. Pangopènan energi saka Sun ing Bumi ngasilaké listrik cilik sing dilirwakaké - total produksi nganti ora ana luwih saka 1%. Nanging, kanggo kabeh umat manungsa, iki minangka terobosan nyata, ngembangake èlmu anyar, sing durung tau dikimpi sadurunge.

Sumbangan gedhe kanggo pangembangan energi surya digawe kanthi wektu dening Albert Einstein piyambak. Ing donya saiki, jeneng ilmuwan luwih asring digandhengake karo téori relativitas misuwur, nanging nyatane dheweke dianugerahi Bebungah Nobel kanggo sinau efek fotoelektrik njaba.

Nganti saiki, teknologi nggunakake energi Surya ing Bumi ngalami pasang surut, nanging kanthi cepet, nanging cabang ilmu iki terus diisi karo fakta-fakta anyar, lan kita bisa ngarep-arep manawa ing mangsa ngarep kita bakal mbukak lawang menyang donya sing anyar.

Alam marang kita

Kita wis ngomong babagan kaluwihan nggunakake energi Matahari ing Bumi. Saiki ayo ndelok ing kekurangan saka cara iki, sing, sayangé, ora kurang.

Amarga katergantungan langsung marang lokasi geografis, kahanan iklim lan gerakan Matahari, generasi energi surya ing jumlah sing cukup mbutuhake biaya teritorial sing ageng. Ing ngisor iki sing luwih akeh babagan pangonsumsi lan pangolahan sinar surya, luwih akeh energi sing ekologis kanthi resik ing output. Nglebokaké sistem ageng kuwi mbutuhake ruang bebas sing gedhé, sing nimbulaké kasulitan tartamtu.

Masalah liyane sing gegayutan karo nggunakake energi saka Sun ing Bumi yaiku katergantungan langsung ing wektu, amarga produksi ing wayah wengi bakal nol, lan ing wayah esuk lan wayah sore ora pati penting.

Faktor resiko tambahan yaiku cuaca dhewe - owah-owahan tiba-tiba ing kondisi bisa nduwe dampak negatif banget marang operasi sistem tipe iki, amarga ngakibatake kesulitan ing debugging kapasitas sing dibutuhake. Ing pangertèn, kahanan kanthi owah-owahan sing nyorot ing jumlah panyerepan lan produksi bisa mbebayani.

Resik, nanging larang

Panganggone energi solar ing Bumi angel banget ing wektu kasebut amarga biaya dhuwur. Fotocells perlu kanggo implementasi pangolahan utama duwe biaya sing cukup dhuwur. Mesthine, pihak sing positif nggunakake sumber daya iki nggawe payback, nanging saka sudut pandang ekonomi ing wektu iku ora perlu kanggo ngobrol babagan payback lengkap biaya moneter.

Nanging, minangka tren nuduhake, rega photocell mbudidaya amba, sauntara manawa masalah iki bisa rampung.

Kesulitan proses kasebut

Panggunaan Sun minangka sumber energi uga minangka tantangan amarga cara pangolahan sumber daya luwih rumit lan ora nyenengake. Konsumsi lan pangolahan radiasi langsung gumantung marang kemurnian piring, sing cukup bermasalah kanggo nyedhiyakake. Kajaba iku, pemanasan unsur-unsur, sing bisa dicegah mung kanthi nggunakake sistem pendingin sing paling kuat, uga nduweni efek negatif banget ing proses, sing mbutuhake biaya bahan tambahan, lan biaya akeh.

Kajaba iku, piring-piring digunakake ing kolektor solar, sawise 30 taun aktifitas aktif, mboko sithik dadi ora bisa dienggo, lan biaya fotocells dibahas sadurungé.

Masalah ekologis

Sadurungé dipocapaké, sumber daya kasebut bisa nylametaké manungsa saka masalah serius karo lingkungan ing mangsa ngarep. Sumber sumber daya lan prodhuk final tenan resik.

Nanging, kanthi nggunakake energi surya, prinsip pengumpul surya yaiku nggunakake piring khusus karo photocells, sing mbutuhake massa zat beracun: timbal, arsen, utawa kalium. Nanging penggunaane ora nyebabake lingkungan, ananging diwenehake ing wektu sing diwatesi, sauntara, pemanfaatan wafer bisa dadi masalah serius.

Kanggo mbatesi dampak negatif ing lingkungan, manufaktur mbudidaya kanthi alon-alon menyang piring film tipis, sing duwe biaya sing luwih murah lan kurang ngrusak lingkungan.

Cara ngowahi radiasi dadi energi

Film lan buku babagan masa depan manungsa menehi kita meh tansah babagan gambar sing padha saka proses iki, sing, ing kasunyatan, bisa beda-beda saka realita. Ana sawetara cara kanggo ngowahi.

Paling umum bisa diarani nganggo photocells sing wis ditrapake sadurunge.

Minangka alternatif, umat manungsa kanthi aktif migunakake energi termal tata surya, adhedhasar panas saka papan khusus, sing ngidini dadi panas ing arah sing bener saka temperatur sing diduweni. Yen sampeyan nyederhanakake proses iki, bisa dibandhingake karo tank sing digunakake kanggo mangsa panas ing omah pribadi.

Cara liya kanggo nggunakake radiasi kanggo pangembangan daya yaiku "solar sail", sing mung bisa dienggo ing papan sing ora ditemtokake. Sistem iki ngowahi sinergi menyang energi kinetik.

Masalah kekurangan generasi ing wayah wengi iki sebagian ditanggulangi dening stasiun pembalap balon solar, sing kerja terus amergo akumulasi energi lan proses prosès pendinginan.

Kita lan energi surya

Sumber daya energi saka srengenge lan angin ing Bumi digunakake kanthi aktif, senadyan kita kerep ora weruh. Kita wis disebutake dadi panas banyu ing mangsa panas. Ing kasunyatan, paling kerep energi solar digunakake kanggo maksud iki. Nanging, ana akeh conto liyane: meh ing saben toko cahya sampeyan bisa nemokake lampu panyimpenan sing bisa dianggo tanpa listrik sanajan ing wayah wengi amarga daya energi saben dina.

Instalasi adhedhasar fotocell sing aktif digunakake ing macem-macem stasiun pamompa lan sistem ventilasi.

Wingi, dina iki, esuk

Salah siji sumber sing paling penting kanggo manungsa yaiku energi surya, lan prospek pemanfaatane gedhe banget. Cabang kasebut aktif dibiayai, ditambah lan ditingkatake. Saiki, energi surya bisa dikembangake kanthi maksimal ing Amerika Serikat, ing ngendi sawetara wilayah minangka sumber alternatif nutrisi. Kajaba iku, tetanduran jinis iki beroperasi ing Gurun Mojave. Negara-negara liyané wis suwe nganggo listrik, sing ing mangsa ngarep bakal mbiyantu masalah polusi lingkungan.