energie solara
Primele panouri solare capabile să transforme energia solară în energie mecanică au fost construite din nou în Franța. La sfârșitul secolului al XIX-lea, la Expoziția Mondială de la Paris, inventatorul O. Mouchot a demonstrat un izolator - un aparat care focaliza razele asupra unui cazan de abur folosind o oglindă. Cazanul alimenta o tiparnă care tipări 500 de tipărituri de ziare pe oră. Câțiva ani mai târziu, în SUA a fost construit un aparat similar cu o capacitate de 15 cai putere.
Anii au trecut, izolatoarele care foloseau energia solară s-au îmbunătățit, dar principiul a rămas același: soare - apă - abur. Dar acum, în 1953, oamenii de știință de la Agenția Națională Aerospațială a SUA au creat o adevărată baterie solară - un dispozitiv care transformă direct energia soarelui în electricitate.
În anii 70 ai secolului al XIX-lea, a fost descoperit așa-numitul efect fotoelectric - un fenomen asociat cu eliberarea de electroni dintr-un solid sau lichid sub influența radiației electromagnetice. În anii 1930, șeful fizicienilor din țara noastră, academicianul A.F.Ioffe, a sugerat utilizarea fotocelulelor semiconductoare în energia solară. Adevărat, coeficientul record de performanță (COP) al materialelor din acea vreme nu a depășit 1 la sută, adică doar o sutime din energia luminii a fost convertită în electricitate. După mulți ani de experimente, a fost posibil să se creeze fotocelule cu o eficiență de până la 10-15%. Atunci americanii au construit panouri solare de tip modern. În 1959, au fost instalați pe unul dintre primii sateliți artificiali de pe Pământ, iar de atunci toate stațiile spațiale au fost echipate cu panouri solare multimetru. Eficiența scăzută a panourilor solare ar putea ficompensați o suprafață mare, de exemplu, acoperiți întregul deșert Sahara cu celule fotovoltaice - și o centrală solară puternică este gata. Cu toate acestea, semiconductorii de siliciu, pe baza cărora sunt produse celulele solare, sunt foarte scumpe. Și cu cât eficiența este mai mare, cu atât materialele sunt mai scumpe. Drept urmare, ponderea energiei solare în industria energetică actuală este mică. Cu toate acestea, din cauza neinfinitului combustibililor fosili, ponderea energiei primite de panourile solare va crește inevitabil. De asemenea, creșterea utilizării panourilor solare este facilitată de dezvoltări care vizează creșterea eficienței și reducerea costului acestora.
Unul dintre principalele avantaje ale energiei solare este respectarea mediului. Adevărat, compușii de siliciu pot dăuna puțin mediului, dar în comparație cu consecințele arderii combustibililor fosili, o astfel de daune este o picătură în ocean.
Panourile solare semiconductoare au un avantaj foarte important - durabilitatea. În ciuda faptului că îngrijirea lor nu necesită cunoștințe deosebit de mari din partea personalului. Ca urmare, panourile solare devin din ce în ce mai populare în industrie și în viața de zi cu zi.
Câțiva metri pătrați de panouri solare pot rezolva bine toate problemele energetice ale unui sat mic. În țările cu un număr mare de zile însorite - partea de sud a Statelor Unite, Spania, India, Arabia Saudită și altele - centralele solare funcționează de mult. Unii dintre ei ating o putere destul de impresionantă.
Astăzi, deja se dezvoltă proiecte pentru construirea de centrale solare în afara atmosferei – unde razele soarelui nu-și pierd energia. Se propune ca radiația prinsă pe orbita pământului să fie convertită într-un alt tip de energie – microundele – și apoi trimisă pe Pământ. Toate acestea vor memora fantastic, dar tehnologia modernăpermite realizarea unui astfel de proiect în viitorul apropiat.
Majoritatea sistemelor de încălzire solară sunt colectoare solare de diferite modele, unde lichidele - apă sau ulei - sunt folosite pentru a primi și transfera căldură. De regulă, aceste sisteme constau dintr-un radiator tubular umplut cu lichid. Radiatorul este realizat din materiale de culoare închisă sau este amplasat sub o placă întunecată. Întregul sistem este acoperit cu sticlă deasupra. Radiația solară, pătrunzând prin sticlă, încălzește lichidul, care intră mai departe într-un recipient special termoizolant. Pe de altă parte, apa rece este pompată în calorifer pentru a se încălzi și a repeta aceeași cale. Desigur, un astfel de sistem nu va oferi temperaturi ridicate, dar pentru a prinde chiar și o fracțiune de energie gratuită este, de asemenea, un fel de economisire.
Colectorul de vid funcționează mult mai eficient - poate încălzi lichidul până la 300 ° C. Această temperatură se realizează datorită faptului că întregul sistem funcționează în vid, adică într-un spațiu fără aer. Fără aer înseamnă că nimeni nu fură căldură de la încălzitor.
Există multe tipuri de încălzitoare care funcționează pe principiul focalizării razelor solare într-un spațiu mic. Ele ating cele mai ridicate temperaturi. Sistemele de oglinzi sau lupe concentrează radiația solară pe radiatorul tubular deja familiar umplut cu lichid. Acesta din urmă se încălzește foarte repede și intră în sistemul general de încălzire al clădirii.
Centralele electrice care funcționează cu energie solară au de obicei câteva mii de oglinzi reflectorizante pentru a captaenergie solară dintr-o zonă mare. Toate reflectoarele direcționează razele soarelui către vârfurile turnului central, unde apa rece curge continuu printr-un sistem de conducte. Sub influența radiațiilor, apa fierbe foarte repede, transformându-se în abur, care, sub presiune, rotește paletele turbinelor. Centralele electrice de acest tip funcționează cu succes în SUA, Japonia și unele țări europene.
Un număr mare de experimente științifice și tehnologii subtile necesită uneori crearea unei temperaturi uriașe. Opțiunea ideală este energia solară, care poate crea temperaturi gigantice într-o zonă mică. Cel mai faimos „cuptor solar” funcționează în orașul francez Odilo. Oglinzile sale mobile concentrează energia soarelui dintr-o zonă mare pe o suprafață de mai puțin de un metru pătrat. Această zonă este situată pe un mic turn în fața sistemului de oglinzi. În zilele senine, la focarul oglinzilor pot fi atinse temperaturi de 3300°C. Cu ajutorul său, Odilo creează materiale cu proprietăți deosebite care nu pot fi obținute în metalurgia tradițională.
