Как човек използва слънчевата енергия. Резюме: Използването на слънчева енергия

Слънцето свърши чудесна работа, за да ни изпрати енергията си, така че нека го оценим! Топъл лъч светлина върху лицето беше на повърхността на Слънцето преди осем минути и деветнадесет секунди

1 . Vсухи дрехи

Слънцето свърши чудесна работа, за да ни изпрати енергията си, така че нека го оценим! Топъл лъч светлина върху лицето му беше на повърхността на Слънцето преди осем минути и деветнадесет секунди. Най -малкото го използваме за сушене на дрехи. Тъй като слънцето е гигантски ядрен реактор, кажете на приятелите си: имате атомна сушилня.

2 . VNSRасTиTб сvОNS ддпри

Махнете слънцето и какво може да расте? Само с почва и слънчева светлина можем да отглеждаме домати, чушки, ябълки, малини, маруля и др. Изградете слънчеви оранжерии, които запазват топлината на слънцето, така че да можете да отглеждате храна дори през студените зими.

3 . ЗаGRдTб vОдпри

Седемдесет милиона китайски семейства използват слънцето, за да затоплят водата си, така че защо не? Можете да използвате вакуумна тръба или плоска плоча за събиране на слънчева топлина. С инвестиция от около 6800 долара тези механизми ще осигурят 100 % топла вода през лятото и 40 % през зимата.

4 . ОзисTиTб vОдпри

Ако местното водоснабдяване е опасно, можете да използвате слънцето за дезинфекция на водата, като напълните пластмасови бутилки и ги оставите на слънце за поне шест часа. Слънчевите ултравиолетови лъчи ще убият всички бактерии и микроорганизми. Ако живеете край морето, можете да използвате слънчева енергия за обезсоляване на водата.

5 . СОсъздайте свояд NSлдДа сеTRиздсTvО

Инсталирайте слънчеви панели на покрива.

6. Преместете колатад

Представете си кола, която се задвижва само от слънцето. Например Nissan Leaf EV на 16 000 километра годишно ще използва 2000 kW електроенергия. Фотоволтаичната система на вашия покрив ще генерира 2200 kWh годишно, а след като изплатите слънчевите панели, енергията е безплатна.

7 . длАз съм дисайна вашегО дОма

При проектирането на пасивен слънчев дом прозорците на юг и изолацията на север създават топлинна маса за съхранение на слънчева топлина. Тези стъпки могат да намалят нуждите от отопление с 50 процента. Максималната естествена слънчева светлина намалява нуждата от изкуствено осветление.

8. За отопление на дома

9. Пригответе храна

Има различни видове слънчеви печки: някои използват отразяващи слънчеви прозорци, други използват параболични дискове. През лятото можете също да направите свой собствен слънчев дехидратор за плодове и зеленчуци във вашата градина.

10. Енергия за света

Всеки ден слънцето излъчва хиляда пъти повече топлина в пустините по света, отколкото използваме. Слънчевата топлинна технология, използваща параболични или слънчеви кули, може да преобразува тази енергия в пара, а след това и в електричество. Бихме могли да задоволим всички световни енергийни нужди, използвайки само пет процента от Тексас за слънчева топлинна енергия. И така, кой се нуждае от петрол и нефтени разливи?

Слънцето е един от възобновяемите алтернативни източници на енергия. Днес алтернативните източници на топлина се използват широко в селскостопанския сектор и в битовите нужди на населението.

Използването на слънчевата енергия на земята играе важна роля в човешкия живот. С помощта на своята топлина слънцето, като източник на енергия, загрява цялата повърхност на нашата планета. Благодарение на топлинната си мощ, духат ветрове, моретата, реките, езерата се нагряват, целият живот на земята съществува.

Възобновяемите източници на топлина започнаха да се използват от хората преди много години, когато съвременните технологии все още не съществуват. Слънцето е най -достъпният доставчик на топлинна енергия на земята днес.

Приложения на слънчевата енергия

Всяка година използването на слънчева енергия набира все по -голяма популярност. Преди няколко години се използваше за затопляне на вода за селски къщи, летни душове, а сега възобновяемите източници на топлина се използват за генериране на електричество и топла вода за жилищни сгради и промишлени съоръжения.

Днес възобновяемите източници на топлина се използват в следните области:

• в селскостопанския сектор, с цел доставка на електричество и отопление на оранжерии, хангари и други сгради;
• за захранване на спортни съоръжения и лечебни заведения;
• в авиационната и космическата индустрия;
• в осветлението на улици, паркове, както и на други градски обекти;
• за електрификация на населени места;
• за отопление, електрозахранване и топла вода на жилищни сгради;
• за битови нужди.

Характеристики на приложението

Светлината, която слънцето излъчва на земята, се превръща в топлинна енергия с помощта на пасивни, както и активни системи. Пасивните системи включват сгради, при изграждането на които се използват такива строителни материали, които най -ефективно абсорбират енергията на слънчевата радиация. От своя страна активните системи включват колектори, които превръщат слънчевата радиация в енергия, както и слънчеви клетки, които я превръщат в електричество. Нека разгледаме по -отблизо как правилно да използваме възобновяеми източници на топлина.

Пасивни системи

Тези системи включват слънчеви сгради. Това са сгради, построени, като се вземат предвид всички характеристики на местната климатична зона. За тяхното изграждане се използват такива материали, които дават възможност за максимално използване на цялата топлинна енергия за отопление, охлаждане, осветление на жилищни и промишлени помещения. Те включват следните строителни технологии и материали: изолация, дървени подове, абсорбиращи светлината повърхности и ориентацията на сградата на юг.

Такива слънчеви системи дават възможност за максимално използване на слънчевата енергия, освен това те бързо възстановяват разходите за тяхното изграждане чрез намаляване на разходите за енергия. Те са екологично чисти и също така ви позволяват да създадете енергийна независимост. Поради това използването на такива технологии е много обещаващо.

Активни системи

Тази група включва колектори, акумулатори, помпи, тръбопроводи за топлоснабдяване и топла вода в ежедневието. Първите се монтират директно върху покривите на къщи, а останалите са разположени в мазета, за да се използват за водоснабдяване и отопление.

Слънчеви фотоволтаични клетки

За по -ефективно реализиране на цялата слънчева енергия се използват такива източници на слънчева енергия като фотоклетки или, както ги наричат ​​още, слънчеви клетки. На повърхността си те имат полупроводници, които, когато са изложени на слънчевите лъчи, започват да се движат и по този начин генерират електрически ток. Този принцип на генериране на ток не съдържа никакви химични реакции, което позволява на фотоклетките да работят дълго време.

Фотоволтаичните преобразуватели като източници на слънчева енергия са лесни за използване, тъй като са леки, лесни за поддръжка и много ефективни при използване на слънчева енергия.

Днес слънчевите панели, като източник на енергия от слънцето на земята, се използват за генериране на топла вода, отопление и за производство на електричество в топли страни като Турция, Египет и Азия. В нашия регион източникът на слънчева енергия се използва за доставка на електроенергия към автономни системи за захранване, електроника с ниска мощност и задвижвания на самолети.

Слънчеви колектори

Използването на слънчева енергия от колекторите е, че те превръщат радиацията в топлина. Те са разделени на следните основни групи:

• Плоски слънчеви колектори. Те са най -често срещаните. Удобно е да ги използвате за битови отоплителни нужди, както и за отопление на вода за топла вода;
• Вакуумни колектори. Те се използват за битови нужди, когато е необходима вода с висока температура. Те се състоят от няколко стъклени тръби, преминаващи през които слънчевите лъчи ги загряват, а те от своя страна отдават топлина на водата;
• Въздушни слънчеви колектори. Те се използват за отопление на въздух, възстановяване на въздушна маса и сушене;
• Интегрирани колектори. Най -простите модели. Те се използват за предварително загряване на вода, например за газови котли. В ежедневието нагрятата вода се събира в специален резервоар - акумулатори и след това се използва за различни нужди.

Използването на слънчева енергия от колекторите се осъществява чрез съхраняването й в така наречените модули. Те се монтират на покрива на сгради и се състоят от стъклени тръби и плочи, които са боядисани в черно, за да абсорбират повече слънчева светлина.

Слънчевите колектори се използват за загряване на вода за топла вода и отопление на жилищни сгради.

Предимства на слънчевите инсталации

• те са напълно безплатни и неизчерпаеми;
• имат пълна безопасност при употреба;
• автономна;
• икономичен, тъй като изразходването на средства се извършва само за закупуване на оборудване за инсталации;
• използването им гарантира липсата на скокове на напрежението, както и стабилност в захранването;
• издръжлив;
• лесен за използване и поддръжка.

Използването на слънчева енергия с помощта на такива инсталации набира популярност всяка година. Слънчевите панели позволяват да се спестят много пари за отопление и топла вода, освен това те са екологично чисти и не вредят на човешкото здраве.

Чернишова Оля, ученичка от 8 клас

Доклад по физика в 8 клас.

Изтегли:

Визуализация:

Доклад по темата:

"Използване на енергията на слънцето на Земята."

Изпълнява се от ученик на 8 клас MKOU "Ростошинская гимназия"

Олга Чернишова

„Първо хирург, а след това капитан на няколко кораба“ Лемюел Гуливер в едно от пътуванията си дойде на летящия остров - Лапута. Влизайки в една от изоставените къщи в Лага до, столицата на Лапутия, той откри там странен измършавял мъж с нагънато лице. Роклята, ризата и кожата му бяха почернели от сажди, а разрошената му коса и брада бяха опечени на места. Този непоправим прожектор прекара осем години в разработване на проект за извличане на слънчева светлина от краставици. Той възнамеряваше да събере тези лъчи в херметически затворени колби, за да затопли въздуха с тях в случай на студено или дъждовно лято. Той изрази увереност, че след още осем години ще може да доставя слънчева светлина, където е необходимо.

Днешните ловци на слънце изобщо не приличат на лудия, привлечен от фантазията на Джонатан Суифт, въпреки че правят по същество същото като героя на Суифт - опитвайки се да уловят слънчевите лъчи и да намерят енергийни приложения за тях.

Дори най -древните хора са смятали, че целият живот на Земята е генериран и неразривно свързан със Слънцето. В религиите на най-разнообразните народи, обитаващи Земята, един от най-важните богове винаги е бил богът на слънцето, който придава животворяща топлина на всичко съществуващо.

Всъщност количеството енергия, идващо на Земята от най -близката до нас звезда, е огромно. Само за три дни Слънцето изпраща на Земята толкова енергия, колкото се съдържа във всички запаси от гориво, които открихме! И въпреки че само една трета от тази енергия достига до Земята - останалите две трети са отразени или разпръснати от атмосферата - дори тази част от нея е повече от петнайсетстотин пъти по -голяма от всички други източници на енергия, използвани от човека, взети заедно! Както и да е, всички налични източници на енергия на Земята се генерират от Слънцето.

В крайна сметка на слънчевата енергия човек дължи всички технически постижения. Благодарение на слънцето водният цикъл протича в природата, образуват се водни потоци, които въртят водните колела. Загрявайки земята по различни начини в различни части на нашата планета, слънцето кара въздуха да се движи, самият вятър, който изпълва платната на корабите и върти лопатките на вятърните турбини. Всички изкопаеми горива, използвани в съвременната енергия, са получени от слънчева светлина. Именно тяхната енергия, чрез фотосинтеза, растенията се трансформираха в зелена маса, която в резултат на продължителни процеси се превърна в нефт, газ и въглища.

Не може ли енергията на слънцето да се използва директно? На пръв поглед това не е толкова трудна задача. Кой не се е опитвал да изгори картина върху дървена дъска с обикновена лупа в слънчев ден! Минута, после още една - и на повърхността на дървото на мястото, където лупата събираше слънчевите лъчи, се появява черна точка и лек дим. Ето как един от най -обичаните герои на Жул Верн, инженерът Сайръс Смит, спаси приятелите си, когато огънят им угасна на мистериозен остров. Инженерът направи обектив от две часовници, пространството между които беше изпълнено с вода. Домашната „леща“ фокусира слънчевите лъчи върху шепа сух мъх и я подпалва. Хората познават този сравнително прост начин за получаване на високи температури от древни времена. В руините на древната столица Ниневия в Месопотамия те открили примитивни лещи, направени през 12 век пр.н.е. Само „чист“ огън, получен директно от слънчевите лъчи, е трябвало да запали свещения огън в древноримския храм на Веста. Интересно е, че древните инженери са предложили друга идея за концентриране на слънчевите лъчи - с помощта на огледала. Великият Архимед ни остави трактат „За запалителните огледала“. Името му се свързва с поетична легенда, разказана от византийския поет Цецес. По време на Пуническите войни родният град на Архимед Сиракуза е обсаден от римски кораби. Командирът на флота Марцел не се съмняваше в лесна победа - в края на краищата армията му беше много по -силна от защитниците на града. Едно нещо арогантният морски командир не взе предвид - великият инженер влезе в битката с римляните. Той изобретил страхотни бойни превозни средства, построил хвърлящи оръжия, които обсипвали римските кораби с градушка от камъни или тежка греда, пронизала дъното. Други машини с закачен кран повдигнаха корабите за носа и ги разбиха по крайбрежните скали. И веднъж римляните били изумени да видят, че мястото на войниците на стената на обсадения град е заето от жени с огледала в ръце. По заповед на Архимед те изпращат слънчеви лъчи до един кораб, до една точка. Малко по -късно на кораба избухна пожар. Същата съдба сполетя още няколко кораба на нападателите, докато те избягаха объркани по -далеч, извън обсега на страховити оръжия. В продължение на векове тази история се смяташе за красива измислица. Някои съвременни изследователи на историята на технологиите обаче извършиха изчисления, от които следва, че запалителните огледала на Архимед по принцип биха могли да съществуват

Слънчеви колектори

Нашите предци са използвали слънчевата енергия за по -прозаични цели. В Древна Гърция и Древен Рим основната част от горите е била изсечена хищнически за строителството на сгради и кораби. За отопление не се използваха почти никакви дърва за огрев. Слънчевата енергия се използва активно за отопление на жилищни сгради и оранжерии. Архитектите се опитаха да построят къщи по такъв начин, че през зимата върху тях да пада възможно най -много слънчеви лъчи. Древногръцкият драматург Есхил пише, че цивилизованите народи се различават от варварите по това, че къщите им „са обърнати към слънцето“. Римският писател Плиний Млад посочи, че къщата му, разположена северно от Рим, „събира и увеличава топлината на слънцето поради факта, че прозорците й са разположени така, че да улавят лъчите на ниското зимно слънце.“ Къщите са проектирани по единен план и са разположени така, че през зимата е възможно да се улавя възможно най -много слънчева светлина, а през лятото, напротив, да се избягват. Всекидневните бяха задължително разположени с прозорци към слънцето, а самите къщи имаха два етажа: единият за лятото, другият за зимата. В Олинтос, както и по -късно в древен Рим, беше забранено да се поставят къщи, така че да скриват къщите на съседите от слънцето - урок по етика за днешните създатели на небостъргачи!

Привидната простота на получаване на топлина чрез концентриране на слънчевите лъчи неведнъж е пораждала неоправдан оптимизъм. Преди малко повече от сто години, през 1882 г., руското списание Technik публикува бележка за използването на слънчева енергия в парна машина: „Изолаторът е парна машина, чийто котел се нагрява с помощта на слънчева светлина, събрана за тази цел от специално подредено отразяващо огледало. Английският учен Джон Тиндал използва подобни конични огледала с много голям диаметър при изследването на топлината на лунните лъчи. Френският професор А.-Б. Мушо се възползва от идеята на Тиндал, прилага я върху слънчевите лъчи и получава достатъчно топлина, за да създаде пара. Изобретението, подобрено от инженера Пиф, беше доведено до такова съвършенство от него, че въпросът за използването на слънчева топлина може да се счита за окончателно решен в положителен смисъл. ”Оптимизмът на инженерите, които са построили„ изолатора ”, се оказа бъде неоправдан. Учените все още трябваше да преодолеят твърде много пречки, за да може използването на енергия от слънчевата топлина да стане реално. Едва сега, след повече от сто години, започна да се формира нова научна дисциплина, занимаваща се с проблемите на енергийното използване на слънчевата енергия - слънчевата енергия. И едва сега можем да говорим за първите реални успехи в тази област.Каква е трудността? На първо място, ето какво. С общата огромна енергия, идваща от слънцето, тя представлява много малко за всеки квадратен метър от земната повърхност - от 100 до 200 вата, в зависимост от географските координати. По време на слънчевите часове тази мощност достига 400-900 W / m2 и затова, за да се получи забележима мощност, е наложително първо да се събере този поток от голяма повърхност и след това да се концентрира. И разбира се, голямо неудобство е очевидният факт, че можете да получите тази енергия само през деня. През нощта трябва да използвате други източници на енергия или по някакъв начин да акумулирате, натрупвате слънчева енергия.

Соларна инсталация за обезсоляване

Има много начини за улавяне на слънчевата енергия. Първият начин е най -директният и естествен: да се използва слънчева топлина за загряване на малко охлаждаща течност. Тогава нагрятата охлаждаща течност може да се използва, да речем, за отопление или топла вода (няма нужда от особено висока температура на водата), или за получаване на други видове енергия, предимно електрическа. Капанът за директно използване на слънчева топлина е доста прост. За производството му ще се нуждаете преди всичко от кутия, затворена с обикновени прозорци или подобен прозрачен материал. Прозоречното стъкло не блокира слънчевите лъчи, но задържа топлината, която е нагряла вътрешната повърхност на кутията. Това по същество е парниковият ефект, принципът, на който са изградени всички оранжерии, парници, оранжерии и зимни градини. "Малката" слънчева енергия е много обещаваща. Има много места на земята, където слънцето безмилостно пада от небето, изсушава почвата и изгаря растителността, превръщайки района в пустиня. По принцип е възможно да се направи такава земя плодородна и обитаема. Необходимо е "само" да му се осигури вода, да се построят села с удобни къщи. За всичко това, на първо място, се изисква много енергия. Получаването на тази енергия от същия източване, унищожаването на слънцето, превръщането на слънцето в човешки съюзник, е много важна и интересна задача.

У нас такава работа беше ръководена от Института за слънчева енергия на Академията на науките на Туркменската ССР, ръководител в научно -производственото сдружение „Слънце”. Абсолютно ясно е защо тази институция с името, сякаш произлязла от страниците на научнофантастичен роман, се намира точно в Централна Азия - в края на краищата, в Ашхабад, на лятен обед, за всеки квадратен километър поток слънчева енергия пада, мощността, еквивалентна на голяма електроцентрала! техните усилия да получат вода с помощта на слънчева енергия. В пустинята има вода и е сравнително лесно да се намери - тя се намира плитко. Но не можете да използвате тази вода - в нея са разтворени твърде много различни соли, тя обикновено е дори по -горчива от морската вода. За да се използват подземните води на пустинята за напояване, за пиене, те трябва да бъдат обезсолени. Ако това беше направено, можем да приемем, че изкуственият оазис е готов: тук можете да живеете в нормални условия, да пасете овце, да отглеждате градини и през цялата година - има достатъчно слънце през зимата. Според изчисленията на учените само в Туркменистан могат да бъдат построени седем хиляди такива оазиси. Цялата необходима енергия за тях ще бъде осигурена от слънцето.Принципът на работа на соларна инсталация за обезсоляване е много прост. Това е съд с вода, наситена със соли, затворен с прозрачен капак. Водата се нагрява от слънчевите лъчи, изпарява се малко по малко и парата се кондензира върху капака на охладителя. Пречистената вода (солите не са се изпарили!) Изтича от капака в друг съд.

Конструкции от този тип са известни отдавна. Най -богатите находища на селитра в сухите райони на Чили почти не са били експлоатирани през миналия век поради липсата на питейна вода. Тогава в град Лас Сали-нас по този принцип е построен обезсоляващ завод с площ 5 хиляди квадратни метра, който в горещ ден даде 20 хиляди литра прясна вода.

Но едва сега работата по използването на слънчевата енергия за обезсоляване на водата се разгърна на широк фронт. За първи път в света туркменското държавно стопанство "Бахарден" пусна истински "слънчев водопровод", който отговаря на нуждите на хората в прясна вода и осигурява вода за напояване на сухи земи. Милиони литри обезсолена вода, получени от слънчеви инсталации, значително ще разширят границите на пасищата на държавните стопанства.

Хората харчат много енергия за зимно отопление на жилища и промишлени сгради, за целогодишно осигуряване на топла вода. И тук слънцето може да дойде на помощ. Разработени са слънчеви електроцентрали, които могат да снабдяват животновъдните ферми с топла вода. Слънчевият капан, разработен от арменски учени, е много прост по дизайн. Това е правоъгълна клетка с дължина един и половина, в която радиатор с форма на вълна от тръбна система е разположен под специално покритие, което ефективно абсорбира топлината. Човек трябва само да свърже такъв капан с водоснабдяването и да го изложи на слънце, тъй като в един летен ден от него на час ще потекат до тридесет литра вода, загрята до 70-80 градуса. Предимството на този дизайн е, че могат да бъдат изградени различни инсталации от клетките, като например от кубчета, което значително увеличава производителността на слънчевия нагревател. Експертите планират да прехвърлят експериментален жилищен район на Ереван на слънчево отопление. Устройствата за отопление на вода (или въздух), наречени слънчеви колектори, се произвеждат от нашата индустрия. Десетки слънчеви инсталации и системи за захранване с топла вода с капацитет до 100 тона топла вода на ден са създадени, за да осигурят разнообразни съоръжения.

Слънчевите нагреватели са инсталирани в множество къщи, построени на различни места у нас. Едната страна на стръмния покрив, обърната към слънцето, се състои от слънчеви нагреватели, които отопляват къщата и доставят топла вода. Предвижда се изграждането на цели села, състоящи се от такива къщи.Не само у нас се занимават с проблема за използване на слънчевата енергия. На първо място, учените от страни, разположени в тропиците, където има много слънчеви дни в годината, се заинтересуваха от слънчевата енергия. Индия например е разработила цяла програма за слънчева енергия. Първата в страната слънчева електроцентрала работи в Мадрас. Експериментални инсталации за обезсоляване, сушилни за зърно и водни помпи работят в лабораториите на индийски учени. В Университета в Делхи е произведен слънчев хладилен агрегат, способен да охлажда храната до 15 градуса под нулата. Така слънцето може не само да загрява, но и да охлажда! В съседната на Индия Бирма студенти от Рангунския технологичен институт са построили печка, която използва слънчевата топлина за приготвяне на храна, а дори и в Чехословакия, много на север, сега има 510 инсталации за слънчево отопление. Общата площ на техните действащи колектори е два пъти по -голяма от футболното игрище! Слънчевите лъчи осигуряват топлина за детски градини и животновъдни ферми, открити басейни и самостоятелни къщи. В град Холгин, Куба, е пусната в експлоатация оригинална слънчева инсталация, разработена от кубински експерти. Той се намира на покрива на детската болница и осигурява топла вода дори в дните, когато слънцето е затъмнено от облаци. Според експерти подобни инсталации, които вече са се появили в други кубински градове, ще помогнат за спестяване на много гориво.Строителството на „слънчевото село“ е започнало в алжирската провинция Мсила. Жителите на това доста голямо селище ще получат цялата си енергия от слънцето. Всяка жилищна сграда в това село ще бъде оборудвана със слънчев колектор. Отделни групи слънчеви колектори ще доставят енергия на промишлени и селскостопански съоръжения. Специалистите от Националната изследователска организация на Алжир и Университета на ООН, които са проектирали това село, са уверени, че то ще се превърне в прототип на хиляди подобни селища в горещите страни.Австралийският град Уайт Клифс, който стана мястото на строителството на първоначалната слънчева електроцентрала, оспорва правото да се нарече първото слънчево селище. Принципът на използване на слънчевата енергия е специален тук. Учени от Националния университет в Канбера предлагат използването на слънчева топлина за разлагане на амоняка на водород и азот. Ако тези компоненти се оставят да се свържат отново, се отделя топлина, която може да се използва за работа на електроцентрала по същия начин, както топлината, получена от изгарянето на конвенционално гориво. Този метод на използване на енергия е особено привлекателен, тъй като енергията може да се съхранява за бъдеща употреба под формата на нереагирал азот и водород и да се използва през нощта или в дъждовни дни.

Монтаж на хелиостати на Кримската слънчева електроцентрала

Химическият метод за получаване на електричество от слънцето като цяло е доста съблазнителен. Когато го използвате, слънчевата енергия може да се съхранява за бъдеща употреба, съхранявана като всяко друго гориво. Експериментална инсталация, работеща на този принцип, е създадена в един от изследователските центрове във Федерална република Германия. Основното устройство на тази инсталация е параболично огледало с диаметър 1 метър, което постоянно се насочва към слънцето с помощта на сложни системи за проследяване. Във фокуса на огледалото концентрираната слънчева светлина създава температура от 800-1000 градуса. Тази температура е достатъчна за разлагането на серния анхидрид до серен диоксид и кислород, които се изпомпват в специални контейнери. Ако е необходимо, компонентите се подават в реактора за регенерация, където в присъствието на специален катализатор от тях се образува първоначалният серен анхидрид. В този случай температурата се повишава до 500 градуса. След това топлината може да се използва за превръщане на водата в пара, която превръща турбината на електрически генератор.Учените от Енергийния институт на Г. М. Кржижановски провеждат експерименти точно на покрива на сградата си в не толкова слънчева Москва. Параболично огледало, концентриращо слънчевите лъчи, загрява газа, поставен в метален цилиндър, до 700 градуса. Горещият газ може не само да превърне водата в пара в топлообменника, което ще задвижи турбинен генератор. При наличието на специален катализатор, по пътя той може да се преобразува във въглероден оксид и водород - енергийно много по -благоприятни продукти от оригиналните. Нагрявайки вода, тези газове не изчезват - те просто се охлаждат. Те могат да бъдат изгорени и да се получи допълнителна енергия, освен това, когато слънцето е покрито от облаци или през нощта. Обмислят се проекти за използване на слънчева енергия за съхранение на водород, който се очаква да бъде универсално гориво на бъдещето. За да направите това, можете да използвате енергията, получена от слънчеви електроцентрали, разположени в пустини, тоест там, където е трудно да се използва енергия на място.

Има и доста необичайни начини. Слънчевата светлина сама по себе си може да раздели водна молекула, ако има подходящ катализатор. Още по-екзотични са вече съществуващите проекти за мащабно производство на водород с помощта на бактерии! Процесът следва схемата на фотосинтеза: слънчевата светлина се абсорбира например от синьо-зелени водорасли, които растат доста бързо. Тези водорасли могат да служат като храна за някои бактерии, които отделят водород от водата през живота си. Изследвания, проведени от съветски и японски учени с различни видове бактерии, показват, че по принцип цялата енергия на град с милион население може да бъде осигурена от водород, отделен от бактерии, които се хранят със синьо-зелени водорасли на плантация с площ от само 17,5 квадратни километра. Според изчисленията на специалисти от Московския държавен университет, воден обект с размерите на Аралско море може да доставя енергия на почти цялата страна. Разбира се, подобни проекти все още са далеч от реализация. Тази гениална идея през 21 век ще изисква решаване на много научни и инженерни проблеми за нейното изпълнение. Използването на живи същества за енергия вместо огромни машини е идея, с която си струва да се занимавате.

Проекти за електроцентрала, където турбина ще върти пара, получена от вода, загрята от слънчевите лъчи, в момента се разработват в различни страни. В СССР експериментална слънчева електроцентрала от този тип е построена на слънчевия бряг на Крим, близо до Керч. Мястото за гарата не е избрано случайно - защото в тази област слънцето грее почти две хиляди часа годишно. Освен това е важно също, че земите тук са солени, неподходящи за земеделие, а станцията заема доста голяма площ.

Станцията е необичайна и впечатляваща структура. Слънчев котел на парогенератор е инсталиран на огромна кула, висока над осемдесет метра. А около кулата, на обширна площ с радиус над половин километър, хелиостати са разположени в концентрични кръгове - сложни структури, сърцето на всяка от които е огромно огледало, с площ над 25 квадратни метри. Проектантите на станцията трябваше да решат много трудна задача - в края на краищата всички хелиостати (а те са много - 1600!) Трябваше да бъдат подредени така, че при всяко положение на слънцето в небето, никой от те щяха да бъдат в сянка, а слънчевият лъч, хвърлен от всеки от тях, падаше точно на върха на кулата, където се намира парният котел (поради което кулата е направена толкова високо). Всеки хелиостат е оборудван със специално устройство за завъртане на огледалото. Огледалата трябва да се движат непрекъснато след слънцето - в края на краищата, той се движи през цялото време, което означава, че зайчето може да се измести, да не удари стената на котела и това веднага ще повлияе на работата на станцията. За допълнително усложняване на работата на станцията траекториите на хелиостати се променят всеки ден: Земята се движи в орбита, а Слънцето всеки ден леко променя маршрута си по небето. Следователно управлението на движението на хелиостатите е поверено на електронен компютър - само неговата бездънна памет е в състояние да побере предварително изчислените траектории на движение на всички огледала.

Строителство на слънчева електроцентрала

Под действието на слънчевата топлина, концентрирана от хелиостати, водата в парогенератора се нагрява до температура от 250 градуса и се превръща в пара под високо налягане. Парата задвижва турбина на въртене, това - електрически генератор и нова струйка енергия, родена от слънцето, се излива в енергийната система на Крим. Производството на енергия няма да спре, ако слънцето е покрито от облаци и дори през нощта. Топлинните акумулатори, монтирани в подножието на кулата, ще дойдат на помощ. Излишната топла вода в слънчеви дни се изпраща в специални складови помещения и ще се използва, когато няма слънце.

Мощността на тази експериментална електроцентрала е относителна

малък - само 5 хиляди киловата. Но помнете: това беше точно капацитетът на първата атомна електроцентрала, предшественик на мощната атомна енергия. И генерирането на енергия в никакъв случай не е най -важната задача на първата слънчева електроцентрала - затова се нарича експериментална, защото с нейна помощ учените трябва да намерят решения на много сложни проблеми с експлоатацията на такива станции. И има много такива задачи. Как например можете да защитите огледалата си от замърсявания? В края на краищата върху тях се утаява прах, от дъждовете остават капки и това веднага ще намали мощността на станцията. Дори се оказа, че не цялата вода е подходяща за измиване на огледала. Трябваше да изобретя специален уред за измиване, който следи чистотата на хелиостатите. В експерименталната станция те преминават проверка за работоспособността на устройството за концентриране на слънчевите лъчи, тяхното сложно оборудване. Но дори и най -дългият път започва с първата стъпка. Кримската експериментална слънчева електроцентрала ще направи тази стъпка към получаване на значителни количества електроенергия от слънцето.

Съветските специалисти се готвят да направят и следващата стъпка. Проектирана е най -голямата в света слънчева електроцентрала с мощност 320 хиляди киловата. Мястото за него е избрано в Узбекистан, в степта Карши, близо до младия девствен град Талимарджан. В този регион слънцето грее не по -малко щедро, отколкото в Крим. Според принципа на действие тази станция не се различава от кримската, но всичките й структури са много по -големи. Котелът ще бъде разположен на височина двеста метра, а около кулата ще бъде разпръснато поле от хелиостат за много хектари. Лъскави огледала (72 хиляди!), Подчиняващи се на компютърните сигнали, ще концентрират слънчевите лъчи върху повърхността на котела, прегрятата пара ще завърти турбината, генераторът ще даде ток от 320 хиляди киловата - това вече е много мощност и продължителното лошо време, което предотвратява генерирането на енергия в слънчева електроцентрала, може да повлияе значително на потребителите. Следователно проектът на станцията включва и конвенционален парен котел, използващ природен газ. Ако облачното време продължи дълго време, парата ще се подава към турбината от друг, обикновен котел.

Слънчеви електроцентрали от същия тип се разработват в други страни. В САЩ, в слънчева Калифорния, е построена първата електроцентрала слънчева-1 с мощност 10 хиляди киловата. В подножието на Пиренеите френски специалисти провеждат изследвания на гара Темис с капацитет 2,5 хиляди киловата. Станцията GAST с капацитет 20 хиляди киловата е проектирана от западногермански учени.

Засега електрическата енергия, генерирана от слънчевите лъчи, е много по -скъпа от тази, получена по традиционните методи. Учените се надяват, че експериментите, които ще проведат на експериментални инсталации и станции, ще помогнат за решаването не само на технически, но и на икономически проблеми.

Според изчисленията слънцето трябва да помогне при решаването не само на енергийните проблеми, но и на задачите, които нашата атомна, космическа ера е поставила пред специалистите. За изграждане на мощни космически кораби, огромни ядрени инсталации, за създаване на електронни машини, които извършват стотици милиони операции в секунда, нови

материали-свръх-огнеупорни, супер-здрави, свръхчисти. Много е трудно да ги получите. Традиционните металургични методи не са подходящи за това. По-сложни технологии, като топене с електронни лъчи или свръхвисокочестотни токове, също не са подходящи. Но чистата слънчева топлина може да бъде надежден помощник тук. Някои хелиостати, когато се тестват, лесно пробиват дебели алуминиеви листове със слънчевите си лъчи. И ако има няколко десетки такива хелиостати? И след това изпратете лъчите от тях до вдлъбнатото огледало на концентратора? Слънчевият лъч на такова огледало може да стопи не само алуминий, но и почти всички известни материали. Специална топилна пещ, където концентраторът ще прехвърля цялата събрана слънчева енергия, ще свети по -силно от хиляда слънца.

Министерство на образованието на Република Беларус

Образователна институция

"Беларуски държавен педагогически университет на името на Максим Танк"

Катедра „Обща и теоретична физика“

Курсова работа по обща физика

Слънчева енергия и перспективи за нейното използване

Група 321 ученици

Физически факултет

Лешкевич Светлана Валериевна

Ръководител:

Федорков Чеслав Михайлович

Минск, 2009 г.

Въведение

1. Обща информация за слънцето

2. Слънцето е източник на енергия

2.1 Изследване на слънчевата енергия

2.2 Потенциал на слънчевата енергия

3. Използване на слънчева енергия

3.1 Пасивно използване на слънчева енергия

3.2 Активно използване на слънчевата енергия

3.2.1 Слънчеви колектори и техните видове

3.2.2 Слънчеви системи

3.2.3 Слънчеви топлинни електроцентрали

3.3 Фотоволтаични системи

4. Слънчева архитектура

Заключение

Списък на използваните източници

Въведение

Слънцето играе изключителна роля в живота на земята. Целият органичен свят на нашата планета дължи съществуването си на Слънцето. Слънцето е не само източник на светлина и топлина, но и първоначален източник на много други видове енергия (енергия от нефт, въглища, вода, вятър).

От момента на появата си на земята, човекът започва да използва енергията на слънцето. Според археологическите данни е известно, че предпочитанията за жилище са дадени на тихи места, затворени от студени ветрове и отворени за слънчевите лъчи.

Може би първата известна Слънчева система може да се счита за статуя на Аменхотеп III, датираща от 15 век пр.н.е. Вътре в статуята имаше система от въздушни и водни камери, които под слънчевите лъчи задействаха скрит музикален инструмент. В древна Гърция почитали Хелиос. Името на този бог днес е в основата на много термини, свързани със слънчевата енергия.

Проблемът с доставянето на електрическа енергия на много сектори на световната икономика, непрекъснато нарастващите нужди на световното население, сега става все по -належащ.

1. Обща информация за Слънцето

Слънцето е централното тяло на Слънчевата система, плазмена топка с нажежаема жичка, типична звезда джудже G2.

Характеристики на Слънцето

1. Тегло MS ~ 2 * 1023 кг

2. RS ~ 629 хил. Км

3. V = 1,41 * 1027 м3, което е почти 1300 хиляди пъти обема на Земята,

4. средна плътност 1,41 * 103 кг / м3,

5. Осветеност LS = 3,86 * 1023 kW,

6. ефективна повърхностна температура (фотосфера) 5780 K,

7. периодът на въртене (синодичен) варира от 27 дни на екватора до 32 дни. на полюсите,

8. ускорението на гравитацията е 274 m / s2 (при такова огромно ускорение на гравитацията човек с тегло 60 kg ще тежи повече от 1,5 тона).

Структурата на слънцето

В централната част на Слънцето има източник на неговата енергия или, образно казано, онази „печка“, която я загрява и не позволява да се охлади. Тази област се нарича ядро ​​(виж фигура 1). В ядрото, където температурата достига 15 MK, се отделя енергия. Ядрото има радиус не повече от една четвърт от общия радиус на Слънцето. Половината от слънчевата маса обаче е концентрирана в обема си и се освобождава почти цялата енергия, която поддържа блясъка на Слънцето.

Непосредствено около ядрото започва зона на пренос на лъчиста енергия, където тя се разпространява чрез поглъщане и излъчване на части от светлината - кванти от веществото. Квантът отнема много време, за да проникне през плътната слънчева материя. Така че, ако „печката“ вътре в Слънцето беше изгасена внезапно, тогава щяхме да знаем за нея само милиони години по -късно.

Ориз. 1 Структурата на слънцето

По пътя си през вътрешните слънчеви слоеве потокът от енергия се сблъсква с област, където непрозрачността на газа се увеличава значително. Това е конвективната зона на Слънцето. Тук енергията вече не се пренася чрез радиация, а чрез конвекция. Конвективната зона започва приблизително на разстояние 0,7 от радиуса от центъра и се простира почти до най -видимата повърхност на Слънцето (фотосфера), където прехвърлянето на основния енергиен поток отново става сияещо.

Фотосферата е излъчващата повърхност на Слънцето, която има гранулирана структура, наречена гранулиране. Всяко такова "зърно" е почти с размерите на Германия и представлява поток от гореща материя, която се е издигнала на повърхността. Сравнително малки тъмни зони - слънчеви петна - често могат да се видят във фотосферата. Те са с 1500˚С по -студени от околната фотосфера, чиято температура достига 5800˚С. Поради температурната разлика с фотосферата, тези петна изглеждат напълно черни, когато се гледат през телескоп. Над фотосферата е следващият, по -разреден слой, наречен хромосфера, тоест „цветна сфера“. Хромосферата получи това име поради червения си цвят. И накрая, над нея е много гореща, но и изключително разредена част от слънчевата атмосфера - короната.

2. Слънцето е източник на енергия

Нашето Слънце е огромна светеща топка газ, вътре в която протичат сложни процеси и в резултат на това непрекъснато се отделя енергия. Енергията на Слънцето е източникът на живот на нашата планета. Слънцето загрява атмосферата и повърхността на Земята. Благодарение на слънчевата енергия духат ветрове, водният цикъл в природата се осъществява, моретата и океаните се нагряват, растенията се развиват, животните имат храна. Благодарение на слънчевата радиация на Земята съществуват изкопаеми горива. Слънчевата енергия може да се преобразува в топлина или студ, задвижване и електричество.

Слънцето изпарява водата от океаните, моретата, от земната повърхност. Той превръща тази влага във водни капчици, образувайки облаци и мъгли и след това я кара да падне обратно на Земята под формата на дъжд, сняг, роса или замръзване, като по този начин създава гигантски цикъл на влага в атмосферата.

Слънчевата енергия е източникът на общата циркулация на атмосферата и циркулацията на водата в океаните. Изглежда, че създава гигантска система за нагряване на вода и въздух на нашата планета, преразпределяйки топлината върху земната повърхност.

Слънчевата светлина, падаща върху растенията, предизвиква процеса на фотосинтеза в него, определя растежа и развитието на растенията; попадайки на почвата, тя се превръща в топлина, загрява я, образува почвения климат, като по този начин дава жизненост на семената на растенията в почвата, микроорганизмите и живите същества, обитаващи я, които без тази топлина биха били в състояние на спряна анимация ( хибернация).

Слънцето излъчва огромно количество енергия - приблизително 1,1x1020 kWh в секунда. Киловат час е количеството енергия, необходимо за работа на 100 вата крушка с нажежаема жичка за 10 часа. Външните слоеве на земната атмосфера прихващат приблизително една милионна част от енергията, излъчвана от Слънцето, или приблизително 1500 квадрилиона (1,5 x 1018) kWh годишно. Само 47% от цялата енергия, или приблизително 700 квадрилиона (7 x 1017) kWh, достига до повърхността на Земята. Останалите 30% от слънчевата енергия се отразяват обратно в космоса, около 23% изпаряват водата, 1% от енергията идва от вълни и течения и 0,01% от образуването на фотосинтеза в природата.

2.1 Изследване на слънчевата енергия

Защо слънцето грее и не се охлажда милиарди години? Какво "гориво" му дава енергия? Учените търсят отговори на този въпрос от векове и едва в началото на 20 -ти век е намерено правилното решение. Сега е известно, че подобно на други звезди, тя свети поради термоядрени реакции, протичащи в нейните дълбини.

Ако ядрата на атомите на леки елементи се слеят в ядрото на атом от по -тежък елемент, тогава масата на новия ще бъде по -малка от общата маса на тези, от които е образуван. Останалата маса се превръща в енергия, която се пренася от частиците, отделени по време на реакцията. Тази енергия почти напълно се превръща в топлина. Такава реакция на сливане на атомни ядра може да възникне само при много високи налягания и температури над 10 милиона градуса. Затова се нарича термоядрен.

Основното вещество, което съставлява слънцето, е водород, той представлява около 71% от общата маса на звездата. Почти 27% принадлежи на хелий, а останалите 2% принадлежат на по -тежки елементи като въглерод, азот, кислород и метали. Водородът е основното "гориво" на Слънцето. От четири водородни атома в резултат на верига от трансформации се образува един хелиев атом. И от всеки грам водород, участващ в реакцията, се отделя 6x1011 J енергия! На Земята това количество енергия би било достатъчно, за да загрее 1000 м3 вода от 0 ° С до точката на кипене.

2.2 Потенциал на слънчевата енергия

Слънцето ни осигурява 10 000 пъти повече безплатна енергия, отколкото всъщност се използва по целия свят. Само на световния търговски пазар годишно се купуват и продават малко под 85 трилиона (8,5 x 1013) kWh енергия. Тъй като е невъзможно да се проследи целият процес като цяло, не е възможно да се каже със сигурност колко нетърговска енергия консумират хората (например колко дърва и торове се събират и изгарят, колко вода се използва за генериране механична или електрическа енергия). Някои експерти смятат, че такава нетърговска енергия представлява една пета от цялата използвана енергия. Но дори и да е така, тогава общата енергия, консумирана от човечеството през годината, е само приблизително една седемхилядна част от слънчевата енергия, която пада върху повърхността на Земята през същия период.

В развитите страни, като САЩ, потреблението на енергия е приблизително 25 трилиона (2,5 x 1013) kWh годишно, което се равнява на повече от 260 kWh на човек на ден. Тази цифра е еквивалентна на повече от сто 100 W крушки с нажежаема жичка, работещи ежедневно през целия ден. Средностатистическият гражданин на САЩ консумира 33 пъти повече енергия от индиец, 13 пъти повече от китайци, два пъти и половина повече от японец и два пъти повече от швед.

3. Използване на слънчева енергия

Слънчевата радиация може да се преобразува в използваема енергия с помощта на така наречените активни и пасивни слънчеви системи. Пасивните системи се получават чрез проектиране на сгради и подбор на строителни материали по такъв начин, че да се използва максимално енергията на Слънцето. Активните слънчеви системи включват слънчеви колектори. В момента се разработват и фотоволтаични системи - това са системи, които преобразуват слънчевата радиация директно в електричество.

Слънчевата енергия се превръща в използваема енергия и косвено чрез трансформиране в други форми на енергия, като биомаса, вятър или вода. Енергията на Слънцето "контролира" времето на Земята. Голяма част от слънчевата радиация се абсорбира от океаните и моретата, водата в която се нагрява, изпарява и пада на земята под формата на дъждове, „захранвайки“ водноелектрическите централи. Вятърът, необходим на вятърните турбини, се генерира от неравномерно нагряване на въздуха. Друга категория възобновяеми енергийни източници, произтичащи от енергията на Слънцето, е биомасата. Зелените растения абсорбират слънчевата светлина и в резултат на фотосинтезата в тях се образува органична материя, от която по -късно може да се получи топлинна и електрическа енергия. По този начин енергията на вятъра, водата и биомасата е производна на слънчевата енергия.

Енергията е движещата сила зад всяко производство. Фактът, че човекът разполагаше с голямо количество сравнително евтина енергия, допринесе значително за индустриализацията и развитието на обществото.

3.1 Пасивно използване на слънчева енергия

слънчева топлоцентрала

Пасивни слънчеви сгради са тези, които са проектирани с максимално съобразяване с местните климатични условия и където се използват подходящи технологии и материали за отопление, охлаждане и осветяване на сграда, използваща слънчева енергия. Те включват традиционни строителни технологии и материали като изолация, масивни подове, подпрозорци. Такива жилищни помещения могат да бъдат построени в някои случаи без допълнителни разходи. В други случаи допълнителните разходи, направени по време на строителството, могат да бъдат компенсирани от намаляване на разходите за енергия. Пасивните слънчеви сгради са екологично чисти и допринасят за създаването на енергийна независимост и енергийно балансирано бъдеще.

В пасивна слънчева система самата сградна структура действа като колектор на слънчевата радиация. Това определение отговаря на повечето от по -простите системи, където топлината се съхранява в сграда поради нейните стени, тавани или подове. Съществуват и системи, в които са предвидени специални елементи за акумулиране на топлина, вградени в конструкцията на сградата (например кутии с камъни или резервоари или бутилки, пълни с вода). Такива системи също са класифицирани като пасивни слънчеви системи.

3.2 Активно използване на слънчевата енергия

Активното използване на слънчевата енергия се осъществява с помощта на слънчеви колектори и слънчеви системи.

3.2.1 Слънчеви колектори и техните видове

Много системи за слънчева енергия се основават на използването на слънчеви колектори. Колекторът абсорбира светлинната енергия от слънцето и я преобразува в топлина, която се прехвърля в топлоносител (течност или въздух) и след това се използва за отопление на сгради, затопляне на вода, генериране на електричество, сушене на селскостопански продукти или готвене на храна. Слънчевите колектори могат да се използват в почти всички процеси, които използват топлина.

Технологията на слънчевите колектори достига почти модерно ниво през 1908 г., когато Уилям Бейли от американската Carnegie Steel Company изобретява колектор с изолиран корпус и медни тръби. Този колектор много приличаше на съвременна термосифонна система. До края на Първата световна война Бейли е продал 4000 от тези колекционери, а бизнесмен от Флорида, който е купил патента му, е продал близо 60 000 колекционери до 1941 г.

Типичен слънчев колектор съхранява слънчевата енергия в покривни модули от тръби и метални плочи, боядисани в черно, за да се постигне максимално поглъщане на радиация. Те са поставени в стъклен или пластмасов корпус и наклонени на юг, за да улавят максимална слънчева светлина. По този начин колекторът е миниатюрна оранжерия, която съхранява топлината под стъклен панел. Тъй като слънчевата радиация се разпределя по повърхността, колекторът трябва да има голяма площ.

Има слънчеви колектори с различни размери и дизайн в зависимост от тяхното приложение. Те могат да осигурят на домакинството топла вода за измиване, измиване и готвене или могат да се използват за предварително загряване на вода за съществуващи бойлери. Днес на пазара има много различни модели колектори.

Интегриран колектор

Най -простият тип слънчев колектор е "капацитивен" или "термосифонен колектор", който получи това име, защото колекторът е и резервоар за съхранение на топлина, в който се загрява и съхранява "вода за еднократна употреба". Такива колектори се използват за предварително загряване на вода, която след това се нагрява до необходимата температура в традиционните инсталации, например в газови бойлери. В битови условия предварително нагрятата вода навлиза в резервоара за съхранение. Това намалява консумацията на енергия за последващо отопление. Този колектор е евтина алтернатива на активна слънчева система за отопление на вода, която не използва движещи се части (помпи), изисква минимална поддръжка и има нулеви експлоатационни разходи.

Плоски колектори

Плоските колектори са най -често срещаният тип слънчеви колектори, използвани в битови системи за топла вода и отопление. Обикновено този колектор представлява топлоизолирана метална кутия със стъклен или пластмасов капак, в която е поставена абсорбираща плоча, боядисана в черно. Остъкляването може да бъде прозрачно или матово. Плоските колектори обикновено използват непрозрачно, светопропускащо, ниско желязо стъкло (което предава голяма част от слънчевата светлина към колектора). Слънчевата светлина попада върху топлопоглъщащата плоча, а благодарение на остъкляването, загубите на топлина се намаляват. Дъното и страничните стени на колектора са покрити с топлоизолационен материал, което допълнително намалява топлинните загуби.

Плоските колектори са разделени на течни и въздушни. И двата вида колектори са остъклени или неглазирани.

Евакуирани колектори от слънчева тръба

Традиционните прости плоски слънчеви колектори са проектирани за използване в региони с топъл слънчев климат. Те драстично губят своята ефективност в неблагоприятни дни - при студено, облачно и ветровито време. Освен това, причиненият от атмосферни влияния конденз и влажност водят до преждевременно износване на вътрешните материали, което от своя страна може да доведе до влошаване на работата на системата и нейното разрушаване. Тези недостатъци се отстраняват чрез използване на евакуирани колектори.

Евакуираните колектори загряват вода за битови нужди, където са необходими по -високи температури на водата. Слънчевата радиация преминава през външната стъклена тръба, навлиза в абсорбиращата тръба и се превръща в топлина. Той се прехвърля към течността, преминаваща през тръбата. Колекторът се състои от няколко реда паралелни стъклени тръби, към всяка от които е прикрепен тръбен абсорбер (вместо абсорбираща плоча в плоски колектори) със селективно покритие. Нагрятата течност циркулира през топлообменника и предава топлината на водата, съдържаща се в резервоара за съхранение.

Вакуумът в стъклената тръба - най -добрата възможна топлоизолация за колектора - намалява топлинните загуби и предпазва абсорбера и тръбата на радиатора от неблагоприятни външни влияния. Резултатът е отлична производителност, която надминава всеки друг вид слънчеви колектори.

Фокусиращи се колектори

Фокусиращите колектори (концентратори) използват огледални повърхности, за да концентрират слънчевата енергия върху абсорбатор, наричан още радиатор. Температурите, които достигат, са значително по -високи от плоските колектори, но те могат да концентрират само директна слънчева радиация, което води до лошо представяне при мъгливо или облачно време. Отразяващата повърхност фокусира слънчевата светлина, отразена от голяма повърхност върху по -малка абсорбираща повърхност, като по този начин се постига висока температура. При някои модели слънчевата радиация е концентрирана във фокусна точка, докато при други слънчевите лъчи са концентрирани по тънка фокална линия. Приемникът е разположен във фокусната точка или по протежение на фокусната линия. Топлообменната течност преминава през приемника и абсорбира топлината. Такива колектори -концентратори са най -подходящи за райони с висока инсолация - близо до екватора и в пустинни зони.

Има и други евтини, неусложнени с технологична цел слънчеви колектори за тесни цели - слънчеви фурни (за готвене) и слънчеви дестилатори, които ви позволяват евтино да получавате дестилирана вода от почти всеки източник.

Слънчеви фурни

Те са евтини и лесни за приготвяне. Те се състоят от просторна, добре изолирана кутия, облицована с отразяващ материал (например фолио), покрита със стъкло и оборудвана с външен рефлектор. Черната тенджера действа като абсорбираща, загрява по -бързо от обикновените съдове за готвене от алуминий или неръждаема стомана. Слънчевите фурни могат да се използват за обеззаразяване на водата, като се доведе до кипене.

Има кутии и огледални (с рефлектор) слънчеви фурни.

Слънчеви дестилатори

Слънчевите дестилатори осигуряват евтина дестилирана вода и дори солена или силно замърсена вода може да бъде източник. Те се основават на принципа на изпаряване на вода от отворен контейнер. Слънчевият дестилатор използва енергията на Слънцето, за да ускори този процес. Състои се от топлоизолиран контейнер с тъмен цвят със стъклопакет, който е наклонен така, че кондензиращата прясна вода да тече в специален съд. Малък слънчев дестилатор - с размерите на кухненска печка - може да произвежда до десет литра дестилирана вода в слънчев ден.

3.2.2 Слънчеви системи

Слънчеви системи за топла вода

Захранването с топла вода е най -честото директно приложение на слънчева енергия. Типична инсталация се състои от един или повече колектори, в които течността се нагрява от слънцето, и резервоар за съхранение на топла вода, загрята от течността за пренос на топлина. Дори в региони със сравнително малка слънчева радиация, като Северна Европа, Слънчевата система може да осигури 50-70% от нуждите от топла вода. Невъзможно е да получите повече, освен с помощта на сезонна регулация. В Южна Европа слънчевият колектор може да осигури 70-90% от консумираната топла вода. Затоплянето на вода със слънчева енергия е много практичен и икономичен начин. Докато фотоволтаичните системи постигат ефективност от 10-15%, топлинните слънчеви системи показват ефективност от 50-90%. В комбинация с печки на дърва, нуждите от битова гореща вода могат да бъдат задоволявани почти през цялата година без използване на изкопаеми горива.

Слънчеви системи с термосифон

Термосифонът е слънчева система за отопление на вода с естествена циркулация (конвекция) на охлаждащата течност, която се използва в топли зимни условия (при липса на замръзване). Като цяло това не са най -ефективните системи за слънчева енергия, но те имат много предимства по отношение на жилищното строителство. Термосифонната циркулация на охлаждащата течност възниква поради промяна в плътността на водата с промяна в нейната температура. Термосифонната система е разделена на три основни части:

· Плосък колектор (абсорбатор);

· Тръбопроводи;

· Резервоар за топла вода (бойлер).

Когато водата в колектора (обикновено в плосък) се нагрява, тя се издига нагоре по щранга и навлиза в резервоара за съхранение; на негово място студена вода навлиза в колектора от дъното на резервоара за съхранение. Поради това е необходимо колекторът да се разположи под резервоара за съхранение и да се изолират свързващите тръби.

Подобни инсталации са популярни в субтропичните и тропическите райони.

Слънчеви системи за отопление на вода

Най -често се използва за отопление на басейни. Въпреки факта, че цената на такава инсталация варира в зависимост от размера на басейна и други специфични условия, ако слънчевите системи са инсталирани с цел намаляване или премахване на консумацията на гориво или електричество, те се изплащат за две до четири години поради икономия на енергия. Освен това отоплението на басейна ви позволява да удължите плувния сезон за няколко седмици без допълнителни разходи.

В повечето сгради не е трудно да се подреди соларен нагревател за басейн. Може да се сведе до обикновен черен маркуч, който доставя вода в басейна. За външни басейни просто трябва да инсталирате абсорбатор. Вътрешните басейни изискват инсталирането на стандартни колектори, които да осигуряват топла вода дори през зимата.

Сезонно съхранение на топлина

Съществуват и инсталации, които позволяват използването на топлина, акумулирана през лятото от слънчеви колектори и съхранявана с помощта на големи резервоари за съхранение (сезонно акумулиране) през зимата. Проблемът тук е, че количеството течност, необходимо за отопление на къща, е сравнимо с обема на самата къща. Освен това акумулаторът за топлина трябва да бъде много добре изолиран. За да може обикновеният битов резервоар за съхранение да задържа по -голямата част от топлината в продължение на шест месеца, той трябва да бъде увит в изолационен слой с дебелина 4 метра. Следователно е изгодно капацитетът за съхранение да бъде много голям. Това намалява съотношението на повърхността към обема.

Големи слънчеви инсталации за централно отопление се използват в Дания, Швеция, Швейцария, Франция и САЩ. Слънчевите модули се монтират директно на земята. Без съхранение такава инсталация за слънчево отопление може да покрие около 5% от годишното потребление на топлина, тъй като инсталацията не трябва да генерира повече от минималното количество консумирана топлина, включително загуби в системата за топлофикация (до 20% при пренос). Ако има съхранение на топлина през деня през нощта, тогава слънчевата отоплителна система може да покрие 10-12% от нуждите от топлина, включително загуби при пренос, и със сезонно съхранение на топлина, до 100%. Съществува и възможност за комбиниране на централно отопление с отделни слънчеви колектори. Системата за топлофикация може да бъде изключена през лятото, когато топлата вода се осигурява от Слънцето и няма нужда от отопление.

Слънчева енергия, комбинирана с други възобновяеми източници.

Добър резултат е комбинацията от различни възобновяеми енергийни източници, например слънчева топлина, комбинирана със сезонно съхранение на топлина под формата на биомаса. Като алтернатива, ако оставащото потребление на енергия е много ниско, течните или газообразните биогорива могат да се използват в комбинация с ефективни котли в допълнение към слънчевото отопление.

Интересна комбинация е слънчевото отопление и котлите на твърда биомаса. Това решава и проблема със сезонното съхранение на слънчева енергия. Използването на биомаса през лятото не е оптимално решение, тъй като ефективността на котлите при частично натоварване е ниска и има относително високи загуби в тръбите - а в малките системи изгарянето на дърва през лятото може да бъде неудобно. В такива случаи 100% от топлинното натоварване през лятото може да се захранва от слънчево отопление. През зимата, когато количеството слънчева енергия е незначително, почти цялата топлина се генерира от изгарянето на биомаса.

Централна Европа има богат опит в комбинирането на слънчево отопление и изгаряне на биомаса за производство на топлина. Обикновено около 20-30% от общото топлинно натоварване се покрива от слънчевата система, а основният товар (70-80%) се осигурява от биомаса. Тази комбинация може да се използва както в индивидуални жилищни сгради, така и в централни (районни) отоплителни системи. В Централна Европа около 10 м3 биомаса (например дърва за огрев) са достатъчни за отопление на частна къща, а слънчевата инсталация помага да се спестят до 3 м3 дърва за огрев годишно.

3.2.3 Слънчеви топлинни електроцентрали

В допълнение към директното използване на слънчева топлина, в региони с високи нива на слънчева радиация, тя може да се използва за генериране на пара, която завърта турбина и генерира електричество. Производството на слънчева топлинна енергия в голям мащаб е доста конкурентно. Промишленото приложение на тази технология датира от 80 -те години на миналия век; оттогава индустрията се разраства бързо. В момента американските комунални услуги са инсталирали повече от 400 мегавата слънчеви топлоелектрически централи, които осигуряват електроенергия на 350 000 души и заменят еквивалента на 2,3 милиона барела петрол годишно. Деветте електроцентрали, разположени в пустинята Мохаве в американския щат Калифорния, имат 354 MW инсталирана мощност и са натрупали 100 години индустриален опит. Тази технология е толкова напреднала, че според официалните доклади може да се конкурира с традиционните технологии за производство на електроенергия в много части на Съединените щати. В други региони по света скоро се очакват и проекти за използване на слънчева топлина за генериране на електричество. Индия, Египет, Мароко и Мексико разработват съответни програми, безвъзмездни средства за тяхното финансиране се осигуряват от Глобалната програма за опазване на околната среда (ГЕФ). В Гърция, Испания и САЩ се разработват нови проекти от независими производители на електроенергия.

Според метода на производство на топлина, слънчевите топлинни електроцентрали са разделени на слънчеви концентратори (огледала) и слънчеви басейни.

Слънчеви концентратори

Такива електроцентрали концентрират слънчевата енергия с помощта на лещи и отражатели. Тъй като тази топлина може да се съхранява, такива станции могат да генерират електричество според нуждите, ден и нощ, при всяко време.

Големите огледала - или точков, или линеен фокус - концентрират слънчевите лъчи до точката, където водата се превръща в пара, като същевременно освобождава достатъчно енергия, за да завърти турбината. Фирма "Luz Corp." инсталира огромни полета от такива огледала в калифорнийската пустиня. Те произвеждат 354 MW електроенергия. Тези системи могат да преобразуват слънчевата енергия в електрическа с ефективност от около 15%.

Има следните видове слънчеви концентратори:

1. Слънчеви параболични концентратори

2. Слънчева инсталация от тип диск

3. Слънчеви електроцентрали от тип кула с централен приемник.

Слънчеви езера

Нито огледалата за фокусиране, нито слънчевите клетки могат да генерират енергия през нощта. За тази цел акумулираната през деня слънчева енергия трябва да се съхранява в резервоари за съхранение на топлина. Този процес протича естествено в така наречените слънчеви езера.

Слънчевите езера имат висока концентрация на сол в долните водни слоеве, неконвективен среден воден слой, в който концентрацията на солта се увеличава с дълбочина и конвекционен слой с ниска концентрация на сол на повърхността. Слънчевата светлина пада върху повърхността на езерото и топлината се улавя в долните слоеве на водата поради високата концентрация на сол. Водата с висока соленост, загрята от слънчевата енергия, погълната от дъното на езерото, не може да се издигне поради голямата си плътност. Той остава на дъното на езерото, като постепенно се затопля, докато почти заври (докато горните слоеве на водата остават относително студени). „Саламурата“ с горещо дъно се използва ден или нощ като източник на топлина, благодарение на което специална турбина с органичен топлоносител може да генерира електричество. Средният слой на езерцето за слънце действа като топлоизолация, предотвратявайки конвекцията и загубата на топлина от дъното към повърхността. Температурната разлика между дъното и повърхността на водата в езерото е достатъчна за захранване на генератора. Охлаждащата течност, преминаваща през тръби през долния слой вода, се подава допълнително в затворена система на Rankine, в която турбина се върти за генериране на електричество.

3.3 Фотоволтаични системи

Устройствата за директно преобразуване на светлинна или слънчева енергия в електричество се наричат ​​фотоелементи (на английски Photovoltaics, от гръцките снимки - светлина и името на единицата за електромоторна сила - волта). Превръщането на слънчевата светлина в електричество се извършва в слънчеви клетки, изработени от полупроводников материал, като силиций, които генерират електричество, когато са изложени на слънчева светлина. Чрез свързване на фотоволтаични клетки в модули, а тези от своя страна, е възможно да се изграждат големи фотоволтаични станции. Най-голямата такава централа до момента е 5-мегавата централа Carris Plain в американския щат Калифорния. Ефективността на фотоволтаичните инсталации в момента е около 10%, но отделните фотоволтаични клетки могат да достигнат ефективност от 20% или повече.

Слънчевите фотоволтаични системи са лесни за работа и нямат движещи се механизми, но самите PV клетки съдържат сложни полупроводникови устройства, подобни на тези, използвани за производството на интегрални схеми. Работата на фотоклетките се основава на физически принцип, при който електрически ток възниква под въздействието на светлина между два полупроводника с различни електрически свойства, които са в контакт един с друг. Комбинацията от такива елементи образува фотоволтаичен панел или модул. Фотоволтаичните модули поради своите електрически свойства генерират постоянен и непроменлив ток. Използва се в много прости устройства, захранвани с батерии. Променливият ток, от друга страна, променя посоката си на равни интервали. Този вид електричество се доставя от производители на енергия и се използва за повечето съвременни уреди и електронни устройства. В най -простите системи директният ток на фотоволтаичните модули се използва директно. Когато е необходим AC, към системата трябва да се добави инвертор, който преобразува DC в AC.

През следващите десетилетия значителна част от световното население ще се запознае с фотоволтаичните системи. Те ще премахнат традиционната необходимост от изграждане на големи, скъпи електроцентрали и разпределителни системи. С намаляването на цената на слънчевите клетки и подобряването на технологиите ще се отворят няколко потенциално огромни пазара на слънчеви клетки. Например, фотоклетки, вградени в строителни материали, ще осигурят вентилация и осветление на къщите. Потребителските стоки - от ръчни инструменти до автомобили - ще се възползват от използването на компоненти, съдържащи фотоволтаични компоненти. Комуналните услуги също ще могат да намерят нови начини за използване на слънчеви клетки, за да задоволят нуждите на населението.

Най -простите фотоволтаични системи включват:

· Слънчеви помпи - фотоволтаичните помпени агрегати са добре дошла алтернатива на дизеловите генератори и ръчните помпи. Те изпомпват вода точно когато е най -необходимо - в ясен слънчев ден. Слънчевите помпи са лесни за инсталиране и работа. Малка помпа може да бъде инсталирана от един човек за няколко часа и за това не са необходими нито опит, нито специално оборудване.

· Фотоволтаични системи, захранвани от батерии - батерията се зарежда от слънчев генератор, съхранява енергия и я прави достъпна по всяко време. Дори в най -предизвикателните среди и на отдалечени места, фотоволтаичната енергия, съхранявана в батериите, може да захранва основно оборудване. Благодарение на съхранението на електричество, фотоволтаичните системи служат като надежден източник на енергия, ден и нощ, при всяко време. Захранвани от батерии фотоволтаични системи в световен мащаб светлини, сензори, записващо оборудване, уреди, телефони, телевизори и електроинструменти.

· Фотоволтаични системи с генератори - когато електричеството е необходимо непрекъснато или има периоди, когато е необходимо повече, отколкото фотоакумулаторът може да произведе, той може ефективно да бъде допълнен от генератор. През деня PV модулите задоволяват дневните нужди от енергия и зареждат батерията. Когато акумулаторът се разрежда, генераторът на двигателя се включва и работи, докато акумулаторите се заредят. В някои системи генераторът компенсира липсата на енергия, когато консумацията на електроенергия надвишава общия капацитет на батериите. Генераторът на двигателя генерира електричество по всяко време на деня. По този начин той е отличен резервен източник на енергия за архивиране на фотоволтаични модули през нощта или в дъждовен ден, в зависимост от капризите на времето. От друга страна, PV модулът е тих, без поддръжка и не отделя замърсители в атмосферата. Комбинираното използване на фотоволтаични клетки и генератори може да намали първоначалните разходи за системата. Ако няма резервна инсталация, фотоволтаичните модули и батериите трябва да са достатъчно големи, за да осигуряват захранване през нощта.

· Фотоволтаични системи, свързани към мрежата - в условия на централизирано захранване, фотоволтаична система, свързана към мрежата, може да осигури част от необходимото натоварване, докато другата част идва от мрежата. В този случай батерията не се използва. Хиляди собственици на жилища по света използват такива системи. Енергията на фотоволтаичните клетки се използва локално или се подава в мрежата. Когато собственикът на системата се нуждае от повече електроенергия, отколкото генерира - например вечер, тогава повишеното търсене се задоволява автоматично от мрежата. Когато системата генерира повече електроенергия, отколкото домакинството може да консумира, излишъкът се изпраща (продава) в мрежата. По този начин комуналната мрежа действа като резерв за фотоволтаичната система, като батерия за автономна инсталация.

· Промишлени фотоволтаични инсталации - фотоволтаичните инсталации работят безшумно, не консумират изкопаеми горива и не замърсяват въздуха и водата. За съжаление, фотоволтаичните електроцентрали все още не са много динамично включени в арсенала от комунални услуги, което може да се обясни с техните особености. Със съвременния метод за изчисляване на разходите за енергия, слънчевата електроенергия все още е значително по -скъпа от продуктите на традиционните електроцентрали. В допълнение, фотоволтаичните системи генерират енергия само през деня и тяхната работа зависи от времето.

4. Слънчева архитектура

Има няколко основни начина за пасивно използване на слънчевата енергия в архитектурата. Използвайки ги, можете да създавате много различни схеми, като по този начин получавате разнообразни строителни проекти. Приоритети за изграждане на сграда с пасивно използване на слънчева енергия са: добро местоположение на къщата; голям брой прозорци, обърнати на юг (в Северното полукълбо), за да пропускат повече слънчева светлина през зимата (и обратно, малък брой прозорци, обърнати на изток или запад, за да ограничат приема на нежелана слънчева светлина през лятото); правилно изчисляване на топлинния товар върху интериора, за да се избегнат нежелани температурни колебания и да се затопли през нощта, добре изолирана сградна конструкция.

Разположението, изолацията, ориентацията на прозорците и топлинното натоварване на помещенията трябва да бъдат една система. За да се намалят вътрешните температурни колебания, трябва да се постави изолация от външната страна на сградата. Въпреки това, на места с бързо вътрешно отопление, където се изисква малко изолация, или с нисък капацитет за съхранение на топлина, изолацията трябва да бъде от вътрешната страна. Тогава дизайнът на сградата ще бъде оптимален при всеки микроклимат. Струва си да се отбележи фактът, че правилният баланс между топлинното натоварване на помещенията и изолацията води не само до икономия на енергия, но и до спестяване на строителни материали. Пасивните слънчеви сгради са идеалното място за живеене. Тук можете да усетите по -пълно връзката с природата, в такава къща има много естествена светлина, тя спестява електричество.

Пасивното използване на слънчева светлина осигурява приблизително 15% от нуждите от отопление на помещенията на стандартна сграда и е важен източник на икономия на енергия. При проектирането на сграда трябва да се вземат предвид принципите на пасивна слънчева сграда за максимално използване на слънчевата енергия. Тези принципи могат да се прилагат навсякъде и с малки или никакви допълнителни разходи.

По време на проектирането на сградата трябва да се обмисли и използването на активни слънчеви системи като слънчеви колектори и фотоволтаични панели. Това оборудване е инсталирано от южната страна на сградата. За да се увеличи максимално количеството топлина през зимата, слънчевите колектори в Европа и Северна Америка трябва да бъдат инсталирани с ъгъл на наклон над 50 ° спрямо хоризонталната равнина. Стационарните фотоволтаични батерии получават най -голямо количество слънчева радиация през годината, когато ъгълът на наклон спрямо хоризонта е равен на географската ширина, на която се намира сградата. Ъгълът на наклон на покрива на сграда и нейната ориентация на юг са важни аспекти при проектирането на сграда. Слънчевите колектори за захранване с топла вода и фотоволтаични батерии трябва да бъдат разположени в непосредствена близост до мястото на потребление на енергия. Важно е да запомните, че близкото разположение на банята и кухнята ви позволява да спестите от инсталирането на активни слънчеви системи (в този случай можете да използвате един слънчев колектор за две стаи) и да намалите до минимум загубите на енергия за транспортиране. Основният критерий при избора на оборудване е неговата ефективност.

Заключение

Понастоящем се използва само малка част от слънчевата енергия поради факта, че съществуващите слънчеви панели имат относително ниска ефективност и са много скъпи за производство. Не бива обаче веднага да се изоставя почти неизчерпаем източник на чиста енергия: според експерти, само слънчевата енергия би могла да покрие всички възможни енергийни нужди на човечеството за хиляди години напред. Възможно е също така да се увеличи ефективността на слънчевите инсталации няколко пъти и като ги поставим на покривите на къщи и до тях, ние ще осигурим отопление на жилища, отопление на вода и работа на домакински електрически уреди дори в умерени ширини, а не да споменем тропиците. За нуждите на промишлеността, които изискват голяма консумация на енергия, можете да използвате километрични пустини и пустини, напълно облицовани с мощни слънчеви централи. Но слънчевата енергия се сблъсква с много трудности при изграждането, поставянето и експлоатацията на слънчеви енергийни централи на хиляди квадратни километри от земната повърхност. Следователно общият дял на слънчевата енергия е бил и ще остане доста скромен, поне в обозримо бъдеще.

В момента се разработват нови космически проекти с цел изучаване на Слънцето, извършват се наблюдения, в които участват десетки държави. Данните за процесите, протичащи на Слънцето, се получават с помощта на оборудване, инсталирано на изкуствени земни спътници и космически ракети, на планински върхове и в дълбините на океаните.

Трябва да се обърне много внимание на факта, че производството на енергия, което е необходимо средство за съществуването и развитието на човечеството, оказва влияние върху природата и човешката среда. От една страна, топлината и електричеството са влезли толкова здраво в живота и производствената дейност на човек, че човек дори не мисли за съществуването си без него и консумира неизчерпаеми ресурси за даденост. От друга страна, хората все повече фокусират вниманието си върху икономическия аспект на енергията и изискват екологично чисто производство на енергия. Това предполага необходимостта от решаване на редица въпроси, включително преразпределението на средствата за покриване на нуждите на човечеството, практическото използване на постиженията в националната икономика, търсенето и развитието на нови алтернативни технологии за производство на топлинна и електрическа енергия и др.

Сега учените изследват природата на Слънцето, установяват влиянието му върху Земята, работят по проблема с използването на практически неизчерпаема слънчева енергия.

Списък на използваните източници

Литература

1. Търсенето на живот в Слънчевата система: Превод от английски. М.: Мир, 1988, стр. 44-57

2. Жуков Г.Ф. Обща теория на енергията. // М: 1995., стр. 11-25

3. Дементьев Б.А. Реактори с ядрена енергия. М., 1984, стр. 106-111

4. Топлинни и ядрени електроцентрали. Директория. Книга. 3. М., 1985, стр. 69-93

5. Енциклопедичен речник на младия астроном, М.: Педагогика, 1980, с. 11-23

6. Видяпин В.И., Журавлева Г.П. Физика. Обща теория. // М: 2005, стр. 166-174

7. Дагаев М. М. Астрофизика. // М: 1987, с. 55-61

8. Тимошкин С. Е. Слънчева енергия и слънчеви батерии. М., 1966, стр. 163-194

9. Иларионов А. Г. Природата на енергията. // М: 1975., с. 98-105

Слънцето е един от най -безопасните и неизчерпаеми източници на енергия. Компетентното му използване е въпрос на екологична безопасност и икономическа ефективност на всяка индустрия или държава. Източник на енергия като слънцето има редица значителни предимства пред други популярни. Той няма да изгасне и може да даде на човек огромен брой киловатчаса, той е екологичен и икономичен, Слънцето е достъпно за всяко кътче на Земята и е в състояние да запази природните ресурси, изчерпани с всяко отсечено дърво и всеки килограм добивани въглища.

Слънчевата енергия е възстановима, тоест може да съществува без човешка намеса в природата, за разлика от атомната енергия, слънцето не може да навреди на околната среда и запазва чистотата на горите и реките в първоначалния им вид.

Примери за използване

Вземете обикновен, захранван със слънчева енергия - това е най -елементарният пример за използване на слънчева енергия и превръщането й в електрическа енергия, тъмните повърхности са в състояние ефективно да абсорбират лъчите и да използват енергията на слънцето, превръщайки я в топлина. Специални технологии, които са напреднал напредък в науката и технологиите, отдавна се използват за събиране и съхранение на слънчева енергия, която успешно замени бензина в автомобилите, и отопляеми и осветени домове.

Използването на географските особености на местоположението на определени сгради, съчетано със съвременни материали, позволява на човечеството да премине напълно към енергията на слънчевата светлина, докато всички съвременни средства за комуникация: телевизия, интернет и други удобства ще продължат да функционират както обикновено. Такива сгради са екологично чисти и високоефективни.

Специални елементи, които преобразуват слънчевата енергия, се използват успешно в космическите технологии; съвременните спътници и космическите станции са оборудвани със специални батерии, захранвани от лъчите на общото светило. Слънчевата енергия е много удобна за използване и е достъпна дори в дивите и най -отдалечените краища на света, където комуникациите и електропроводите са много трудни или невъзможни.

Използването на електрическа енергия в чист вид не винаги е удобно, поради което много системи използват смесени източници на електричество, съчетаващи слънцето и традиционните форми на енергия.