Mga pamamaraan para sa pag-convert ng solar na enerhiya at ang kanilang kahusayan

Ang radiation ng Araw sa lahat ng oras ay nagdadala ng enerhiya sa Earth. Ito ay mahalagang elektromagnetikong enerhiya. Ang spectrum ng electromagnetic radiation mula sa araw ay namamalagi sa isang malawak na saklaw: mula sa mga alon ng radyo hanggang x-ray. Ang maximum ng intensity nito ay nahuhulog sa nakikitang ilaw, ibig sabihin, sa dilaw-berde na bahagi ng spectrum. Sa pangkalahatan, masasabi na ang enerhiya ng solar radiation ay kumokontrol sa buhay sa Earth, klima at panahon sa ating planeta - lahat ng nabubuhay na kalikasan sa Earth ay may utang sa Araw.

Ang katotohanan ay mula sa Araw - hanggang sa itaas na mga layer ng kalangitan ng lupa ang kapangyarihan ng mga 174 petawatts (mapa - 10 hanggang ika-15 degree) na patuloy na nagmumula sa anyo ng radiation. Kasabay nito, 16% ng papasok na enerhiya ay nasisipsip ng itaas na mga layer ng kapaligiran, at ang 6% ay naipakita mula dito. Depende sa mga kondisyon ng panahon, hanggang sa 20% ay makikita rin sa mga gitnang layer ng kapaligiran, at tungkol sa 3% ng enerhiya na nagmumula sa Araw ay hinihigop.

Sa gayon, ang aming kapaligiran ay nakakalat at nagsasala ng isang mahalagang bahagi ng spectrum, gayunpaman, ang pagpasa sa ibabaw nito ng isang malaking bahagi sa anyo ng infrared at isang maliit na ultraviolet. Bilang isang resulta, maaari nating obserbahan ang siklo ng tubig sa likas na katangian, fotosintesis ng mga halaman, at mayroon kaming isang average na temperatura ng ibabaw ng lupa ng mga 14 ° C.

Ang teknolohiyang nagpapahintulot sa sangkatauhan na gamitin ang enerhiya na ito halos at sinasadya ay tinatawag na solar energy. At ang sitwasyong ito ay hindi walang ligtas na mga batayan, dahil ayon sa mga siyentipiko, ang potensyal ng enerhiya ng Araw, na maaaring tanggapin sa ibabaw ng lupa at ma-convert sa isang form na kapaki-pakinabang sa mga tao, ngayon ay sa maximum ng halos 49.9 exajoules bawat taon (exa - 10 at 18 degree), na lumampas sa 10,000 mga kasalukuyang pangangailangan ng sangkatauhan.

Kahit na sa Alemanya, kung saan ang klima ay hindi masyadong maaraw, ang enerhiya na maaaring perpektong makuha mula sa Araw ay 100 beses na mas malaki kaysa sa mga pangangailangan ng buong bansa. At sa Austria, hanggang sa 1480 kWh bawat taon bawat 1 square meter ng ibabaw ng lupa. At ang 50% lamang ng enerhiya na ito ay natanggap sa bansa ng mga solar concentrator, pinapainit ang coolant sa pokus nito.

Susunod, tingnan natin ang pinaka-katanggap-tanggap na pamamaraan para sa pag-convert ng solar energy hanggang sa kasalukuyan, at suriin ang mga ito koepisyent ng pagganap (COP).

Ang kolektor ng solar

Ang mga kolektor ng solar, bagaman nauugnay ito sa mga pag-install ng mababang temperatura, gayunpaman maaari silang makagawa ng halos 1250 kWh bawat square meter ng enerhiya bawat taon. Ang enerhiya ay nakuha dito sa anyo ng init, na angkop para sa pang-industriya na pagpainit at pagbibigay ng mainit na tubig.

Sa pagsasagawa, ang pag-install ay nagko-convert ng enerhiya na ibinigay ng nakikitang ilaw at malapit sa infrared radiation sa init, dahil ang coolant, tubig, ay pinainit dito. Sa kawalan ng paggamit ng init (pagwawalang-kilos), ang mga kolektor ng planong ito ay nakapagpainit ng tubig hanggang 200 ° C.

Ang pag-install ay may isang patong ng isang espesyal na pagsisipsip na sumisipsip ng solar radiation nang maayos at naglilipat ng init sa sistema ng pagsasagawa ng init. Ang pumipili na patong ay karaniwang itim na nikel o pag-spray ng titanium oxide. Ang average na kahusayan ng naturang pag-install ay 50%.

Parabolic cylinder mirror

Ang mga pag-install batay sa mga parabolic cylindrical mirrors ay kabilang sa mga pag-install ng medium na temperatura. Pinapayagan ka nitong makakuha ng 375 kWh bawat square meter ng electric at thermal energy bawat taon. Ang pokus ng tulad ng isang pag-install ay isang tubo (sa loob kung saan ang isang coolant ay langis) o isang photoelectric converter. Ang langis sa tubo ay pinainit dito sa 350 ° C at higit pa.

Ang isang parabolic cylinder, mula sa kung saan ang isang malaking istasyon ng kuryente ay hinikayat, ay may haba hanggang sa 50 metro.Ang thermal na kahusayan ng mga parabolic concentrator ay umaabot sa 73% sa isang temperatura ng pag-init ng daluyan ng 350 ° C. Ang average na kahusayan ng naturang pag-install ay umaabot sa 20%.

Mga sistema ng Heliostatic

Ang mga sistema ng solar ay nabibilang sa pag-install ng mataas na temperatura. Tumatanggap sila ng 500 kWh bawat square meter ng elektrikal na enerhiya bawat taon, bilang karagdagan, ginagawang posible ang mga yunit ng heliostatic na makatanggap ng thermal energy. Dito, ang heat carrier batay sa sodium at gas (dual-circuit system na may thermal salt) ay pinainit. Maraming mga salamin ang sumasalamin sa solar radiation, na nagdidirekta sa isang tangke na may isang coolant na matatagpuan sa tuktok ng tower. Ang kahusayan ng mga naturang sistema ay umabot sa 20%.

Baterya ng solar

Ang mga baterya ng solar ay nauugnay sa mga pag-install ng kuryente ng koryente, at pinahihintulutan silang makatanggap ng 250 kWh ng kuryente bawat taon sa tulong ng mga convert na photoelectric. Ang kanilang kahusayan ay sapat na upang magbigay ng koryente sa isang maliit na sambahayan sa solar na rehiyon, at ang maliit na solar panel ay nakapagbibigay ng koryente sa mga palatandaan sa kalsada, mga aparato sa pag-iilaw, mga sistema ng patubig, atbp.

Ngayon, ang kahusayan ng mga solar panel ay nag-iiwan ng marami na nais, ang kanilang average na kahusayan ay medyo mababa, tungkol sa 10%, ngunit ang teknolohiya ay patuloy na pinagbuti.

Tingnan din:Gemasolar 24 na oras na Solar Power Station at Kakayahang Solar Panels