Солнечная энергетика - Реферат

1. ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА 2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ 3.1. Фотоэлектрические преобразователи 3.1.1. Расчет фотоэлектрической системы. 3.1.3. Солнечный коллектор. 3.3.1. Химические преобразователи солнечной энергии 4. КОСМИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 4.1. 5.СОЛНЦЕМОБИЛЬ СЕГОДНЯ. 6.РОССИЯ, УКРАИНА И СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА 6.1. Солнечная энергия в Крыму 6.3. НЕКОТОРЫЕ МИРОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7.1. Светильники на солнечных батареях 7.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА ВВЕДЕНИЕ Сейчас, как никогда остро встал вопрос, о том, каким будет будущее планеты в энергетическом плане. Если в конце прошлого века энергия играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Вполне реален прогноз, по которому в 2000 году будет произведено 30 тысяч миллиардов киловатт-часов!. Уровень материальной, а в конечном счете и духовной культуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении. Ученые и изобретатели уже давно разработали многочисленные способы производства энергии, в первую очередь электрической. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, то есть при сжигании топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. Возросшие требования к защите окружающей среды потребовали нового подхода к энергетике. Сейчас в мире все больше ученых инженеров занимаются поисками новых, нетрадиционных источников которые могли бы взять на себя хотя бы часть забот по снабжению человечества энергией. Исходя из этого сравнения, можно прийти к выводу, что солнечная энергетика, как долгосрочная перспектива, имеет одно из первостепенных значений. Оценки прямых социальных затрат, связанных с вредным воздействием традиционных электростанций, включая болезни и снижение продолжительности жизни людей, оплату медицинского обслуживания, потери на производстве, снижение урожая, восстановление лесов и ремонт зданий в результате загрязнения воздуха, воды и почвы, дают величину, добавляющую около 75% к уже имеющимся мировым (!) ценам на топливо и энергию. Энергия ветра вращала крылья ветряных мельниц, на которых мололи зерно. Более того, независимо от того, будем мы ее использовать или нет, на энергетическом балансе Земли и состоянии биосферы это никак не отразится. Крупнейших успехов в этой области добилась фирма Loose industries (США). В Калифорнии в 1994г. введено еще 480 МВт электрической мощности, причем стоимость 1 кВт/ч энергии - 7-8 центов. Солнце - источник энергии очень большой мощности. Предложен метод использования солнечной энергии без использования системы аккумуляторов, основанный на преобразовании разницы температур на поверхности и в глубине океана в электрическую энергию. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 1970-х гг. в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5% для элементов из кристаллического кремния и 35% - из двухслойных пластин из арсенида галлия и антипода галлия. Хотя в настоящее время фотогальванические солнечные системы малоэффективны и получаемая на них энергия в 4 раза дороже гелиотермической, но они тем не менее используются во многих отдаленных районах. В ближайшее время могут появиться системы с КПД, приближающимся к 20%, а к концу текущего десятилетия ученые надеются довести стоимость 1 кВт. ч электроэнергии до 10 центов. Международное сообщество пришло к единому мнению: главный виновник парникового эффекта - увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, что является следствием сжигания углеродного топлива. Фотоэлектрические преобразователи- ФЭП- полу-проводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество. Основные необратимые потери энергии в ФЭП связаны с: O отражением солнечного излучения от поверхности преобразователя, O прохождением части излучения через ФЭП без поглощения в нём, O рассеянием на тепловых колебаниях решётки избыточной энергии фотонов, O рекомбинацией образовавшихся фотопар на поверхностях и в объёме ФЭП, O внутренним сопротивлением преобразователя, O и некоторыми другими физическими процессами. В качестве наиболее вероятных материалов для фотоэлектрических систем преобразования солнечной энергии СЭС в настоящее время рассматривается кремний и арсенид галлия (GaAs), причём в последнем случае речь идёт о гетерофотопреобразователях (ГФП) со структурой AlGaAs-GaAs.