Солнечная энергия - это... Использование солнечных батарей. Солнечная энергия 5 элемента эфира амер


:: * ' Leforio - Левитация. Карим Хайдаров

Карим Хайдаров - Энергия эфира

Светлой памяти моей дочери Анастасии посвящаю (сокращенная интернет-версия)

В статье изложена концепция и результаты исследований автора, позволяющие упорядочить физические представления об энергетике звезд. Показано, что основным источником энергии звезд является фазовый переход эфира в процессе гравитирования движущихся частиц вещества. Приведены экспериментальные подтверждения эфирной концепции звездной энергетики.

…"защищу его, потому что он познал имя Мое". [Пс. 90]

Принимая за факт [1, 4] наличие во Вселенной эфира – единой квазиизотропной, практически несжимаемой и идеально упругой среды, являющейся исходной материей – носителем всей энергии, всех процессов, происходящих во Вселенной, и беря за основу представлений о нём развиваемую автором рабочую модель [2-13], представляющую его в виде двухкомпонентной доменной среды – корпускулярного и фазового, рассмотрим явление выделения энергии эфиром в процессе гравитации.

Звёздно-термоядерный миф

Вдохновленные идеей атомной энергии, открытой опытами Резерфорда 1919 году, астрофизики выдвинули гипотезу о термоядерном характере энергии Солнца и звезд. Трудами Г. Бете, Критчфилда и Вейцзеккера [14], была разработана теория термоядерного горения в недрах звезд. Было предположено, что основой ядерного синтеза является гипотетическая протон-протонная реакция синтеза, в результате которой появляются более тяжелые химические элементы и энергия. Время действия такого гипотетического горения (в лабораториях до сих пор не получено ни одного акта такой реакции) было бы достаточно для 1010 лет существования Солнца.

Гипотеза хорошо вписалась в релятивистский подход, отводящий жизни Вселенной немногим более этого срока. Кроме того, это было еще одним триумфом приписанной А. Эйнштейну формулы E=mc2, на самом деле выведенной в 1873 году Н.А. Умовым [25, 26].

Однако, создатели этой гипотезы и их апологеты игнорировали и до сих пор игнорируют множество противоречащих ей фактов. Вот они.

Земля, планеты земного типа и астероиды существуют уже 4,56 миллиарда лет. За это время Солнце должно бы израсходовать до половины своего водорода. Исследованиями же подтверждено, что химический состав Солнца и межзвездной среды практически идентичны, то есть за все время “горения” Солнца водород практически не расходовался.

Поток солнечных нейтрино в несколько раз меньше того, который необходим для протекания pp-реакции и вообще термоядерных реакций, соответствующих мощности, выделяемой Солнцем. Сам поток нейтрино подвержен сезонным (суточным, 27-дневным, годичным и 11-летним) колебаниям и по последним исследованиям исходит не от внутренних высокотемпературных частей Солнца, а от экваториальных поверхностных слоев, вращающихся с периодом 27 суток [21 - 23].

Суть любой цепной реакции заключается в том, что, раз начавшись, она экспоненциально растет до полного расхода взрывчатого вещества. Тем более, что в процессе термоядерной реакции происходит увеличение плотности и температуры во фронте ударной волны, что еще более ускоряет реакцию. Как показал еще в 1882 году А. М. Ляпунов [24], природа любой цепной реакции такова, что она принципиально не имеет устойчивости при коэффициенте размножения 1. Только при особых контролируемых быстродействующей автоматикой условиях может происходить непрерывная ядерная реакция с коэффициентом роста равным ровно 1. На примере Чернобыля мы знаем, что даже резервированная автоматика не всегда справляется с этим дьявольским процессом.

Покажем, что реальным источником энергии Солнца и звезд на самом деле является эфир. Для этого рассмотрим особенности его фазового перехода в процессе гравитирования.

Особенности процесса фазового перехода эфира на движущихся частицах

"Где путь к жилищу света, и где место тьмы? ...Скажи, если знаешь."

[Иов. 38,19]

В работах автора [3,4,5,6] была представлена и развита рабочая модель процесса гравитации. Ее суть состоит в том, что гравитация есть результат падения давления у поверхности частиц вещества за счет фазового перехода первого рода (конденсации амеров фазового эфира). Это падение давления происходит потому, что амеры фазового эфира занимают существенно больший объем, чем амеры корпускулярного эфира.

Сам по себе фазовый переход эфира является идеальным в том смысле, что вся энергия движения – внешняя кинетическая энергия амеров фазового эфира переходит во внутреннюю энергию амеров корпускулярного эфира без потерь. Точнее, эти потери до сих пор не удавалось измерить или хотя бы наблюдать.

Если бы такие потери имели место для конденсированных сред, то это наблюдалось бы при сверхнизких температурах как “беспричинный” нагрев вещества. Кроме того, так как фазовый переход происходит сферически симметрично, то “удары давления” в результате “схлопывания” амеров компенсируются, не производя броуновского движения частиц.

Однако рассмотрим процесс фазового перехода (гравитирования) для движущейся частицы. На рисунке 1 показано воздействие двух противоположных амеров фазового эфира на частицу.

Рис.1. Схема действия сил при фазовом переходе амеров. (красные стрелки указывают направления движения амеров, а направление импульсов - противоположно)

Так как амеры неотличимы друг от друга, то при прочих равных условиях они должны передавать одинаковый импульс частице при фазовом переходе

K = Fato [kg m/s]

где Fa – сила, создаваемая фазовым переходом,

to – время фазового перехода.

Движение частицы создает разницу во временах перехода

Δt = to vT /c [s]

где vT – скорость частицы, определяемая ее температурой, c – скорость света.

В результате этого создается дополнительный импульс частицы, направленный по направлению ее движения

ΔK = Fa (t2 – t1) = Fa (t2 + Δt - t1 + Δ t) = 2Fa Δt = 2 Fa to vT /c [kg m/s]

Так как максвелловская скорость частиц газа равна

vT = (2kT/m)0,5 [m/s] ,

(1)

где k – постоянная Больцмана, T – температура газа, m – масса частицы,

то дополнительный импульс, создаваемый двумя антиподными амерами при фазовом переходе будет равен

(2)

где cos α – косинус между направлением движения частицы и линией действия пары амеров.

Отметим, что на рисунке красными стрелками отображено движение амеров фазового эфира к частице, а импульс фазового перехода имеет обратный знак (разрежение).

Зная, что приращение скорости частицы dvT из (1) есть просто процесс увеличения температуры, из (2) можно найти величину энергии, передаваемой при одном акте фазового перехода одного амера

(3)

Зная интенсивность потока фазового эфира в процессе гравитирования, найденную автором ранее,

Ig = 2πc2/h = 8.52 ·1050 [amer / kg s]

(4)

из (3) можно найти функцию мощности выделяемой эфиром в массе газа M

где d – коэффициент, учитывающий распределение потока фазового эфира по углу относительно вектора движения частицы.

Полученные формулы являются ключевыми для наших дальнейших рассуждений и фактически определяют лицо звездной Вселенной.

Покажем, что именно эта вечная и неиссякаемая энергия является энергией Солнца и звезд. Для этого рассмотрим физические законы излучения, свойственные шарообразным “черным” телам, каковыми являются звезды.

Излучение газовых сфер

"Можешь ли выводить созвездия в своё время и вести Ас с её детьми? Знаешь ли ты уставы неба, можешь ли установить господство его на Земле? ...Скажи, если знаешь. "

[Иов. 38,32:33]

Интенсивность теплового излучения ε физического тела, свойства которого близки к “черному” телу, а таковыми являются газовые атмосферы звезд, однозначно определяется формулой Стефана-Больцмана [15]

где σ – постоянная Стефана-Больцмана,

T – температура [oK].

Из (6) и закона излучения Кеплера 1604 года однозначно следует выражение для мощности, излучаемой газовой сферой

Интересно, что из выражения (7), называемого астрофизиками абсолютной светимостью, можно исключить параметр температуры, получив зависимость только от массы и радиуса газового шара.

Для этого достаточно принять, что наиболее вероятная скорость самых легких частиц верхнего слоя, т.е. электронов, равна орбитальной скорости для данной высоты (радиуса R), а распределение электронов подчиняются статистике Максвелла (1), то есть

v1 = ( γM/R)0.5 = (2kTe/me)0,5 [m/s] ,

где γ – гравитационная постоянная.

Отсюда получаем выражение для температуры электронов поверхности газового шара

Te = γMme / 2kR [oK] ,

(8)

Эта температура есть цветовая температура газового шара, которая немного отличается от эффективной температуры смещением спектра излучения в высокочастотную область за счет термоэмиссии электронов за пределы шара. Температура (8) обычно мало отличается от эффективной температуры поверхности шара и это отличие можно учесть введя цветовую поправку равную, например, для Солнца ct = 1,093

Подставляя (8) в (7) получим выражение для светимости

(9)

Отметим, что зная массу и температуру газовой сферы (стационарной звезды) из выражения (8) можно однозначно определить ее радиус.

Выражение (9) можно сделать независимым и от радиуса шара, подставив в него зависимость радиуса от массы газового шара, найденную автором

R = (KRM)0,2 [m], KR = 8.0·1013 [m5/kg] = const

(10)

Таким образом, из (9) и (10) окончательно получим функцию абсолютной светимости от массы

(11)

Полученное автором выражение есть теоретический вывод функции главной последовательности звезд для эмпирической диаграммы Герцшпрунга-Рессела [17].

Таким образом, если звезда представляет собой газовый шар и находится в стационарном состоянии, то ее светимость точно соответствует главной последовательности.

Формулы (9, 11) применимы и к планетам-гигантам. Они точно определяют и объясняют выделение планетами большей энергии, чем та, которую они получают от Солнца.

Миф Джинса и реальность Канта

"Кто может расчислить облака своею мудростью и удержать сосуды неба, когда пыль обращается в грязь и глыбы слипаются? ...Скажи, если знаешь. "

[Иов. 38,37:38]

Полученный Джинсом в 1903 году вывод условий гравитационного коллапса в самой своей основе опирался на ошибочный постулат наличия газового давления в космической среде. В результате этого было получено гигантское пороговое значение для размеров протозвезд и необходимость такого давления в момент их образования. Эта идея с радостью была подхвачена релятивистами, начинающими отсчет времени жизни Вселенной от мифического и алогичного Большого Взрыва.

Однако, если посмотреть на эту проблему серьезно, то ближе всего к истине концепция гениального философа Иммануила Канта, 1755 [16].

Действительно, если мы примем, что жизнь звезды кончается взрывом сверхновой, и что, как показывают наблюдения, в галактиках, подобных нашей явление сверхновой возникает один раз за сто лет, а в галактике 1011 звезд, то мы получим время жизни рядовой звезды – 10 триллионов лет. За время своей жизни звезда до тысячи раз претерпевает катастрофы типа “новой звезды”, когда сталкивается с другой или в ней действительно происходит атомный взрыв.

Наблюдая космос мы видим, что в межзвездной среде, состоящей из атомов водорода, гелия и небольшого количества других элементов, в течение миллиардов лет идет возникновение и рост вначале мельчайших, а затем более крупных частиц, которые собираются под воздействием Ван-дер-Ваальсовых и электрических сил в пылинки, затем подобие снежинок, затем более крупные кометные тела, которые объединяясь, образуют свободные и одинокие протопланеты - протозвезды, похожие по составу на Юпитер.

Разрастаясь за счет захвата межзвездного вещества, эти по началу холодные планеты превращаются в маленькие “метановые”, а затем коричневые карлики. Медленно, обычно через много миллиардов лет, они становятся такими, как наше Солнце, а затем еще больше и ярче.

Такая идиллия, однако, бывает не всегда. Если на пути движения звезда встречает газо-пылевое облако высокой (по меркам вакуума космоса) концентрации, то начинается быстрый рост звезды. При этом энергия эфира становится лишь частью общей энергии излучения звезды. К ней добавляется энергия падающего вещества. Поэтому в этот момент, на короткое по меркам космоса время, порядка 107 лет звезда сходит с главной последовательности и становится гигантом или сверхгигантом, что определяется только интенсивностью притока вещества. Как только этот поток иссякает, звезда вновь возвращается на главную последовательность. Все это происходит так быстро, что наблюдаемо в исторические сроки.

Например, в 1997 в результате спектроскопических наблюдений Специальной астрофизической обсерватории РАН (САО) на Северном Кавказе на БТА показано, что обладающий мощным ИК-излучением пекулярный гипергигант IRC 10420 изменил за последние 20 лет эффективную температуру атмосферы с 6000 до 8500 [18]

Надежным подтверждением концепции Канта является найденное Солпитером [19] распределение звезд главной последовательности по массам, аналогичное классическому распределению землетрясений Гутенберга - Рихтера. Недавнее обнаружение космическими телескопами большого количества инфракрасных "недозвезд" продолжает распределение Солпитера еще на порядок в сторону малых масс [20]. Видимо эти летающие водородные гипербомбы и являются одной из основных причин взрывов новых при их встрече со звездами.

Выводы

В результате проведенных автором исследований выяснено следующее:

  • излучение Солнца и звезд есть результат особенностей процесса фазового перехода первого рода эфира в процессе гравитирования на движущихся частицах газа.;
  • главная звездная последовательность Герцшпрунга-Рессела есть нативное состояние газовых сфер, нагреваемых эфиром;
  • автором дан аналитический вывод линии главной последовательности Герцшпрунга-Рессела на основании законов излучения классической физики и разработанной автором теории эфира;
  • термоядерные реакции в стабильных звездах не играют существенной энергетической роли;
  • эволюция стабильных звезд идет не миллиарды, а триллионы лет;
  • эволюция звезд идет в обратном принятому в 20 веке порядку – от звезд “поздних классов” K, L, M к звездам “ранних классов” B, O, но в полном соответствии с концепцией Иммануила Канта;
  • все существующие в настоящий момент “теории” эволюции звезд кроме концепции Канта являются ложными.

Благодарности

Автор признателен профессору Ф. Винтербергу (Невадский университет, Рено, Невада, США) за содержательную дискуссию по затронутому в данной работе вопросу.

Автор признателен Йоханну Керну (Штуттгарт, ФРГ) за поправки и конструктивную критику работы.

Ссылки

  1. Хайдаров К.А. Вечная Вселенная. - Боровое, 2003.
  2. Хайдаров К.А. Гравитирующий эфир. - Боровое, 2003.
  3. Хайдаров К.А. Эфир светоносный. - Боровое, 2003.
  4. Хайдаров К.А. Дыхание эфира. - Боровое, 2003.
  5. Хайдаров К.А. Термодинамика эфира. - Алматы, 2003.
  6. Хайдаров К.А. Быстрая гравитация. - Боровое, 2003.
  7. Хайдаров К.А. Эфирный атом. - Боровое, 2004.
  8. Хайдаров К.А. Эфирный электрон. - Боровое, 2004.
  9. Хайдаров К.А. Эфирная теория проводимости. - Боровое, 2004.
  10. Хайдаров К.А. Происхождение масс путем возмущения природного эфира. - Алматы, 2004.
  11. Хайдаров К.А. Природа электричества как движения фазового эфира. - Алматы, 2004.
  12. Хайдаров К.А. Природа света как совместных колебаний фазового и корпускулярного эфиров. - Боровое, 2004.
  13. Хайдаров К.А. Эфирный ветер. - Алматы, 2004
  14. Bethe, Critchfield. - Phys. Rev.54, 248, 1938.
  15. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – М., Наука, 1968
  16. Kant I. Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, - Koenigsberg, 1755.
  17. Климишин И. А. Астрономия наших дней, М., Наука, 560 c., 1986
  18. Специальная астрофизическая обсерватория (САО) РАН Важнейшие результаты научных исследований сотрудников САО по тематике "Галактика", 2002
  19. Salpeter E., The Luminosity Function and Stellar Evolution, Ap.J. 121, 161-67 (1955).
  20. Европейское космическое агентство http://archive.eso.org/skycat/servers/usnoa
  21. Suzuki Y. Solar Neutrinos, Kamioka Observatory, ICRR, U. of Tokyo @LP99, 1999
  22. Костюченко И.Г. О динамических параметрах вариаций солнечной постоянной и потока солнечных нейтрино. доклады конференции "Солнечная активность и внутреннее строение солнца", 2001
  23. Koushik Ghosh, Probhas Raychaudhuri Periodicities in Solar Neutrino Flux Data from SAGE and GALLEX-GNO Detectors, National Conference on Nonlinear Systems & Dynamics, 297, NCNSD-2003, Kharagpur, India, 2003.
  24. Ляпунов А.М. Общая задача об устойчивости движения. М., Гостехиздат, 1953.
  25. Умов Н.А. "Теория взаимодействий на расстояниях конечных и ее приложение к выводу электростатических и электродинамических законов", Математический Сборник, VI, 1873.
  26. Умов Н.А. Докторская диссертация "Уравнение движения энергии в телах", 1874.

Карим Хайдаров

Алматы, 1 сентября 2004 г.

Карим Хайдаров - Энергия эфира

www.leforio.narod.ru

Солнечная энергия — Википедия

Эта статья или раздел содержит незавершённый перевод с английского языка.

Вы можете помочь проекту, закончив перевод.

Карта солнечного излучения на поверхности Земли Карта солнечного излучения — Европа

Со́лнечная эне́ргия — энергия от Солнца в форме радиации и света. Эта энергия в значительной мере управляет климатом и погодой, и является основой жизни. Технология, контролирующая солнечную энергию называется солнечной энергетикой.

Солнечная энергия и Земля

В верхние слои атмосферы Земли постоянно поступает 174 ПВт солнечного излучения (инсоляции)[1]. Около 6 % инсоляции отражается атмосферы, 16 % поглощается ею. Средние слои атмосферы в зависимости от погодных условий (облака, пыль, атмосферные загрязнения) отражают до 20 % инсоляции и поглощают 3 %.

Атмосфера не только уменьшает количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, но и дифузує около 20 % с того что поступает, и фильтрует часть его спектра. После прохождения атмосферы около половины инсоляции находится в видимой части спектр. Вторая половина находится преимущественно в инфракрасной части спектра. Только незначительная часть этой инсоляции приходится на ультрафиолетовое излучение[2][3].

Солнечное излучение поглощается поверхностью суши, океанами (покрывают около 71 % поверхности земного шара) и атмосферой. Абсорбция солнечной энергии через атмосферную конвекцию, испарение и конденсация водяного пара является движущей силой круговорота воды и управляет ветрами. Солнечные лучи абсорбоване океаном и сушей поддерживает среднюю температуру на поверхности Земли, что ныне составляет 14 °C[4]. Благодаря фотосинтезу растений солнечная энергия может превращаться в химическую, которая хранится в виде пищи, древесины и биомассы, которая в конце концов превращается в ископаемое топливо[5].

Видео по теме

Перспективы использования

Солнечная энергия является источником энергии ветра, воды, тепла морей, биомассы, а также причиной образования на протяжении тысячелетий торфа, бурого и каменного угля, нефти и природного газа, однако эта опосредованная энергия и накопленная в течение тысяч и миллионов лет. Энергию Солнца можно использовать и непосредственно, как источник электроэнергии и тепла. Для этого нужно создать устройства, которые концентрируют энергию Солнца на малых площадях и в малых объемах.

Общее количество солнечной энергии, которую поглощает атмосфера, поверхность суши и океана составляет примерно 3 850 000 эксаджоулей (ЭДж) в год[6]. За один час, это дает больше энергии, чем весь мир использовал за целый 2002 год[7][8]. Фотосинтез забирает около 3 000 ЭДж в год на производство биомассы[9]. Количество солнечной энергии, которая достигает поверхность земли такая большая, что за год она примерно вдвое превзойдет всю энергию, которую потенциально можно выработать со всех невозобновляемых источников: угля, нефти, урановых руд[10].

"'Годовое поступление солнечного излучения и потребления энергии человеком"'11 Энергию подано в эксаджоулях 1 ЭДж = 1018Дж = 278 ТВт/ч 2 Потребления по состоянию на 2010 год
Солнце 3 850 000 [6]
ветер 2 250 [11]
Потенциал биомассы ~200 [12]
Мировое потребление энергии2 539 [13]
Электроэнергия2 ~67 [14]

Количество солнечной энергии, которую потенциально может использовать человек, отличается от количества энергии, которое находится вблизи земной поверхности. Такие факторы как смена дня и ночи, облачность и доступная поверхность суши уменьшают количество энергии, пригодной для использования.

Географическое положение влияет на энергетический потенциал, поскольку ближе к экватора области принимают большее количество солнечного излучения. Однако, использование устройств на фотовольтації, которые могут изменять свою ориентацию в соответствии с положением Солнца на небосклоне, может значительно повышать потенциал солнечной энергии в отдалённых от экватора областях.[15]

Доступность земель значительно влияет на возможную добычу энергии, поскольку солнечные панели можно устанавливать лишь на землях, которые для этого подходят и не используются для других целей. Например, подходящим местом для установки панелей стали крыши[15].

Солнечные системы делятся на активные и пассивные, в зависимости от способа впитать солнечную энергию, ее переработать и распределить.

Активные солнечные технологии используют фотовольтаику, концентрированную солнечную энергию (англ.), солнечные коллекторы, насосы и вентиляторы, чтобы превратить солнечное излучение в полезный выход энергии. Среди пассивных солнечных технологий: использование материалов с благоприятными тепловыми характеристиками, дизайн помещений с естественной циркуляцией воздуха и выгодное расположение зданий относительно положения Солнца. Активные солнечные технологии повышают энергоснабжения, тогда как пассивные уменьшают потребность в дополнительных источниках энергии[16].

2000 года Программа развития ООН, Департамент по экономическим и социальным вопросам ООН и Мировой энергетический совет опубликовали оценку потенциала солнечной энергии, которую человечество может добывать, приняв во внимание такие факторы, как инсоляция, облачность и доступна для использования поверхность суши. Оценка показала, что глобальный потенциал солнечной энергии составляет 1,575–49,837 ЭДж на год "(см. таблицу ниже)"[15].

Годовой потенциал солнечной энергии по регионам (ЭДж)[15] Регион Северная Америка Латинская Америка и Карибы Западная Европа Центральная и Восточная Европа Страны бывшего Советского Союза Ближний Восток и Северная Африка Sub-Saharan Африка Pacific Asia Южная Азия Centrally planned Asia Pacific OECD
Минимум 181,1 112,6 25,1 4,5 199,3 412,4 371,9 41,0 38,8 115,5 72,6
Максимум 7 410 3 385 914 154 8 655 11 060 9 528 994 1 339 4 135 2 263

В это время работают нагревательные устройства, которые аккумулируют энергию Солнца, а также опытные образцы электродвигателей и автомобилей, которые используют энергию Солнца.

Солнечная энергия, как полагают, к концу века может составить не более 1 % от общего количества используемой энергии. Еще в 1870 году в Чили было построено солнечный опреснитель морской воды, который производил до 30 т пресной воды в сутки и работал более 40 лет. Благодаря применению гетеропереходов коэффициент полезного действия солнечных батарей уже достигает 25 %. Налажено производство солнечных батарей в виде длинной поликристаллической кремниевой ленты, которые имеют КПД более 10 %.

Тепловая энергия

Технологии, которые используют тепловую энергию солнца, можно применять для нагрева воды, обогрева помещений, охлаждения помещений и генерации технологической теплоты[17].

В 1897 году Франк Шуман, американский изобретатель, инженер и пионер по использованию солнечной энергии, построил небольшой демонстрационный солнечный двигатель, принцип работы которого заключался в том, что солнечный свет отражалось на квадратные контейнеры, заполненные эфиром, температура кипения которого меньше, чем воды. Внутри до контейнеров были пригнаны черные трубы, которые приводили в движение паровой двигатель. В 1908 году Шуман основал компанию Sun Power Company, которая должна была строить большие установки на солнечной энергии. Вместе со своим техническим советником А. С. Э Аккерманом и британским физиком Чарльзом Верноном Бойзом[18] Шуман разработал улучшенную систему, использовав систему зеркал, которые отражали солнечные лучи на коробки солнечных коллекторов, повышая эффективность нагрева до уровня, когда можно было вместо эфира использовать воду. Затем Шуман построил полномасштабный паровой двигатель, который работал на воде под низким давлением. Это дало ему возможность 1912 года запатентовать целую систему с солнечным двигателем.

Между 1912 и 1913 годами Шуман построил первую в мире геотермальную электростанцию в городе Маади Египет. Шумановская электростанция использовала параболоцилиндрический концентратор, чтобы привести в движение двигатель мощностью 45 — 52 кВт, который перекачивал более 22 000 литров воды за минуту с реки Нил на близлежащие хлопковые поля. Хотя Первая мировая война, а также открытие дешевой нефти в 1930-х годах, и помешали дальнейшему продвижению солнечной энергии, но шумановское видение и базовый дизайн был возрожден в 1970-х годах на новой волне интереса к геотермальной энергии[19]. В 1916 году в прессе часто Цитировали слова Шумана, в которых он защищал использования солнечной энергии:

Мы доказали, что использование солнечной энергии может быть коммерчески выгодным в тропиках, и даже более того, доказали, что после исчерпания запасов нефти и угля, человечество получит неисчерпаемый источник энергии в виде солнечных лучей.

Оригинальный текст (англ.)

We have proved the commercial profit of sun power in the tropics and have more particularly proved that after our stores of oil and coal are exhausted the human race can receive unlimited power from the rays of the sun.

40Франк шуманNew York Times, 2 июля 1916[20]

Нагревание воды

Солнечные водонагреватели возвращены в Солнца, чтобы повысить эффективность.

В низких географических широтах (ниже 40 градусов) от 60 до 70 % всей бытовой горячей воды температурой до 60 °C могут обеспечить солнечные системы для нагрева воды[21]. Наиболее распространенными типами солнечных водонагревателей являются: вакуумные трубные коллекторы (44 %) и плоские коллекторы (34 %), которые обычно используют для нагрева бытовой горячей воды; а также прозрачные пластиковые коллекторы (21 %), которые главным образом используют, чтобы подогревать плавательные бассейны[22].

По состоянию на 2007 год общая установленная мощность солнечных систем для нагрева воды составляла примерно 154 тепловых ГВт.[23] Китай является мировым лидером в этой области, установив по состоянию на 2006 год 70 ГВт тепловых и планируя к 2020 году достичь 210 ГВт тепловых[24]. Израиль и Кипр являются мировыми лидерами по использованию солнечных систем для подогрева воды на душу населения с 90 % домохозяйств, которые их установили[25]. В США, Канаде и Австралии солнечные водоподогреватели служат преимущественно для подогрева плавательных бассейнов, с установленной мощностью состоянию на 2005 год около 18 ГВт тепловых[16].

Обогрев, охлаждение и вентиляция

В США на HVAC приходится 30 % (4.65 EJ/yr) энергии, которая используется в коммерческих зданиях и почти 50 % (10.1 EJ/yr) энергии, которая используется в жилых домах[26][27]. Системы солнечного обогрева, охлаждения и вентиляции можно использовать, чтобы компенсировать часть этой энергии.

Тепловая масса — это любой материал, который можно применять, чтобы сохранять тепло, в частности солнечное. Среди материалов, которые могут выполнять функцию тепловой массы, камень, цемент и вода. На протяжении истории их применяли в засушливом или теплом климате, чтобы сохранить помещение прохладным, поскольку они впитывают солнечную энергию в течение дня и выпускают накопленное тепло ночью. Однако их можно применять и в прохладных регионах, чтобы сохранять тепло. Размер и расположение тепловой массы зависит от нескольких факторов, таких как климат, соотношение времени солнечной освещенности и пребывание в тени. Если тепловую массу правильно разместить, то она сохраняет температуру в помещении в комфортном диапазоне и уменьшает потребность в устройствах для дополнительного обогрева и охлаждения[28].

Солнечный дымоход (англ.) (или тепловой дымоход, в этом контексте) — это пассивная система солнечной вентиляции, состоящей из вертикального ствола, который соединяет внутреннюю и внешнюю стороны здания. Если дымоход нагревается, то воздух внутри также нагревается, вызывая вертикальный сквозняк (англ.) который протягивает воздух через дом. Его работу можно улучшить, если использовать непрозрачные материалы и тепловую массу[29] таким образом, который напоминает теплицу.

Листопадные растения предложено как способ контролировать солнечное нагревание и охлаждение. Если они растут на южной стороне здания в северном полушарии или северной стороне здания в южном полушарии, то их листья обеспечивает тень в течение лета, тогда как голые стволы без препятствий пропускают солнечные лучи зимой[30].

Приготовление еды

Параболическая тарелка вырабатывает пар для приготовления пищи, Ауровіль (Индия)

Солнечные печи используют солнечный свет для приготовления пищи, сушки и пастеризации. Их можно разделить на три широких категории: коробчасті печи (англ. box cookers), панельные печи (англ. panel cookers) и отражательные печи (англ. reflector cookers)[31]. Простейшая солнечная печь — коробчаста, которую впервые построил Орас Бенедикт де Соссюр 1767 года[32]. Простая коробчаста печь состоит из изолированного контейнера с прозрачной крышкой. Она может эффективно применяться при частично закрытом облаками небе и обычно достигает температуры 90-150 °C[33]. Панельная печь использует отражающую панель, чтобы направить солнечные лучи на изолированный контейнер и достичь температуры, сравнимой с коробчастою печью. Отражательные печи используют различную геометрию отражателя (тарелку, корыто, зеркала Френеля), чтобы сфокусировать лучи на контейнер. Эти печи достигают температуры 315 °C, но требуют прямого луча и их нужно переставлять вместе с изменением положения Солнца[34].

Технологическое тепло

Шаблон:Перевод Системы концентрации солнечной энергии, такие как параболические тарелки, корыта и отражатели Шеффлера могут обеспечивать технологическое тепло для коммерческих и индустриальных нужд. Первой коммерческой системой был Total Solar Energy Project (англ.) (STEP) в Шенандоа, (Джорджия, США), где поле со 114 параболических тарелок обеспечило 50 % технологического тепла, вентиляции воздуха и потребностей в электроэнергии для швейной фабрики. Эта подключена к сети когенерационная установка обеспечила 400 Квт электроэнергии а также тепловую энергию в виде 401 Вт пара и 468 КВт охлажденной воды и обеспечивала хранение тепла с одногодинним пиковой нагрузкой[35]. Пруды-испарители — это мелкие бассейны, которые сконцентровують растворенные в воде твердые вещества с помощью испарение. Использование прудов-испарителей, чтобы добыть соль из морской воды, является одним из старейших применений солнечной энергии. Среди современных применений: повышение концентрации солей при добыче металлов методом выщелачивания, а также удаления твердых веществ из сточных вод[36]. При использовании шнуров (англ.), сушилки (англ.) и вешалок белье высыхает в процессе испарения под действием ветра и солнечных лучей без потребления электроэнергии и газа. В законах некоторых штатов даже специально прописан защита «права сушить» одежду[37]. Unglazed transpired collectors (UTC) are perforated sun-facing walls used for ventilation air preheating. UTCs can raise the incoming air temperature up to 22 °C (40 °F) and deliver outlet temperatures of Шаблон:Convert/Dual/LoffAoffDbSoffT.[38] Короткий период возврата вложенных денег (от 3 до 12 лет) делает transpired collectors финансово выгоднее, чем glazed collection systems[38]. По состоянию на 2003 год более 80 систем с суммарной коллекторной площадью 35 000 м2 были установлены во всем мире, включая коллектор площадью 860 м2 в Коста-Рике для сушки кофейных бобов и коллектор площадью 1300 м2 в Коїмбатори (Индия) для высушивания marigolds[39].

Обработка воды

Солнечное опреснение можно использовать, чтобы превратить соленую или солоноватую воду на питьевую. Впервые пример такого преобразования зафиксировали арабские алхимики XVI века[40]. Впервые масштабный проект из солнечного опреснения построили в 1872 году в чилийском шахтерском городке Лас-Салинас[41]. Завод, который имел площадь солнечного коллектора 4700 м2 мог производить до 22 700 л питьевой воды и оставался в работе на протяжении 40 лет[41]. Individual still designs include single-slope, double-slope (greenhouse or type), vertical, conical, inverted absorber, multi-wick, and multiple effect.[40]. Эти опреснители могут работать в пассивном, активном и гибридном режимах. Double-slope казани наиболее экономически выгодные для децентрализованных бытовых нужд, тогда как active multiple effect units более подходят для широкомасштабных проектов[40].

Для солнечной дезинфекции воду наливают в прозрачные бутылки с ПЭТ и помещают их на несколько часов под солнечные лучи[42]. Время дезинфекции зависит от климата и погодных условий, по крайней мере от 6 часов до 2 дней, если небо полностью покрыто облаками[43]. Этот способ рекомендовала Всемирная организация здравоохранения как доступный метод обработки бытовой воды и безопасного хранения[44]. Более 2 миллионов людей в странах, что развиваются, ежедневно применяют этот метод для обработки своей питьевой воды[43].

Солнечную энергию можно использовать в ставках-усереднювачах для обработки сточных вод без применения химикатов и затраты электроэнергии. Еще одним преимуществом для окружающей среды является то, что водоросли живут в таких прудах и потребляют диоксид углерода в процессе фотосинтеза, хотя они могут вырабатывать токсичные вещества, которые делают воду непригодной для употребления[45][46].

Производство электроэнергии

Солнечная энергетика работает за счет преобразования солнечного света в электроэнергию. Это может происходить или непосредственно, с использованием фотовольтаики, или косвенно, с использованием систем концентрированной солнечной энергии (англ.), в которых линзы и зеркала собирают солнечный свет с большой площади в тонкий луч, а механизм слежения отслеживает положение Солнца. Фотовольтаика превращает свет в электрический ток с помощью фотоэффект.

Предполагают, что солнечная энергетика станет крупнейшим источником электроэнергии к 2050 году, в которой на долю фотовольтаики и концентрированной солнечной энергии будет приходиться 16 и 11 % мирового производства электроэнергии соответственно[47].

Коммерческие электростанции на концентрированной солнечной энергии впервые появились в 1980-х годах. После 1985 года установка этого типа SEGS (англ.) в пустыне Мохаве (Калифорния) 354 МВт стала крупнейшей солнечной электростанцией в мире. Среди других солнечных электростанций этого типа СЭС Солнова (англ.) (150 МВт) и СЭС Андасол (англ.) (100 МВт), обе в Испании. Среди крупнейших электростанций на фотовольтаїці (англ.): Agua Caliente Solar Project (250 МВт) в США, и Charanka Solar Park (221 МВТ) в Индии. Проекты мощностью более 1 ГВт находятся на стадии разработки, но большинство установок на фотовольтаїці, мощностью до 5 КВт, имеют небольшой размер и расположены на крышах.По состоянию на 2013 год на солнечную энергию приходилось менее 1 % от электроэнергии в мировой сети[48].

Архитектура и городское планирование

Наличие солнечного света влияла на дизайн зданий от самого начала истории архитектуры[50]. Впервые продвинутые методы солнечной архитектуры и городского планирования ввели древние греки и китайцы, которые ориентировали свои дома на юг, чтобы обеспечить их освещением и теплом[51].

Среди общих характеристик пассивной солнечной архитектуры (англ.): благоприятная ориентация зданий относительно Солнца, компактные пропорции (малое отношение площади поверхности к объему), выборочное затемнение (навесы) и тепловая масса (англ.)[50]. Когда эти свойства удачно подобраны с учетом местного климата, то это обеспечивает хорошее освещение помещений и позволяет оставаться в комфортном диапазоне температур. Дом мегаронного типа Сократа — является классическим примером пассивной солнечной архитектуры[50]. На нынешнем этапе солнечного дизайна применяют компьютерное моделирование с помощью которой связывают между собой дневное освещение (англ.), а также системы солнечного обогрева и вентиляции в an integrated solar design package[52]. Активное солнечное оборудование, такое как насосы, вентиляторы и switchable windows может дополнить пассивный дизайн и улучшить показатели работы системы.

Городской тепловой остров (МТО) — это городской район, где температура выше, чем в окружающих сельских местностях. Выше температуры является следствием применения таких материалов как асфальт и бетон, которые лучше впитывают солнечное излучение, поскольку имеют ниже альбедо и выше теплоемкость, чем в окружающей среде. Чтобы непосредственно противодействовать эффекту, здания красят в белое и насаживают на улицах деревья. Согласно проекту гипотетической программы «cool communities» в Лос-Анджелеси, используя эти методы городскую температуру можно снизить примерно на 3 °C. Стоимость проекта оценивается в US$1 млрд, а общая годовая выгода может составлять US$530 млн благодаря уменьшению затрат на вентиляцию и охрану здоровья[53].

Сельское хозяйство и растениеводство

Сельское хозяйство и растениеводство ищут способ оптимизировать впитывание солнечной энергии для того, чтобы повысить продуктивность растений. Techniques such as timed planting cycles, tailored row orientation, staggered heights between rows и смешивания различных видов растений может повышать урожайность[54][55]. Обычно солнечный свет считают избыточным ресурсом и исключения из этого правила лишь подчеркивают важность солнечной энергии для сельского хозяйства. В течение коротких growing seasons Малого ледникового периода французские и английские (англ.) фермеры использовали фруктовые стены чтобы увеличить поступления солнечной энергии. Эти стены действовали как тепловая масса и ускоряли созревание by keeping plants warm. Ранние фруктовые стены строили перпендикулярно к поверхности земли и возвращенными на юг, но со временем появились наклонные стены, которые лучше использовали солнечный свет. 1699 года, Никола Фатіо где Дьюїльє (англ.) даже предложил применять tracking mechanism, которые мог бы возвращаться в направлении солнца[56]. Применение солнечной энергии в сельском хозяйстве кроме выращивания растений включает перекачки воды, высушивание урожая, выведение цыплят и высушивание птичьего помета[39][57]. В последнее время эту технологию стали применять виноделы, которые используют энергию от солнечных панелей, чтобы обеспечить энергией винодельческие прессы[58].

оранжерея превращают солнечный свет в тепло, обеспечивая круглогодичное выращивание растений, которые в природе не приспособлены для этого климата. Простейшие оранжереи использовали в римские времена, чтобы круглый год выращивать огурцы для императора Тиберия[59]. Самые современные оранжереи появились в Европе в XVI веке, чтобы хранить в них растения, которые привезли с исследовательских путешествий[60].

См. также

Примечания

  1. ↑ Smil (1991), p. 240
  2. ↑ Радиационный и световой режим
  3. ↑ Natural Forcing of the Climate System. Intergovernmental Panel on Climate Change. Проверено 29 сентября 2007.
  4. ↑ Сомервилл, Richard. Historical Overview of Climate Change Science (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Проверено 29 сентября 2007.
  5. ↑ Vermass, Wim. An Introduction to Photosynthesis and Its Applications. Arizona State University. Проверено 29 сентября 2007.
  6. ↑ 1 2 Smil (2006), p. 12
  7. ↑ http://www.nature.com/nature/journal/v443/n7107/full/443019a.html
  8. ↑ Powering the Planet: Chemical challenges in solar energy utilization (PDF). Проверено 7 августа 2008.
  9. ↑ Energy conversion by organisms photosynthetic. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Проверено 25 мая 2008.
  10. ↑ Exergy Flow Charts - GCEP. stanford.edu.
  11. ↑ Archer, Cristina. Evaluation of Global Wind Power. Stanford. Проверено 3 июня 2008.
  12. ↑ fa.upc.es/personals/fluids/oriol/ale/eolss.pdf Renewable Energy Sources. Renewable and Appropriate Energy Laboratory. Проверено 6 декабря 2012.
  13. ↑ Total Primary Energy Consumption. Energy Information Administration. Проверено 30 июня 2013.
  14. ↑ Total Electricity Consumption Net. Energy Information Administration. Проверено 30 июня 2013.
  15. ↑ 1 2 3 4 Energy and the challenge of sustainability (PDF). UN Development Programme and World Energy Council (September 2000). Проверено 17 января 2017.
  16. ↑ 1 2 Philibert, Cédric The Present and Future use of Solar Thermal Energy as a Primary Source of Energy. IEA (2005). Архивировано 12 декабря 2011 года.
  17. ↑ Solar Energy Technologies and Applications. Canadian Renewable Energy Network. Проверено 22 октября 2007.
  18. ↑ V.+Boys/famous/4c880e9645e2ca90f61156a9efa6d16a C. V. Boys - Scientist. yatedo.com.
  19. ↑ Smith, Zachary Alden. Renewable And Alternative Energy Resources: A Reference Handbook. — ABC-CLIO, 2008. — P. 174. — ISBN 978-1-59884-089-6..
  20. ↑ American Inventor Uses egypt's Sun for Power - Appliance Concentrates the Heat Rays and Produces Steam, Which Can Be Used to Drive Irrigation Pumps in Hot Climates - View Article - NYTimes.com/date=2 July 1916. nytimes.com.
  21. ↑ Renewables for Heating and Cooling (PDF). International Energy Agency. Проверено 13 августа 2015.
  22. ↑ Weiss, Werner. Solar Heat Worldwide (Markets and Contributions to the Energy Supply 2005) (PDF). International Energy Agency. Проверено 30 мая 2008. Архивировано 10 сентября 2008 года.
  23. ↑ Weiss, Werner. Solar Heat Worldwide – Markets and Contribution to the Energy Supply 2006 (PDF). International Energy Agency. Проверено 9 июня 2008.
  24. ↑ Renewables 2007 Global Status Report (PDF). Worldwatch Institute. Проверено 30 апреля 2008. Архивировано 29 мая 2008 года.
  25. ↑ Del Chiaro, Bernadette. Solar Water Heating (California How Can Reduce Its Dependence on Natural Gas) (PDF). Environment California Research and Policy Center. Проверено 29 сентября 2007. Архивировано 27 сентября 2007 года.
  26. ↑ Apte, J. Future Advanced for Windows Zero-Energy Homes (PDF). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. Проверено 9 апреля 2008.
  27. ↑ Energy Consumption Characteristics of Commercial Building HVAC Systems Volume III: Energy Savings Potential (PDF) 2-2. United States Department of Energy. Проверено 24 июня 2008.
  28. ↑ Mazria(1979), p. 29-35
  29. ↑ Bright, David Passive solar heating simpler for the average owner.. Bangor Daily News (18 February 1977). Проверено 3 июля 2011.
  30. ↑ Mazria(1979), p. 255
  31. ↑ Anderson and Palkovic (1994), p. xi
  32. ↑ Butti and Perlin (1981), p. 54-59
  33. ↑ Anderson and Palkovic (1994), p. xii
  34. ↑ Anderson and Palkovic (1994), p. xiii
  35. ↑ Stine, W B and Harrigan, R W. Shenandoah Total Solar Energy Project. John Wiley. Проверено 20 июля 2008.
  36. ↑ Bartlett (1998), p.393-394
  37. ↑ Thomson-Philbrook, Julia. Right to Dry Legislation in New England States and Other. Connecticut General Assembly. Проверено 27 мая 2008.
  38. ↑ 1 2 Solar Buildings (Transpired Air Collectors - Ventilation Preheating) (PDF). National Renewable Energy Laboratory. Проверено 29 сентября 2007.
  39. ↑ 1 2 Leon (2006), p. 62
  40. ↑ 1 2 3 Tiwari (2003), p. 368-371
  41. ↑ 1 2 Daniels (1964), p. 6
  42. ↑ SODIS solar water disinfection. EAWAG (The Swiss Federal Institute for Environmental Science and Technology). Проверено 2 мая 2008.
  43. ↑ 1 2 Household Water Treatment Options in Developing Countries: Solar Disinfection (SODIS) (PDF). Centers for Disease Control and Prevention. Проверено 13 мая 2008. Архивировано 29 мая 2008 года.
  44. ↑ Household Water Treatment and Safe Storage. World Health Organization. Проверено 2 мая 2008.
  45. ↑ Shilton AN, Powell N, Mara DD, Craggs R (2008). «Solar-powered aeration and disinfection, anaerobic co-digestion, biological CO(2) scrubbing and biofuel production: the energy and carbon management opportunities of waste stabilisation ponds». Water Sci. Technol. 58 (1): 253-258. DOI:10.2166/wst.2008.666. PMID 18653962.
  46. ↑ Tadesse I, Isoaho SA, Green FB, Puhakka JA (2003). «Removal of organics and nutrients from tannery effluent by advanced integrated Wastewater Pond Systems technology». Water Sci. Technol. 48 (2): 307-14. PMID 14510225.
  47. ↑ International Energy Agency. Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy (PDF). http://www.iea.org. IEA (2014). Проверено 7 октября 2014. Архивировано 7 октября 2014 года.
  48. ↑ Historical Data Workbook (2013 calendar year)
  49. ↑ Darmstadt University of Technology solar decathlon home design. Darmstadt University of Technology. Проверено 25 апреля 2008. Архивировано 18 октября 2007 года.
  50. ↑ 1 2 3 Schittich (2003), p. 14
  51. ↑ Butti and Perlin (1981), p. 4, 159
  52. ↑ Balcomb(1992)
  53. ↑ Rosenfeld, Arthur; Romm, Joseph; Akbari, Hashem; Lloyd, Alan. Painting the Town White -- and Green. Heat Island Group. Проверено 29 сентября 2007. Архивировано 14 июля 2007 года.
  54. ↑ Jeffrey C. Silvertooth. Row Spacing, Plant Population, and Yield Relationships. University of Arizona. Проверено 24 июня 2008.
  55. ↑ Kaul (2005), p. 169-174
  56. ↑ Butti and Perlin (1981), p. 42-46
  57. ↑ Bénard (1981), p. 347
  58. ↑ A Электростанция Winery. News Update. Novus Vinum (27 октября 2008). Проверено 5 ноября 2008.
  59. ↑ Butti and Perlin (1981), p. 19
  60. ↑ Butti and Perlin (1981), p. 41

wiki2.red

Солнечная энергия

В мире всё меньше традиционных источников энергии. Запасы нефти, газа, угля истощаются и всё идёт к тому, что рано или поздно они закончатся. Если к этому времени не найти альтернативных источников энергии, то человечество ждёт катастрофа. Поэтому во всех развитых странах ведутся исследования по открытию и разработке новых источников энергии. В первую очередь – это солнечная энергия. С древних времён эта энергию использовалась людьми для освещения жилища, сушки продуктов, одежды и т. п. Солнечная энергетика сегодня является одним из наиболее перспективных источников альтернативной энергии. В настоящее время уже есть достаточно много конструкций, позволяющих преобразовывать энергию солнца в электрическую или тепловую. Отрасль постепенно растёт и развивается, но, как и везде, есть свои проблемы. Обо всём этом речь пойдёт в настоящем материале. 

Содержание статьи

Солнце как альтернативный источник энергии

Энергия солнца является одним из самых доступных возобновляемых источников на Земле. Использование солнечной энергии в народном хозяйстве положительно сказывается на состоянии окружающей среды, поскольку для её получения не требуется бурить скважины или разрабатывать шахты. К тому же, этот вид энергии свободный и не стоит ничего. Естественно, что требуются затраты на покупку и монтаж оборудования.

Проблема в том, что солнце – это прерывистый источник энергии. Так, что требуется накопление энергии и использование её в связке с другими энергетическими источниками. Основная проблема на сегодняшний день заключается в том, что современное оборудование имеет низкую эффективность преобразования энергии солнца в электрическую и тепловую. Поэтому все разработки направлены на то, чтобы увеличить КПД таких систем и снизить их стоимость.

Вот он – возобновляемый источник энергии

Кстати, очень много ресурсов на планете представляют собой производные от солнечной энергии. К примеру, ветер, который является ещё одним возобновляемым источников, не дул бы без солнца. Испарение воды и накопление её в реках также происходит под действием солнца. А вода, как известно, используется гидроэнергетике. Биотоплива также не было бы без солнца. Поэтому, помимо прямого источника энергии, солнце влияет на другие сферы энергетики.

Солнце отправляет к поверхности нашей планеты радиацию. Из широкого спектра излучения поверхности Земли достигают 3 типа волн:

  • Световые. В спектре излучения их примерно 49 процентов;
  • Инфракрасные. Их доля также 49 процентов. Благодаря этим волнам наша планета нагревается;
  • Ультрафиолетовые. В спектре солнечного излучения их примерно 2 процента. Они невидимы для нашего глаза.

Вернуться к содержанию 

Экскурс в историю

Как развивалась солнечная энергетика до наших дней? Об использовании солнца в своей деятельности человек думал с древних времён. Всем известна легенда, согласно которой Архимед сжёг флот неприятеля у своего города Сиракузы. Он использовал для этого зажигательные зеркала. Несколько тысяч лет назад на Ближнем востоке дворцы правителей отапливали водой, которая нагревалась солнцем. В некоторых странах выпариваем морской воды на солнце получали соль. Учёные часто проводили опыты с нагревательными аппаратами, работающими от солнечной энергии.

Первые модели таких нагревателей были выпущены в XVII─XVII веках. В частности, исследователь Н. Соссюр представил свою версию водонагревателя. Он представляет собой ящик из дерева, накрытый стеклянной крышкой. Вода в этом устройстве подогревалась до 88 градусов Цельсия. В 1774 году А. Лавуазье использовал линзы для концентрации тепла от солнца. И также появились линзы, позволяющие локально расплавить чугун за несколько секунд.

Батареи, преобразующие энергию солнца в механическую, создали французские учёные. В конце XIX века исследователь О. Мушо разработал инсолятор, фокусирующий лучи с помощью линзы на паровом котле. Этот котёл использовался для работы печатной машины. В США в то время удалось создать агрегат, работающий от солнца, мощностью в 15 «лошадей».

Инсолятор О. Мушо

Долгое время инсоляторы выпускались по схеме, использующей энергию солнца для превращения воды в пар. И преобразованная энергия использовалась для совершения какой-либо работы. Первое устройство, преобразующее солнечную энергию в электрическую, было создано в 1953 году в США. Оно стало прообразом современных солнечных батарей. Фотоэлектрический эффект, на котором основана их работа, был открыт ещё в 70-е годы XIX столетия.

В тридцатые годы прошлого столетия академик СССР А. Ф. Иоффе предложил использовать полупроводниковые фотоэлементы для преобразования энергии солнца. КПД батарей в то время был менее 1%. Прошло много лет до того, как были разработаны фотоэлементы, имеющие КПД на уровне 10─15 процентов. Затем американцы построили солнечные батареи современного типа.

Для получения большей мощности солнечных систем низкий КПД компенсируется увеличенной площадью фотоэлементов. Но это не выход, поскольку кремниевые полупроводники в фотоэлементах довольно дорогие. При увеличении КПД возрастает стоимость материалов. Это является главным препятствием для массового использования солнечных батарей. Но по мере истощения ресурсов их использование будет всё более выгодным. Кроме того, исследования по увеличению КПД фотоэлементов не прекращаются.

Фотоэлемент для солнечной батареи

Стоит сказать, что батареи на основе полупроводников достаточно долговечны и не требуют квалификации для ухода за ними. Поэтому их чаще всего используют в быту. Есть также целые солнечные электростанции. Как правило, они создаются в странах с большим числом солнечных дней в году. Это Израиль, Саудовская Аравия, юг США, Индия, Испания. Сейчас есть и совсем фантастические проекты. Например, солнечные электростанции вне атмосферы. Там солнечный свет ещё не потерял энергию. То есть, излучение предлагается улавливать на орбите и затем переводить в микроволны. Затем в таком виде энергия будет отправляться на Землю.

Вернуться к содержанию 

Преобразование солнечной энергии

Прежде всего, стоит сказать о том, в чём можно выразить и оценить солнечную энергию.

 

Как можно оценить величину солнечной энергии?

Специалисты используют для оценки такую величину, как солнечная постоянная. Она равна 1367 ватт. Именно столько энергии солнца приходится на квадратный метр планеты. В атмосфере теряется примерно четверть. Максимальное значение на экваторе – 1020 ватт на квадратный метр. С учётом дня и ночи, изменения угла падения лучей, эту величину следует уменьшить ещё в три раза.

Распределение солнечного излучения на карте планеты

Версии об источниках солнечной энергии высказывались самые разные. На данный момент специалисты утверждают, что энергии высвобождается в результате превращения четырёх атомов h3 в ядро He. Процесс протекает с выделением существенного количества энергии. Для сравнения представьте, что энергия превращения 1 грамма h3 сопоставима с той, что выделяется при сжигании 15 тонн углеводородов.Вернуться к содержанию  

Способы преобразования

Поскольку наука на сегодняшний день не имеет устройств, работающих на энергии солнца в чистом виде, её требуется преобразовать в другой тип. Для этого были созданы такие устройства, как солнечные батареи и коллектор. Батареи преобразуют солнечную энергию в электрическую. А коллектор вырабатывает тепловую энергию. Есть также модели, совмещающие эти два вида. Они называются гибридными.

Солнечная батарея

Солнечный коллектор

Гибридная солнечная панель

Основные способы преобразования энергии солнца представлены ниже:
  • фотоэлектрический;
  • гелиотермальный;
  • термовоздушный;
  • солнечные аэростатные электростанции.

Первый способ самый распространённый. Здесь используются фотоэлектрические панели, которые под воздействием солнца вырабатывают электрическую энергию. В большинстве случаев их делают из кремния. Толщина таких панелей составляет десятые доли миллиметра. Такие панели объединяются в фотоэлектрические модули (батареи) и устанавливаются на солнце. Чаще всего их ставят на крышах домов. В принципе, ничто не мешает разместить их на земле. Нужно, только чтобы вокруг них не было крупных предметов, других зданий и деревьев, которые могут отбрасывать тень.

Кроме фотоэлементов, для получения электрической энергии применяются тонкопленочные или гибкие солнечные панели. Их преимуществом является малая толщина, а недостатком – сниженный КПД. Такие модели часто используются в портативных зарядках для различных гаджетов.

Гибкая солнечная панель

Термовоздушный способ преобразования подразумевает получение энергию потока воздуха. Этот поток направляется на турбогенератор. В аэростатных электростанциях под действием солнечной энергии в аэростатном баллоне генерируется водяной пар. Поверхность аэростата покрывается специальным покрытием, поглощающим солнечные лучи. Такие электростанции способны работать в пасмурную погоду и в тёмное время суток благодаря запасу пара в аэростате.

Гелиотремальная энергетика основана на нагреве поверхности энергоносителя в специальном коллекторе. Например, это может быть нагрев воды для системы отопления дома. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но и воздух. Он может нагреваться в коллекторе и подаваться в систему вентиляции дома.

Все эти системы стоят достаточно дорого, но их освоение и совершенствование постепенно продолжается.

Вернуться к содержанию 

Преимущества и недостатки солнечной энергии

Преимущества

  • Бесплатно. Одно из главных преимуществ энергии солнца – это отсутствие платы за неё. Солнечные панели делаются с использованием кремния, запасов которого достаточно много;
  • Нет побочного действия. Процесс преобразования энергии происходит без шума, вредных выбросов и отходов, воздействия на окружающую среду. Этого нельзя сказать о тепловой, гидро и атомной энергетике. Все традиционные источники в той или иной мере наносят вред ОС;
  • Безопасность и надёжность. Оборудование долговечное (служит до 30 лет). После 20─25 лет использования фотоэлементы выдают до 80 процентов от своего номинала;
  • Рециркуляция. Солнечные панели полностью перерабатываются и могут быть снова использованы в производстве;
  • Простота обслуживания. Оборудование довольно просто разворачивается и работает в автономном режиме;
  • Хорошо адаптированы для использования в частных домах;
  • Эстетика. Можно установить на крыше или фасаде здания не в ущерб внешнему виду;
  • Хорошо интегрируются в качестве вспомогательных систем энергоснабжения.
Вернуться к содержанию  

Недостатки

  • Эффективность зависит от времени суток и погоды. Нерентабельно использовать в высоких широтах;
  • Требуется аккумулировать преобразованную энергию;
  • Первоначальные вложения высокие. Особенно это ощутимо для обычных людей при покупке оборудования для частного дома;
  • Периодически нужно делать очистку панелей от загрязнения;
  • Для размещения требуется большая площадь;
  • Некоторые фотоэлементы имеют в своём составе Pb, Cd, мышьяк, что усложняет и переработку.

Вернуться к содержанию 

Сферы применения солнечной энергии

Направлений использования довольно много. Ниже рассматриваются самые востребованные и распространённые.

 

Энергоснабжение частного дома

Совсем недавно такие системы были чем-то из фантастических фильмов. Но сейчас у многие можно встретить комплекты солнечных модулей на крыше или фасаде дома. КПД таких систем пока не превышает 10─15 процентов. Напряжение 12 или 24 вольта. Но для частного дома или дачи этого вполне достаточно.

Здесь стоит сказать, что современные панели вырабатывают электричество даже в сумерках и пасмурную погоду. Заряда аккумуляторных батарей хватает на тёмное время суток. Кроме того, солнечные панели подключаются как вспомогательные, и при необходимости их подменяет основная энергетическая система.Вернуться к содержанию 

Солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения

Здесь энергия солнца преобразуется в тепловую. Наверное, у многих на дачном участке есть душ с металлическим баком наверху. Он нагревается от солнца и можно мытья нагретой водой. Это простейший вариант такого коллектора.

Но современные системы работают значительно эффективнее. В них есть поглощающий элемент, который передаёт тепловую энергию теплоносителю. Есть варианты с водой и воздухом в качестве теплоносителя.

Коллекторы чаще всего работают в составе систем горячего водоснабжения частных домов. Нагретый в них теплоноситель попадает в накопитель (бойлер), где нагревает воду. Схема практически такая же, как у электрического бойлера. Только электричество в этом случае не расходуется.

Компактные системы с коллектором могут обеспечить бесплатный нагрев воды в доме для семьи на 3─5 человек. Речь идёт об осенне-зимнем периоде. Зимой эффективность подобных систем значительно снижается. Параллельно с установкой таких систем проводятся работы по улучшению изоляции. Если зимы в вашем регионе не суровые, то коллектор вполне может использоваться и зимой.

Вернуться к содержанию 

Портативные источники энергии

Этот вид устройств предназначен для получения электрической энергии при отсутствии электрических сетей. Такие переносные аккумуляторы с возможностью зарядки от солнечной панели популярны среди туристов, дачников и т. п. Об этих устройствах можно прочитать в статьях:

Вернуться к содержанию 

Концентраторы

Этот вид устройств можно назвать экзотикой. Их можно встретить у туристов в составе походных кухонь. Они концентрируют свет параболическим зеркалом на ёмкости с теплоносителем.Вернуться к содержанию 

Транспорт

Это пока также экзотическая сфера применения. Но уже сейчас проводятся гоночные соревнования в Австралии на солнечных карах. Однако в последнее время конструкторам удалось нарастить скорость таких транспортных средств до 80 км/час. И также проводятся испытания самолёта на солнечных батареях с облётом планеты.Вернуться к содержанию 

Развитие солнечной энергетики в разных странах и её перспективы

Альтернативные виды энергетики, к которым относится солнечная, быстрее всего развивается в технологически развитых странах. Это США, Испания, Саудовская Аравия, Израиль и другие страны, где большое количество солнечных дней в году. Солнечная энергетика также развивается в России и странах СНГ. Правда, темпы у нас значительно медленнее из-за климатических условий и меньших доходов населения.

На территории бывшего СССР климат для солнечных установок больше всего подходит климат на Украине и республиках Средней Азии. Однако здесь пока больше разговоров о развитии, чем реальных дел. То есть, раскрыть потенциал использования солнечной энергии здесь пока не удалось. Если говорить о доле солнечной энергии на рынке России и стран СНГ, то она не превышает 1 процента. В планах значится строительство нескольких солнечных электростанций. Поэтому ситуация ещё может исправиться.

В России наблюдается постепенное развитие и уклон делается на развитие солнечной энергетики в регионах Дальнего Востока. Солнечные электростанции строятся в удалённых населённых пунктах Якутии. Это позволяет экономить на завозимом топливе. Строятся электростанции и в южной части страны. Например, в Липецкой области.

Все эти данные позволяют сделать вывод о том, что многие страны мира пытаются максимально внедрить у себя использование солнечной энергии. Это актуально потому, что энергопотребление постоянно растёт, а ресурсы ограничены. К тому же, традиционная сфера энергетики сильно загрязняет окружающую среду. Поэтому альтернативная энергетика – это будущее. И энергия солнца является одним из ключевых её направлений.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

КВАНТОВАЯ КИНЕМАТИКА КОСМОСА

     

QUANTUM  KINEMATICS  of  SPACE

   Истина  причинна и  многогранна.  Опыт понимания физики  объёмной трансформации причин всё еще трагикомичен.  При этом, резкий наплыв новейших экспериментальных знаний, в русле  столетних парадоксов,  маскируют  действительность  метафизикой чудес. Прямой путь превращения чудес физики в высоко точную науку - это новые, чётко доказуемые фундаментальные открытия нулевого (пространственного) уровня.

 

 

   Пропасть многовекового застоя преодолима только с причинным  расширением понятия квантовой физики   на пространственные гравитационные свойства всей  ВСЕЛЕННОЙ.

   Практика применения теории  «Основы Амерной Астрофизики» [1]  доказала фундаментальное  соответствие и точность в столкновении новой парадигмы гравитации с  одновременными и  многоуровневыми  явлениями  движения  Абсолюта.

   В русле наработки нового пакета фундаментального знания, была выявлена временная закономерность  (ряда пространственных величин) импульсного поля   Гравитации.

 

2. КВАНТОВАННОСТЬ  ГРАВИТАЦИИ

 

2.1. Углубление понятия (фундамента) гравитационных сил зацепления, отталкивания и притяжения [1] , как следствие приводит к  пониманию  Квантовой Кинематики Космоса,  через  парадигму сквозного фотонного состава всей (построенной из материального эфира и в эфире) Вселенной.

   Известно, что крупномасштабные структуры Вселенной (протяженность более 1034 м.) вынужденно сохраняют геометрию построения и локального упорядоченного  движения благодаря природному явлению  дальнодействия разносторонних гравитационных сил.

 Пример одновременного взаимодействия  сил гравитационного зацепления, отталкивания и притяжения. И всё это на фоне всеобщего (достаточно слабого) гравитационного приталкивания массы частей и целого элементов Вселенной, всё тем же полем Амеров.

МИРАЖИ  ФУНДАМЕНТА  ПРИЧИНЫ

    Современность Физики - это  катастрофа  непонимания ближайшей звезды – Солнца. 

 Верность голой идее, что  масса вещества порождают основу гравитации.  Это отмечено во вcех энциклопедиях, википедиях, учебниках, вузах и  гордо  проходит отметку в 350 лет!

     Однако из таблицы 12, работа [1] видно, что расчётный радиус силового амерного тела нашего светила (до зоны ППГ) составляет 2,195 ∙1012метров, а планеты от Меркурия и до Сатурна строго находятся внутри силового каркаса Солнца. То, что более 12000 лет принимали за массивное тело звезды, всегда было (пустым от вещества,R= 6,95 ∙108м.), плазменным пузырём (реальное фото 1). Миллиарды лет, плазменные пятна своей  предельной, стабильной чернотой и прожоговой конической формой, указывают на это. Но мир чудес придумал себе сказочку о  магнитном, необычайном по силе (гасящем температуру в 58700К) охлаждении. Но облом в том, что северный полюс плазменной оболочки Солнца на 80 000 градусов горячее южного (п.7.11, из [1], 17 лет работы спутника Солнца Уиллис) и 18 июля 2013 г.  этот  полюс полностью оголился (это составило 28% от всей оболочки звезды)!!!

 

Фото 1.

The European Space Agency/NASA Solar and Heliospheric Observatory, or SOHO,

captured this image of a gigantic coronal hole hovering over the sun’s north pole

on July 18, 2013, at 9:06 a.m. EDT.

 

     Так Солнце насмешливо и изящно подтвердило наличие разноимённых гравитационных сил и отсутствие термоядерной энергетики. Нет внутреннего вещества, а есть предельный и постоянно присутствующий разогрев до 10 000 0000К  разряженной, около плазменной ионосферы звезды. Звезда, как силовое полевое тело не имеет ярко выраженной ионосферы.

  А магнитное поле практически всегда физически влияет на поведение плазмы (вихревое кручение, создание колец, спикулы), а здесь (фото 1) края абсолютно ровные и не возмущены. В центре солнечного плазменного пузыря (доказанный, постоянный космический период радиального колебаний которого 160,01 минут) вынужденно находится  генератор гравитационных пространственных волн квантово-механического типа, который притягивает, отталкивает и зацепляет (с вращением) планеты солнечной системы. Он же в зоне плазменной оболочки и ионосферы постоянно создает  новое вещество, и интенсивно его сдувает (разгоном до 450 км/с  в зоне Земли) продольно - волновым процессом квантового захвата (и контроля) около звёздного пространства.

  Давно замечено, что звёздный объект  HD 12545, (фото 2.) плазменная прослойка (пузырь) которого в 1500 раз превышает аналог Солнца, ведёт сябя подобным образом.

 

Фото 2.

 

    Для тупо искалеченной толпы учёных (подавляющий мировой контент) Природа заставила (2015 год) плазменный пузырь Солца оголиться до 80% собственной  оболочки (серия док. свидетельств, фото 3.).  Смотреть осторожно и часто, без судорог и конвульсий!

 

Фото 3.

 На самом деле особенности (скачки ускорения и торможения)  постоянного осевого и радиального (вокруг центра Галактики) вращения нашей звезды и подчинённой ей всей солнечной системы зависят от гравитационных  силовых центров энергетической фотонной подпитки (квазар 3С273 и управляющий квазарами секториальный Сизар). Цель этой работы – строго доказать столь не простую, сквозную и взаимозависимую силовую связь.

 

 

 Без освоения физики Солнца, невозможно понять, как внешний галактический газ может вращаться навстречу основной массе звезд. Исследованым, доказательным примером подобного (уже пол столетия) служит галактика Чёрный глаз (NGC 4826)  и многие другие.

                                                                       

2.2. Обосновать  устойчивое дальнодействие и доказать его связь с квантовой  физикой (пространственного продольно - проникающего фотона - Вид 1) удалось  работой [1].

     Автором давно (1985г.) и успешно предложен совершенно новый класс волновой (амерной) механики действительно отвечающей всему  многообразию Вселенной.

     Астрофизический пример Природы - фото 4,  откровенно подсказывает о существовании двух  главных   типов  амеров (фотонов)  - продольный, лучевой (Вид 1)  и  поперечный (вторичный, энергетически подпитывающий, со скоростью света, вещество) –Вид 2).

 

На фото 4, Увеличенный автором рентгеновский спектр звезды  XTE J1118+480

в созвездии Большой Медведицы.

        

      Рентгеновский спектр звезды  XTE J1118+480  наглядно раскрывает  физику центральных, строго симметричных, сверхсветовых по скорости,  амерных лучей и их радиально расходящиеся ( по λ ) свето - скоростных,  много  волновых рентгеновских проявлений (следы). На пути пространственного импульсно – волнового, амерного сканирования, вынужденно происходит процесс вторичного волнового пере излучения  ( λ – компоненты ) перпендикулярно центральному лучу распространения, но  строго со скоростью света ( с= 2,9979245·108 м/с), согласно свойств (среды) эфира мега космоса.

Причем затратность среды  заметна, как по прямым (Е0) импульсам, так и радиальному  расхождению вторичных рентгеновских волн (с  расстоянием наблюдается равномерное увеличение  λ и падение продольной Е0 компоненты).

   Лучевой, продольно - исходящий  фотонный амер, после себя, оставляет некую зону пониженного эфирного ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО (потокового разряжения) сдвигового давления. Что позволяет с меньшими кинематическими затратами излучить в этом же направлении следующую порцию проникающих фотонов и поддержать общую динамику движении всей фотонно-амерной (механической по сути) струи захвата.

 

 

   При прохождении лучевых импульсов пространственных фотонов, реальная совокупность физических проявлений эфирной среды  (плотность, давление, сцепление первичных элементов, эффект кручения и динамического изменения  геометрии - пропорций, потери) являются первопричиной  (нового, паразитного по природе происхождения возбуждения) - рождения  поперечных следов (вторичных, импульсных, волновых колебаний, вид 2, фото 4).

   Они получили название – поперечные фотоны.

   Так, причина (энергетический, сверх световой, лучевой захват пространства) порождает следствие.  Это возбуждение поперечных, (светоскоростных) пространственных фотонов контроля и подпитки  вещества захваченной области.

  Там где энергетическая затратность среды не позволяет элементам вещества (электронам и позитронам) обмениваться фотонной энергией (слишком мала энергия передачи и велики затраты на её траспортировку),  Природа применила  известный в радиотехнике приём – это вторичная модуляция  целого пакета несущего гравитационного (амерного по природе), импульсного поля. На 20 и значительно более (до 80) порядков частота поляризации заряда ниже частоты несущего гравитационного поля продольных и поперечных фотонов.

  Ниже, на рисунке 2, представлено энергетическое образование (паразитного по энергии) зарядо образованного модуляционного  фотона (сечение в плоскости  λ0Н0). Само достаточное явление двойственного физического состояния – корпускула в пакето - импульсной эфирно-амерной  материальной среде, или в волне вторичной поляризации пространственных амеров.

       Всю затратность пространственного преодоления взял на себя пакет гравиполя (светоскоростного и сверх светового локального распространения), а энергия поляризационной зарядовой компоненты вторичной модуляции практически сохранена. Так как она в среднем на 11 порядков всегда меньше (локального) несущего гравитационного фона импульсного пакета амерных волн.

 

 

Рис.2

 

   Пример, когда критически не соизмеримы физические величины энергетических потерь. Но они постоянно проявляются в виде космического покраснения (удлинения длины волны) приходящих в телескопы световых (пакетных по сути) далёких фотонов.

   Реалии физики гравиволн таковы, что с помощью потерь происходит обязательная физическая привязка любого объекта к исключительным  параметрам присутствия в данной области пространства. Таковы реалии самоконтроля целостности Мира.

   Причина затратности сплошной эфирной среды (её материальность) выделила третий вид фотонов – пакетный.

  К этому классу относятся все известные и не известные современной физике фотоны - от инфро красного и до сверх высоких диапазонов (с длинами волн от 2,9979245∙108м и до 10-27м и значительно менее).

   Уточнённое и обоснованное им название –  пакето-фотоны.

  Энергетическое импульсное наполнение всех трёх видов фотонов ( продольный, поперечный и пакетный) с дистанцией удаления от источника генерации (в реальной среде с потерями) пропорционально (предположительно линейно) падает. В единой эфирной среде, фотонный импульс энергии движения, в наперёд выбранном направлении, приведёт к (обратной) реакции компенсации в виде встречного локального импульса движения энергии  (по закону не разрывности потока). Теряя энергию (W0) и пропорционально увеличивая собственную длину волны (λ0), все три вида фотонов пройдут заданное пространство, снимут всю попавшую им на пути информацию (в виде добавочной поляризации возмущения) и вернутся в область импульсной генерации (обратно на родину) в  виде четвёртого, ослабевшего, ( но полного  информацией),  возвратного фотона.

   Эфирная среда с потерями сама определила существование перечисленного набора вторичных видов фотонов, провела попутно объёмную энергетическую градацию каждой своей области и поделилась информацией о всех, без исключения, физических пространственных процессах.

  Наблюдается жесткая связь причины и следствия, как определённый универсализм и законченность столь не простого образования, как наша Вселенная.

 

 

2.3   Как следствие п.2.2 , впервые обозначим Фотонную Парадигму,  ниже приведенню таблицей 1:

ФОТОННАЯ  ПАРАДИГМА                      Таблица 1.

 

   Материальность эфирной среды  является  причиной появления Фотонной Парадигмы.     Если продольные фотоны (в ряду взаимозависимости) являются первичными, импульсно одно квантовыми,  амерного типа (с энергией W0) , то  время  их импульсного существования  (собственный период Т0)  ограниченно  (форма записи 1) суммарной энергией импульса (механически вращательной) накачки эфирной среды:

 

 

    Природа материальной эфирной среды такова, что  амплитуда энергии (W0) физически не зависит от ограничительного параметра h и может расти до значительных величин, при соответствующем (пропорциональном) укорочении временного периода (Т0).

  Чем ближе физика фундамента Природы подходит к основанию мирозданья, тем стабильнее и неизменнее становятся её константы - энергии  h = 6,6261852∙10-34 [Дж],  отношение (Z=Е/Н) компонент фотонов  Z = 376,77486 [раз],  поперечной скорости волнового движения с = 2,9979245∙108 [м/с]  и максимальной длины волны любого фотона  λ0 = с  [м]. Всеобщее давление, вязкость  и инерцию материального мирового эфира (и его первичных элементов Амеров)  закономерно следует учитывать. Вопрос один – где их взять?!

 

2.4  Вынужденным (из-за присутствия эфирной среды)  объединительным началом всех четырёх видов фотонов является их фундаментальное свойство - одинаковости  импульсного  (ограничительного) параметра энергии,  равное  космической константе Планка  h.

 

 Чем больше период единичного фотона, тем меньше  суммарной энергии  реализуется (можно накопить) за одну метрологическую секунду. Меньше фотонов уложиться в  фиксированный накопительный ряд, да и фотонная амплитуда будет обратно пропорционально меньше. Геометрическая трансформация фотона это строго доказывает.

Космический мир гравитационных фотонов предельно разный, но их метрологический  фундамент построен на одинаковой первооснове - амерных элементах мирового эфира ( и космических константах). Это физически предопределяет стабильность.

  Импульсно-временное  представление основы физических параметров всех фотонов сведено в таблицу 2.

Таблица 2

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ  ФОТОННЫЙ  ФУНДАМЕНТ  КОСМОСА

 

    Как следствие фундаменту первичных физических свойств подчинены и всё исходящее от фотонов – это базовые элементы электроны и позитроны всего космического вещества.               

    Красота подобного фундамента принадлежит многоликости (свойств) физики амерного проявления самой Природы. От структурного элемента эфира (Амер – «неделимый»), далее проникающего гравитационного фотона и бесконечных электромагнитных проявлений всей окружающей среды. Параметры фотона диктует, более первичная, физика эфирной среды.

Изменить объём  одиночного фотона не возможно – таково условие существования импульсной энергии в  материальной эфирной среде ( давление превышает упругость  эфирной среды).

 

 

    Метрологический фотонный фундамент позволил выявить геометрию и физику АМЕРА. Если пространственная физика (табл.2) не вызывает больше затруднений, то его (Амера) эфирная часть, особенно  геометрия требует понятных  теоретических уточнений.

   Закономерный способ прояснить первичную (эфирную) физику формы (геометрию) Амера  – это накачать его минимальной энергией в один квант (W0 = h), при этом условии  собственно проявленная длина волны будет максимально возможной (λ0 = 2,9979245 ∙108м). Космически зависимая форма записи подобного теоретического эксперимента всё ещё остаётся простой (смотри ниже, однопериодный вариант, форма 2.):

 

 

 

 

 

 

    Результат сведён в таблицу 3:

Таблица 3.

   

Предварительные выводы из выше данных таблиц  2 и  3:

1.        Вязкость эфирной среды (η00), силой динамического трения, ограничивает  энергетическую  амплитуду  любого фотона  величиной    h = 6,6261852∙10-34Дж.

2.        Геометрически эфирный  Амер  представляет собой  физический объект со средним соотношением сторон к длине (волны λ0= 2,9979245 ∙108[м]) не менее 4,34 ∙1023 раз. Это разно направленные (объёмно) спрессованные,  пространственным давлением,  элементы эфира до уровня  сверхдлинных  и   сверхтонких плоских нитей,  (биотипная ткань), с  проявленной площадью сечения S0= 1,2655 ∙10-33[м2].

Удельная плотность (активного эфира)  Амера равна ρа= 1/с3 = 3,711∙10- 26 [кГ/м3].

3.        Общий объём, передающий силовое взаимодействие, эфирной среды, соизмерим с размерами  нашей Вселенной и процесс импульсной энергетической накачки пространственных эфирных нитей (амеров) носит нелинейный характер (отражение давления). Динамическая вязкость отслеживает скорость переходных процессов.

4.        Реализуемая  амплитуда обозначенных параметров зависит только от укорочения времени импульса (уменьшения собственного периода). При этом работает физика роста механической скорости замкнутого (волнового типа) энергетического амерного потока.

5.        Движение мира управляется временем, через ранговую, периодическую раскладку гравитационных частот, с параллельной частотно силовой (фотонной)  раздачей механической скорости всем космообъектам, включая электроны (позитроны) вещества.

6.        Вселенная физически представляется как  единая, энергетически жестко связанная (ранговой подкачкой), частотно зависимая  и высоко прогнозируемая система. Главный гравитационный генератор Абсолюта ответственен за ВСЁ (все виды движения, включая мысли). Сам центр Абсолюта неподвижен относительно всей эфирной среды

и видимо на более чем 11 порядков по массе превышает ВСЁ им движимое вещество.

  7.   Сила, энергия и передаточный импульс – строго материальны – среда нитей эфира.

 

2.5.  Приведём таблицу 4, в которой представлена линейка проявлений (особенно по п. 4) строго одинакового (квантованного) по уровню энергии (но не по амплитудным признакам), силового импульсного управления движением космическими  объектами различного космического ранга и типа, строго в русле (табл.2,п.2) простейшей логики  формулы  3:

  

 

                                                                   Таблица 4.

               

   

 Гениальность данного явления Природы можно оценить по диапазону  степенных значений ( от 10-11 и до 1033, около 44 порядков величины) однопериодной управляющей силы (F0).

 

Обратим внимание на принципиально новое фундаментальное (космически квантовое отражение физических свойств F0x  сил, [1, п.6, табл.8.])  -  равенство 4:

 

 

  Известное представление основы энергии в квантовой физике   W0х = hν0, заметно пере отражено в выражении силы  F0х = F0ν0. Получается, что пространственно в космообъектах  происходит частотно - временное суммирование (напоминание) передаваемой ранговой  энергии и одновременно (руководящей)  силы.

  Чем выше частота, тем амплитуда силы пропорционально больше, как в одно импульсном так и в накопительном вариантах. Что однозначно подтвердила выше приведённая таблица 4.

Если энергия – это способность совершить (ту или иную) работу, то сила есть прямое и непосредственное противостояние действием, как правило, с ускорительным результатом криволинейного движения или осевого вращения в рассматриваемой системе космотел.

Аналог - температура с более высокой частотой фотонов продавливает фотоны  пониженной частоты. Сила одноквантованных фотонов  выше там, где короче длина волны.

 

 

3. КИНЕТИЧЕСКИЙ  ПАРАМЕТР  (А)

 

3.1. Любой космический объект, имеющий внутренний гравитационный генератор пространственных волн, вынужденно реагирует  собственным движением через кинетический параметр (Ах) и внутренним гравиполем на ранговую энергетическую подкачку. Причина в (ранговом) частотном различии волн  - приходящей гравитационной и произведённой генератором потребителя. Частотное не совпадение практически всегда превышает одиннадцать порядков величины. Наблюдается физика резкой рассогласованной нагрузки по отношению к (продольно) приходящей гравитационной волне (амерного типа). Солнце по частоте на 11 порядков рассогласовано с центром Галактики, Земля в 3,36∙1016раза.

 

Гравитационный фотон, приходящий из центра галактики и протыкающий плазменный пузырь Солнца, по Н компоненте (5,7209∙108 м) примерно в двое меньше  его (пузыря) диаметра. Подобный процесс отражен ниже, на рисунке 3.

 

Рис. 3

 

Энергетический вращательный поток протыкающего гравитационного фотона в плоскости собственного сечения λН вызывает подобное поведение и всего космического тела (вращение всего Солнца) с полным совпадением направления спинов. Как видим, возможная физика процесса не противоречит известному закону сохранения спина при прямом (фотонно - генераторном) взаимодействии пронизывающего характера.

  Таким образом работает ранговая физика начальной передачи вращательной энергии от центров к центрам всех космотел. Она позволяет  энергетически выделить кинетический параметр Ах  вращения собственного гравитационного поля у любого космического генератора пространственных волн методом регистрации (радиуса и скорости) спутникового движения по круговой орбите данного объекта.

  Более второстепенные физические параметры, как масса (Мх), ускорение свободного падения (gх), величину электрической компоненты (Ех), силу гравиполя (Fx) (можно определить ниже, согласно авторской формы  представления (Ах) сведённой в таблицу 5.

   Особое внимание следует уделить опережающей скорости движения гравиполя (по отношению к области тела) на  удалении от центра излучения генератора пространственных волн. Причём, с приближением к центру излучения, скорость круговой,  гравитационной  волны возрастает согласно п.1 , таблицы 5, вплоть до реальных размеров самого генератора. Геометрический центр генератора гравиволн в излучении не учавствует.

   Представляет интерес п.6. таблицы 5. В этом выражении на примере скорости и радиуса поверхности определён кинетический параметр  Ах в предположении известности добавочного коэффициента (гравитационного опережения скорости осевого вращения) -  α, который равен отношению поверхностных скоростей гравитации и механического вращения космического тела (идеально круглого, планетного типа).

 

Таблица 5.

 

   В орбитальной области, где параметр α (для позиции 6) равен единице действует ниже приведённое выражение 5:

 

 

     Следует обратить внимание, что  для поверхности планеты и её спутника значения центробежного ускорения совпадают по величине  (g х.цб.пов = g х.цб.сп.).

  Оптически, такой вариант событий не сложно устроить и проконтролировать с достаточной точностью. Тень от спутника должна оставаться неподвижной на поверхности  планеты, или точка лазерной локации. Этим способом - радиальной подстройки высоты полёта, открывается возможность перепроверить точность полученных данных по кинетической составляющей Ах наперёд выбранной планеты или спутника. Тем более что у ряда спутников и астероидов отсутствует собственная гравитационная составляющая силы на удалении. Данный метод можно перевести в режим непрерывного контроля доплеровского смещения радиоволн от рассогласования скоростей спутника и основного космотела при условии полного совпадения направления движения (орбитального и поверхности тела).

  Ниже таблицей 6 представлены скорости и радиусы для Галактики,  планет солнечной системы и некоторых спутников в случаях,  когда  α=1.

 

Таблица 6.

 

    Как пример природного явления, оказалось, что планета Земля является идеальным спутником  (α=1)  плазменного шара  звезды – Солнца. Полностью совпали радиус и скорость орбитального вращения вокруг центрального генератора гравитационных волн Солнца... А это ещё раз напоминает,  что Земля (пустотелая внутри) рождена (гравитационным выдуванием) из плазменного, пустотелого, центрального образования Солнца методом взаимного (оболочечного) силового отторжения (не совместимых) гравиволн.

Природа любезно приводит пример (док. фото 5, звезда HR5171, плазменный пузырь в 1500 раз превышает солнечный аналог) демонстрацией выше обозначенного физического процесса.

 

Фото 5.

 

  Отторжение всё ещё не завершено, виден внутренний оболочечный  разрыв, но само явление гравитационного, силового  размежевания  полностью присутствует.

  Историческое и образовательное заклинание о  пылевом происхождении планет и звёзд желательно забыть без признаков инсульта.

  Наступило время уточнения, а не рождаются ли спутники планет, особенно газовых  в их оболочке?! Примером служит Юпитер и его  уплотняющееся со временем  область красного локального (предположительно шарового) образования (фото 6).

 

Фото 6.

 

Работа формулы из табл.5, п.6 оказалась простой. Если перемножить радиус и поверхностную скорость планеты на соответствующее табличное значение α и α1/2(для скорости), то получим величины идеальной (теневой) спутниковой зоны, строго, при α=1.

  Радиус удаления, при котором  выполняется условие  α=1, следует считать второй  особой физической границей космообъекта. Первая граница принадлежит  физике проявления ППГ.

 

 

3.2. Ранговая запитка космообъектов, от проходящих (подпитывающих и вращающих) импульсных гравиволн, показала  100%  эффективность данного физического процесса. Результат теоретического анализа сведён в  таблицу 7.

                                                                                                                

 

Таблица 7

 

   И это несмотря на продольно - пронизывающий  (пролётный) характер гравитационных фотонов (рис. 3) более высокого ранга (превосходство на 11  и более порядков  по уровню Е0 и Н0 компонент).

  Так как доказывается сквозная квантованность ранговых (крайне не равновесных) процессов передачи импульсной энергии (от W1   дозой  к   W2) то любое отклонение от идеала

 

 

 (без потерь) сразу приведёт к нарушению ниже представленного соотношения:

 

 

Но это соотношение имеет и другую форму записи:

 

 

    Выше представленная таблица 7  (для 33 космообъектов различного ранга) с высокой точностью  подтвердила бес затратный механизм квантовой раздачи энергии гравитационными фотонами пространственного (пронизывающего) типа. Эфирная среда ещё раз оказалась на высоте своих силовых передач. Слишком велики перепады энергий и это не даёт возможность  зарегистрировать элемент обязательных потерь в материальной среде – нитеподобном эфире.

    Масштабность подобного обменного (энергией) процесса можно визуально (видимый спектр) оценить по галактике  NGC 4650, приведённого ниже на фото 7:

 

 

 

Фото 7.

 

 Чётко проявленная элипсность засветки обменного энергетического процесса, с элементами продольной симметрии (относительно галактического центра) указывает на определённое

приближение к 98% КПД процесса.

  Были опубликованы снимки полярных сияний Сатурна, собранные (с 2005 по 2009 годы) телескопом "Хаббл". Их анализ, (как и следовало ожидать), позволил установить, что сияния на южном и северном полюсах отличаются друг от друга - северное меньше по размеру, но при этом более интенсивное, чем южное.. Рассеивание энергии галактической подпитки визуально регистрируется учёными по коственным признакам, но понять причину они всё ещё не в состоянии (сваливают на значительное различие магнитного поля у строго симметричного по оси вращения и объёму, шарообразного космотела).

 

 

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ   ВЫВОДЫ

 

 

 

 

 

4. ПРИЧИНА  ПОЯВЛЕНИЯ  ГАЗОВЫХ  ПЛАНЕТ

 

4.1. Кинематика Космоса предельно разнообразна, но особо выделяются своим подавляющим большинством круговые и особенно осевые вращательные циклы поведения планет, звёзд и галактик. Причина постоянного во времени осевого и орбитального движения до сих пор остаётся не познанной,  кроме авторской  гипотезы в работе [1] о проявлениях новых сил –гравитационного  зацепления (в режиме одновременного гравиполевого отталкивания).

Объёмные плотности гравитационной энергии фотонного поля от различных космообъектов, практически всегда, создают физический эффект отталкивания или встречно – касательное, фотонное прямое взаимо давление. Но в силу своих неравномерно проникающих  временных (различие частот) свойств  создают ( часто вращательный) момент зацепляющего типа.

 

 

 

4.2. Вращательная работа гравитационных сил зацепления происходит в области максимума силового противостояния. Физически эта область образуется при удельном энергетическом равенстве внешнего (атакующего)  источника гравиполя и внутреннего (защитного), самого космообъекта. Степень защиты космобъекта определена радиальным расстоянием (∆х0) от собственного центра, где удалось выровнять удельную энергетику силовой атаки и защиты.

  Результирующая форма представления (противодействия сил зацепления и отталкивания) приведена ниже, формулой 8.

 

 

Где:   Fa – обозначена сила атакующего источника гравиволн,

F0x – сила центра противодействия (противостояния) космообъекта,

Rx орб. – радиус  орбитального движения защитной стороны.

 

4.3  Физика явления в существовании   полностью газовых планет скрыта в особом отношении к ним центрального генератора пространственных гравиволн ближайшей звезды - Солнца.

   Каждая планета солнечной системы желает достичь независимости от частично  проникающего  силового (Fa) излучения  ближайшей звезды (по компоненте Е0). Метод достижения цели прост. Следует поднять силу и энергию собственного генератора (F0x) пространственных гравиволн до уровня, достаточного (оградительного) противодействия

встречного  типа. В этом случае наработанное планетой вещество освобождается от гравитационного (волнового) давления из вне (от Солнца) и возникает эффект собственного волнового давления планетарного генератора на (преимущественно радиальный) гравитационный отрыв вещенства (частичное обезвешивание), и разуплотнение.

     Показательным и доказательным объектом подобного типа служит красивейшая планета Сатурн,  которая собственной силой  (F0x, центрального гравитационного генератора), наперекор Солнцу, пространственно, по собственной радиальной орбите, продвигает своё вещество во внешнее космическое пространство. Автор обращает внимание на структурные особенности (отличия)  гравиполя в ближней и дальней зонах собственного орбитального влияния планеты Сатурн.  Документальная серия фотографий космостанции «Кассини – Гюйгенс» (США), приведена ниже на фото 7 :

 

 

 

Фото 7.

 

   Образец перехода продольно структурированного  гравиполя в поперечное с удалением от планеты. Чётко видно явление последовательной физики  работы (обозначенной в работе [1]) продольно поперечной  границы ( ППГ ).

  В этом месте наступает пороговый и исторический по значению момент истины, когда ниже приведённая таблица 8 (согласно данных, раскрытых формулой 8) высоко точно  и доказательно раскрывает физику существования газовых планет солнечной Системы.

 

Таблица 8.

 

В таблице: 1.  ∆х обозначает  радиальное расстояние  равенства  сил взаимо отталкивания

генераторов гравиволн планеты  от силового аналога - солнечного центра.

2.      n –  простое  отношение  радиуса самой планеты (Rпл.) к длине  радиального противостояния (∆х), в общем виде  n = Rпл./∆х;

 

 

   Приведённая автором таблица 8  уверенно ( на два порядка величины) констатирует справедливость физической концепции работы [1] (дистанционных) грависил отталкивания и зацепления (одновременно)  черезвычайно острыми и жесткими гравитационными фотонами генераторов различного  рангового уровня.

   Ниже рассмотрим результирующий (логарифмический) график 1 (согласно данных табл.8).

   Пример  дистанционного  влияния генератора гравиволн Солнца на планеты.

 

yssy.narod.ru

Принцип пяти элементов

Согласно Васту, все во вселенной состоит из 5 основных или главных элементов. Это Земля — Притхви или Дхуми, Вода — Джала, Огонь — Агни, Воздух — Вайю и Эфир (пространство, небо) — Акаш. Все вместе эти 5 элементов называют в Индии ПанчаМахабхута. Иными словами, грубая материя существует в пяти формах или состояниях — твердом, жидком, огненном, газообразном и эфирном.

Каждый из этих элементов имеет свои свойства, ассоциируется с определенным направлением и формой, цветом, вкусом, запахом и частью дома.

ЗЕМЛЯ - Желтый - Квадрат - Прямоугольник - Сладкий - Обоняние ВОДА - Белый - Полукруг - Соленый - ВкусОГОНЬ - Красный - Треугольник - Горячий - ЗрениеВОЗДУХ - Голубой - Круг - Кислый - ОсязаниеЭФИР - отсутствует цвет - отсутствует форма - Горький - Слух

Согласно Индийскому мировоззрению, тело человека тоже включает 5 элементов в виде 5 чувств: слуха, осязания, зрения, вкуса и обоняния. Согласно Васту, дом должен быть построен в соответствии с принципом 5 элементов, т. е. все эти элементы должны быть представлены в доме. Если они правильно взаимодействуют в доме, то жители будут здоровы и успешны.

Воздух

Воздух, как физическая субстанция, находится везде вокруг нас и состоит в основном из кислорода (21%) и азота (78 %). Мы не видим воздух, но вдыхаем, чувствуем его, и без него жить не можем.

Чтобы жители чувствовали себя комфортно в доме или квартире, воздух должен присутствовать и правильно циркулировать во всех частях дома. Загрязненный воздух не должен задерживаться в доме, а свежего должно быть достаточно. Важно также, с какого направления, т. е. с какой стороны света воздух заходит в дом. В Васту принято, что если воздух заходит в дом с юга, то это неблагоприятно.

В Индии считается, что элемент воздух — это дыхание Пуруши, бога дома.

Воздух — союзник огня, потому что огонь существует в воздухе и питается воздухом. Обоим этим элементам присуща энергия движения, изменения. В человеческом теле стихия Воздуха представлен осязанием. Поэтому открытые поверхности в доме — мебель и пол должны быть чистыми, чтобы воздух не загрязнялся и мог течь по дому свободно.

Воздух представлен формой круга и управляет северо-западной частью дома. Свойства воздуха — свет, холод, сухость, влажность, разреженность.

Огонь

Огонь ассоциируется со светом, теплом и считается очень важным, благословенным в Индуизме элементом. Во-первых, потому что огонь это часть Солнца, дающего жизнь всему на Земле, во-вторых, огонь обладает магическими свойствами трансформации материи, а в-третьих, бог огня символизирует духовную искру жизни.

Огонь — основа всех энергий, включая солнечную энергию, атомную энергию и тонкие энергии животных и людей, потому что без света и тепла нет и самой жизни. Основным источником света и тепла для нас является Солнце. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца определяет смену сезонов года, день и ночь.

Очень важно спроектировать дом или квартиру так, чтобы они всегда были обеспечены достаточным количеством света и тепла, т. е. элементом огня, строительные материалы должны выбираться в соответствии с климатическим поясом таким образом, чтобы регулировать поступление тепла и света. Если дом холодный, то элемент огня в нем слабый.

Огонь корреспондируется со зрением, треугольной формой и управляет юго-восточной частью дома. Огонь связан с пищеварительной системой тела, с внутренним огнем тела. Его свойства — тепло, свет, сухость, чистота, неуловимость.

Вода

Вода как физическая субстанция представляет собой комбинацию водорода и кислорода и в жидком виде может быть представлена дождем, рекой, морем и т. д. Вода является наиболее общим элементом, так как в определенных пропорциях она есть во всем живом на земле. В том числе и в человеческом теле вода составляет 3/4 веса.

Будучи жидкой и текучей, вода имеет динамические характеристики. Ее символ — полукруг, она представлена вкусом и контролирует северо-восточное направление. Именно поэтому северо - восточное направление в доме — лучшее место для ванной комнаты или комнаты гостей, которые останавливаются не надолго.

В доме элемент воды представлен водопроводной и сточной системой и различными отражающими поверхностями — зеркалами и стеклами.

Вода необходима в доме в достаточном количестве, поэтому в деревнях обычно дома строят неподалеку от пруда — источника воды для жителей. Города также строят либо вблизи рек или морей, либо там, где есть достаточные запасы подземных вод. Строя дом следует помнить и о ситуациях, когда возможен избыток воды, поэтому и дом должен быть достаточно устойчив при сильных ливнях или разливах рек.

По некоторым источникам, элемент воды в Васту считается комбинацией трех из четырех элементов — Воздуха, Огня и Земли.

Земля

В Васту под понятием элемент Земля имеется в виду поверхность Земли, т. е. почва. Земля это основание, на котором существуют Вода, Огонь и Воздух. Земля ассоциируется с обонянием, поэтому в доме должны присутствовать приятные ароматы и запахи, представляющие элемент Земля. Форма элемента Земля — квадрат или прямоугольник и согласно Васту, дома имеющие именно такие формы, считаются наилучшими.

Элемент Земля контролирует юго-западное направление, поэтому в этой части дома следует ставить тяжелые вещи, мебель, шкафы.

Свойства Земли — терпимость, тяжесть, плотность, непроницаемость.

Эфир

Эфир это неограниченное пространство вселенной, в котором находится и солнечная система, и вся Галактика. Все остальные четыре элемента существуют в эфире. Силы эфира это свет, тепло, гравитация, магнетизм, космические лучи и пр. Свойство эфира — звук. Если нет пространства, эфира, то звуковым волнам просто негде распространяться. На санскрите эфир или пространство называется Иша и связано со слухом в теле. Поэтому в доме не должно быть много мусора и ненужных вещей, так как во-первых, это застойная энергия и во-вторых, все это ограничивает пространство и мешает распространению звуковых волн.

Эфир не имеет определенного цвета, формы и направления.

Символически единство 5-ти элементов можно изобразить следующим образом.Все сущее во вселенной и человеческое тело в том числе состоит из 5-ти элементов. Эти основные элементы и их энергии существуют внутри нас и снаружи, они постоянно влияют на нашу жизнь, которая во многом зависит от их количественного и качественного соотношения как в нашем теле, так и в нашем окружении. Поэтому наша квартира или дом и наш офис должны быть построены в соответствии с принципом 5-ти элементов, тогда мы будем счастливы и успешны.

Традиционно в Индии использовалась система 5-ти цветов — Панчаварана. Краски делали только из натуральных материалов и свойства цветов связывали со свойствами этих материалов. Существовало пять основных цветов: красный, желтый, зеленый, голубой и белый. Черный цвет использовался только для усиления других цветов. Оттенкам цвета до последнего времени внимания не уделялось. Сейчас краски создают и из искусственных материалов, поэтому и свойства цвета меняются.

Красный цвет — цвет агрессии и страсти, цвет радости и веселья.

Каштановый цвет — цвет Земли. Этот цвет символизирует землю и считается благоприятным.

Белый цвет — цвет Луны. Традиционно в Индии этот цвет часто используется, потому что он символизирует чистоту и набожность. Однако в некоторых произведениях он используется также и для выражения горя.

Голубой цвет — цвет неба и воды, он используется для выражения вечности и бесконечности. Голубой цвет это цвет астрала, поэтому он часто используется в тантрических картинах для выражения духовности.

Зеленый цвет — цвет растений, выражает рост, процветание и благородство. Он используется для выражения жизненности и земных удовольствий.

Желтый цвет выражает рождение и рост, ассоциирующийся с весной. Этот цвет используется для выражения духовного пробуждения.

Черный цвет часто используется при изображении символов черной магии, для выражения строгости и ограничения, для выражения негативности.

 

www.ayur.ru

Яркое будущее солнечной энергетики / Хабр

Подробное и простое описание работы солнечных панелей и прогнозы на будущее

Как пьют чай в Тибете

Наш недавний обзор солнечных панелей мог оставить у вас впечатление, что сбор солнечной энергии – дело новое, однако люди эксплуатируют её уже тысячи лет. С её помощью они обогревают дома, готовят и греют воду. Некоторые из самых ранних документов, описывающих сбор солнечной энергии, восходят к древней Греции. Сам Сократ говорил, «в домах, смотрящих на юг, зимнее солнце проникает через галерею, а летом путь солнца проходит над нашей головою и прямо над крышей, из-за чего образуется тень». Он описывает то, как греческая архитектура использовала зависимость солнечных путей от времён года.

В V столетии до н.э. греки столкнулись с энергетическим кризисом. Преобладавшее топливо, древесный уголь, заканчивалось, поскольку они вырубили все леса для готовки и обогрева жилищ. Были введены квоты на лес и уголь, а оливковые рощи приходилось защищать от граждан. Греки подошли к проблеме кризиса, тщательно планируя городскую застройку, чтобы удостовериться в том, что каждый дом может воспользоваться преимуществами солнечного света, описанными Сократом. Комбинация технологий и просвещённых регуляторов сработала, и кризиса удалось избежать. Со временем технологии сбора тепловой энергии солнца только росли. Колонисты Новой Англии позаимствовали технологии строительства домов у древних греков, чтобы согреваться в холодные зимы. Простые пассивные солнечные водонагреватели, не сложнее покрашенной в чёрный цвет бочки, продавались в США в конце XIX века. С тех пор были разработаны более сложные солнечные коллекторы, прокачивающие воду через поглощающие или фокусирующие свет панели. Горячая вода хранится в изолированном баке. В замерзающих климатах используется двухжидкостная система, в которой солнце греет смесь воды с антифризом, проходящую через спираль в баке для хранения воды, выполняющего ещё одну роль, роль теплообменника.

Солнечные коллекторы на крышах Кипра

Сегодня доступно множество сложных коммерческих систем для нагрева воды и воздуха в доме. Солнечные коллекторы устанавливаются по всему миру, и больше всего их в пересчёте на душу населения стоит в Австрии, на Кипре и в Израиле.

Солнечный коллектор на крыше в Вашингтоне D.C.

Современная история солнечных панелей начинается с 1954 года, с открытия практического способа добычи электричества из света: лаборатории Белла открыли, что из кремния можно делать фотовольтаический материал. Это открытие стало основой сегодняшних солнечных панелей (устройств, превращающих свет в электричество) и запустило новую эру солнечной энергии. С помощью интенсивных исследований сегодняшняя эра солнечной энергии продолжается, и солнце намеревается стать главным источником энергии в будущем.

Что такое солнечный элемент?

Самый распространённый тип солнечного элемента – полупроводниковое устройство из кремния – дальнего родственника твердотельного диода. Солнечные панели делаются из набора солнечных элементов, подключенных друг к другу и создающих на выходе ток с нужным напряжением и силой. Элементы окружаются защитным кожухом и накрываются оконным стеклом.

Солнечные элементы генерируют электричество благодаря фотовольтаическому эффекту, открытому совсем не в лабораториях Белла. Впервые его в 1839 году обнаружил французский физик Александр Эдмон Беккерель, сын физика Антуана Сезара Беккереля и отец физика Антуана Анри Беккереля, получившего нобелевскую премию и открывшего радиоактивность. Чуть больше чем через сто лет в лаборатории Белла был достигнут прорыв в изготовлении солнечных элементов, что и стало основой для создания самого распространённого типа солнечных батарей.

На языке физики твёрдого тела, солнечный элемент создаётся на базе p-n-перехода в кристалле кремния. Переход создаётся через добавление в разные области кристалла небольших количеств разных дефектов; интерфейс между этими областями и будет переходом. На стороне n ток переносят электроны, а на стороне p – дырками, где электроны отсутствуют. В регионах, примыкающих к интерфейсу, диффузия зарядов создаёт внутренний потенциал. Когда в кристалл попадает фотон, обладающий достаточной энергией, он может выбить электрон из атома, и создать новую пару электрон-дырка.

Только что освобождённый электрон притягивается к дыркам с другой стороны перехода, но из-за внутреннего потенциала он не может перейти его. Но если электронам предоставить путь через внешний контур, они пойдут по нему и осветят по пути наши дома. Дойдя до другой стороны, они рекомбинируются с дырками. Этот процесс продолжается, пока светит Солнце.

Требуемая для освобождения связанного электрона энергия называется шириной запрещённой зоны. Это ключ к пониманию того, почему у фотовольтаических элементов есть присущее им ограничение по эффективности. Ширина запрещённой зоны – постоянное свойство кристалла и его примесей. Примеси регулируются таким образом, что у солнечного элемента ширина запрещённой зоны оказывается близкой к энергии фотона из видимого диапазона спектра. Такой выбор диктуется практическими соображениями, поскольку видимый свет не поглощается атмосферой (иначе говоря, люди в результате эволюции приобрели способность видеть свет с самыми распространёнными длинами волн).

Энергия фотонов квантуется. Фотон с энергией меньшей, чем ширина запрещённой зоны (например, из инфракрасной части спектра), не сможет создать переносчик заряда. Он просто нагреет панель. Два инфракрасных фотона тоже не сработают, даже если их общей энергии будет достаточно. Фотон излишне большой энергии (допустим, из ультрафиолетового диапазона) выбьет электрон, но лишняя энергия будет потрачена зря.

Поскольку эффективность определяется как количество энергии света, падающего на панель, делённое на количество полученной электроэнергии – и поскольку значительная часть этой энергии будет потерянной – эффективность не может достичь 100%.

Ширина запрещённой зоны у кремниевого солнечного элемента равна 1,1 эВ. Как видно из диаграммы электромагнитного спектра, видимый спектр находится в области чуть повыше, поэтому любой видимый свет даст нам электроэнергию. Но также это значит, что часть энергии каждого поглощённого фотона теряется и превращается в тепло.

В результате получается, что даже у идеальной солнечной панели, произведённой в безупречных условиях, теоретический максимум эффективности составит порядка 33%. У коммерчески доступных панелей эффективность составляет обычно 20%.

Перовскиты

Большая часть коммерчески устанавливаемых солнечных панелей делается из описанных выше кремниевых ячеек. Но в лабораториях всего мира ведутся исследования других материалов и технологий.

Одна из самых многообещающих областей последнего времени – изучение материалов под названием перовскиты. Минерал перовскит, CaTiO3, был назван в 1839 году в честь русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского (1792-1856), который был коллекционером минералов. Минерал можно найти на любом из континентов Земли и в облаках, по меньшей мере, одной экзопланеты. Перовскитами также называют синтетические материалы, имеющие ту же ромбическую структуру кристалла, что и естественный перовскит, и обладающие схожей по структуре химической формулой.

В зависимости от элементов, перовскиты демонстрируют различные полезные свойства, такие, как сверхпроводимость, гигантское магнетосопротивление, и фотовольтаические свойства. Их использование в солнечных ячейках вызвало много оптимизма, поскольку их эффективность в лабораторных исследованиях возросла за последние 7 лет с 3,8% до 20,1%. Быстрый прогресс вселяет веру в будущее, особенно в связи с тем, что ограничения эффективности становятся всё яснее.

В недавних экспериментах в Лос-Аламосе было показано, что солнечные элементы из определённых перовскитов приблизились по эффективности к кремнию, будучи при этом дешевле и проще в изготовлении. Секрет привлекательности перовскитов в возможности просто и быстро выращивать кристаллы миллиметровых размеров без дефектов на тонкой плёнке. Это очень большой размер для идеальной кристаллической решётки, которая, в свою очередь, позволяет электрону путешествовать по кристаллу без помех. Это качество частично компенсирует неидеальную ширину запрещённой зоны в 1,4 эВ, по сравнению с почти идеальным значением для кремния – 1,1 эВ.

Большая часть исследований, направленных на увеличение эффективности перовскитов, связана с поиском путей устранения дефектов в кристаллах. Конечная цель – изготовить целый слой для элемента из идеальной кристаллической решётки. Исследователи из MIT недавно добились большого прогресса в этом вопросе. Они обнаружили, как можно «заживлять» дефекты плёнки, сделанной из определённого перовскита, облучая её светом. Этот метод гораздо лучше предыдущих методов, включавших химические ванны или электрический ток, благодаря отсутствию контакта с плёнкой.

Приведут ли перовскиты к революции в стоимости или эффективности солнечных панелей, пока неясно. Изготавливать их легко, но пока что они слишком быстро распадаются.

Множество исследователей пытается решить проблему распада. Совместное исследование китайцев и швейцарцев привело к получению нового способа формирования ячейки из перовскита, избавленной от необходимости движения дырок. Поскольку деградирует именно слой с дырочной проводимостью, материал должен быть гораздо более стабильным.

Перовскитовые солнечные ячейки на оловянной основе

Недавнее сообщение из лаборатории Беркли описывает, как перовскиты однажды смогут достичь теоретического лимита эффективности в 31%, и всё равно остаться более дешёвыми в производстве, чем кремниевые. Исследователи измерили эффективность преобразования различных зернистых поверхностей при помощи атомной микроскопии, измеряющей фотопроводимость. Они обнаружили, что у разных граней сильно отличается эффективность. Теперь исследователи считают, что могут найти способ производить плёнку, на которой с электродами будут соединены только самые эффективные грани. Это может привести к достижению ячейкой эффективности в 31%. Если это сработает, то станет революционным прорывом в технологии.

Другие направления исследований

Возможно производство многослойных панелей, поскольку ширину запрещённой зоны можно настраивать, изменяя добавки. Каждый слой можно настроить на определённую длину волны. Такие ячейки теоретически могут достигать 40% эффективности, но пока остаются дорогими. В результате их проще найти на спутнике НАСА, чем на крыше дома.

В исследовании учёных из Оксфорда и Института кремниевой фотовольтаики в Берлине многослойность объединили с перовскитами. Работая над проблемой разлагаемости материала, команда открыла возможность создавать перовскит с настраиваемой шириной запрещённой зоны. Им удалось сделать версию ячейки с шириной зоны в 1,74 эВ, что практически идеально для изготовления в паре с кремниевым слоем. Это может привести к созданию недорогих ячеек с эффективностью в 30%.

Группа из Нотрдамского университета разработала фотовольтаическую краску из полупроводниковых наночастиц. Этот материал пока ещё не настолько эффективный, чтобы заменить солнечные панели, но производить его проще. Среди преимуществ – возможность нанесения на разные поверхности. В потенциале его будет проще применять, чем жёсткие панели, которые необходимо крепить на крышу.

Несколько лет назад команда из MIT достигла прогресса в создании солнечного теплового топлива. Такое вещество может хранить солнечную энергию внутри себя долгое время, а затем выдавать её по запросу при применении катализатора или нагревании. Топливо достигает это через нереактивное преобразование своих молекул. В ответ на солнечное излучение молекулы преобразуются в фотоизомеры: химическая формула та же, но форма меняется. Солнечная энергия сохраняется в виде добавочной энергии в межмолекулярных связях изомера, который можно представить, как более высокоэнергетическое состояние изначальной молекулы. После запуска реакции молекулы переходят в оригинальное состояние, преобразуя хранившуюся энергию в тепло. Тепло можно использовать напрямую или преобразовывать в электричество. Такая идея потенциально устраняет необходимость в использовании аккумуляторов. Топливо можно перевозить и использовать полученную энергию где-то ещё.

После публикации работы из MIT, в которой использовался фульвален дирутения, некоторые лаборатории пытаются решить проблемы с производством и стоимостью материалов, и разработать систему, в которой топливо будет достаточно стабильным в заряженном состоянии, и способным «перезаряжаться», чтобы его можно было использовать многократно. Всего два года назад те же учёные из MIT создали солнечное топливо, способное испытать не менее 2000 циклов зарядки/разрядки без видимого ухудшения производительности.

Инновация состояла в соединении топлива (это был азобензол) с углеродными нанотрубками. В результате его молекулы выстраивались определённым образом. Получившееся топливо обладало эффективностью в 14%, и плотностью энергии схожей со свинцово-кислотным аккумулятором.

Наночастицы сульфида меди-цинка-олова

В более новых работах солнечное топливо изготовили в виде прозрачных плёнок, которые можно наклевать на лобовое стекло автомобиля. Ночью плёнки растапливают лёд за счёт энергии, набранной в течение дня. Скорость прогресса в этой области не оставляет сомнений, что солнечное тепловое топливо вскоре перенесётся из лабораторий в область привычных технологий.

Ещё один способ создания топлива напрямую из солнечного света (искусственный фотосинтез) разрабатывается исследователями из Иллинойсского университета в Чикаго. Их «искусственные листья» используют солнечный свет для превращения атмосферного углекислого газа в «синтез-газ», в смесь водорода и монооксида углерода. Синтез-газ можно сжигать или преобразовывать в более привычные виды топлива. Процесс помогает удалять лишний CO2 из атмосферы.

Команда из Стэнфорда создала прототип солнечной ячейки с использованием углеродных нанотрубок и фуллеренов вместо кремния. Их эффективность гораздо ниже коммерческих панелей, зато для их создания используется только углерод. В прототипе нет никаких токсичных материалов. Это более экологичная альтернатива кремнию, но для достижения экономической выгоды ей нужно поработать над эффективностью.

Продолжаются исследования и других материалов и технологий производства. Одна из многообещающих областей исследований включает монослои, материалы со слоем толщиной в одну молекулу (типа графена). Хотя абсолютная фотовольтаическая эффективность таких материалов невелика, их эффективность на единицу массы превышает привычные кремниевые панели в тысячи раз.

Другие исследователи пытаются изготавливать солнечные элементы с промежуточным диапазоном. Идея в том, чтобы создать материал с наноструктурой или особый сплав, в котором смогут работать фотоны с энергией, недостаточной для преодоления обычной ширины запрещённой зоны. В таком материале пара низкоэнергетических фотонов сможет выбить электрон, чего нельзя добиться в обычных твердотельных устройствах. Потенциально такие устройства будут более эффективными, так как задействуют больший диапазон длин волн.

Разнообразие областей исследования фотовольтаических элементов и материалов, и быстрый уверенный прогресс с момента изобретения кремниевого элемента в 1954 году вселяет уверенность, что энтузиазм принятия солнечной энергии не только сохранится, но и будет возрастать.

И эти исследования происходят как раз вовремя. В недавнем мета-исследовании было показано, что солнечная энергия по соотношению полученной энергии к затраченной, или по энергетической рентабельности, обогнала нефть и газ. Это существенный поворотный момент.

Мало сомнений в том, что солнечная энергия в результате превратится в значительную, если не в доминирующую, форму энергии как в промышленности, так и в частном секторе. Остаётся надеяться, что уменьшение необходимости в сжигании ископаемого топлива случится до того, как произойдёт необратимое изменение глобального климата.

habr.com

Солнечная энергия - это... Использование солнечных батарей

В последние годы ученых особенно интересуют альтернативные источники энергии. Нефть и газ рано или поздно закончатся, поэтому подумать о том, как мы будем выживать в этой ситуации, приходится уже сейчас. В Европе активно используются ветряки, кто-то пытается извлечь энергию из океана, а мы поговорим о солнечной энергии. Ведь звезда, которую мы практически каждый день видим в небе, может помочь нам сберечь невозобновляемые ресурсы и улучшить экологическую обстановку. Значение солнца для Земли трудно переоценить – оно дает тепло, свет и позволяет функционировать всему живому на планете. Так почему бы не найти ему еще одно применение?

Немного истории

В середине 19 века физик Александр Эдмон Беккерель открыл фотогальванический эффект. А к концу столетия Чарльз Фриттс создал первый прибор, способный перерабатывать солнечную энергию в электричество. Для этого использовался селен, покрытый тонким слоем золота. Эффект был слабым, но именно это изобретение зачастую связывают с началом эры солнечной энергии. Некоторые ученые не согласны с такой формулировкой. Они называют родоначальником эры солнечной энергии всемирно известного ученого Альберта Эйнштейна. В 1921 году он получил Нобелевскую премию за объяснение законов внешнего фотоэффекта.

Казалось бы, солнечная энергия – это перспективный путь развития. Но существует немало препятствий для того, чтобы она вошла в каждый дом – в основном, экономических и экологических. Из чего складывается стоимость солнечных батарей, какой вред они могут нанести окружающей среде и какие еще существуют способы получения энергии, узнаем ниже.

Способы накопления

Самой актуальной задачей, связанной с приручением энергии солнца, является не только ее получение, но и аккумуляция. И именно это является самым сложным. В настоящее время учеными было разработано только 3 способа полноценного приручения солнечной энергии.

Первый основан на использовании параболического зеркала и немного напоминает игру с лупой, которая всем знакома с детства. Сквозь линзу свет проходит, собираясь в одной точке. Если в этом месте положить кусочек бумаги, она загорится, поскольку температура скрещенных солнечных лучей невероятно высока. Параболическое зеркало представляет собой вогнутый диск, напоминающий неглубокую чашу. Это зеркало, в отличие от лупы, не пропускает, а отражает солнечный свет, собирая его в одной точке, которая обычно направлена на черную трубу с водой. Такой цвет используют потому, что он лучше всего поглощает свет. Вода в трубе под действие солнечных лучей нагревается и может использоваться для получения электричества или для отопления небольших домов.

Плоский нагреватель

В этом способе используется совсем другая система. Приемник солнечной энергии выглядит как многослойная конструкция. Принцип его работы выглядит так.

Проходя через стекло, лучи попадают на затемненный металл, который, как известно, лучше поглощает свет. Солнечная радиация превращается в тепловую энергию и нагревает воду, которая находится под железной пластиной. Далее все происходит как в первом способе. Нагретую воду можно использовали либо для отопления помещений, либо для получения электрической энергии. Правда, эффективность такого метода не настолько высока, чтобы использовать его повсеместно.

Как правило, полученная таким образом солнечная энергия – это тепло. Для получения электричества гораздо чаще используют третий способ.

Солнечные элементы

Больше всего мы знакомы именно с таким способом получения энергии. Он подразумевает использование различных батарей или солнечных панелей, которые можно встретить на крышах многих современных домов. Такой способ сложнее ранее описанных, но является намного более перспективным. Именно он дает возможность преобразования энергии солнца в электричество в промышленных масштабах.

Специальные панели, предназначенные для улавливания лучей, делают из обогащенных кристаллов кремния. Солнечный свет, попадая на них, сбивает электрон с орбиты. На его место тут же стремится другой, таким образом получается непрерывная подвижная цепочка, которая и создает ток. Он при необходимости сразу используется для обеспечения приборов или накапливается в виде электроэнергии в специальных аккумуляторах.

Популярность этого способа обоснована тем, что он позволяет получить более 120 Вт всего с одного квадратного метра солнечной батареи. При этом панели имеют сравнительно небольшую толщину, что позволяет размещать их практически везде.

Типы кремниевых панелей

Существует несколько видов солнечных батарей. Первые выполнены с использованием монокристаллического кремния. Их коэффициент полезного действия составляет примерно 15%. Такие панели солнечной батареи являются наиболее дорогими.

КПД элементов, изготовленных из поликристаллического кремния, достигает 11%. Стоят они меньше, поскольку материал для них получают по упрощенной технологии. Третий тип является наиболее экономичным и отличается минимальным КПД. Это панели из аморфного кремния, то есть некристаллического. Кроме низкой эффективности, они имеют еще один существенный недостаток – недолговечность.

Некоторые производители для увеличения КПД задействуют обе стороны панели солнечной батареи – тыльную и фронтальную. Это позволяет улавливать свет в больших объемах и увеличивает количество получаемой энергии на 15-20%.

Отечественные производители

Солнечная энергия на Земле получает все большее распространение. Даже в нашей стране заинтересованы в изучении этой отрасли. Несмотря на то что в России не очень активно идет развитие альтернативной энергетики, определенных успехов удалось добиться. В настоящее время созданием панелей для получения солнечной энергии занимаются несколько организаций – в основном это научные институты различной направленности и заводы по производству электрооборудования.

  1. НПФ "Кварк".
  2. ОАО «Ковровский механический завод».
  3. Всероссийский НИИ электрификации сельского хозяйства.
  4. НПО машиностроения.
  5. АО ВИЭН.
  6. ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов».
  7. АООТ Правдинский опытный завод источников тока «Позит».

Это только небольшая часть предприятий, принимающих активное участие в развитии альтернативной энергетики в России.

Влияние на окружающую среду

Отказ от угольных и нефтяных источников энергии связан не только с тем, что эти ресурсы рано или поздно закончатся. Дело в том, что они сильно вредят окружающей среде – загрязняют почву, воздух и воду, способствуют развитию заболеваний у людей и снижению иммунитета. Именно поэтому альтернативные источники энергии должны быть безопасны с экологической точки зрения.

Кремний, который используется для производства фотоэлементов, сам по себе безопасен, поскольку является природным материалом. Но после его очистки остаются отходы. Именно они могут нанести вред человеку и окружающей среде при неправильном использовании.

Кроме того, на участке, полностью заставленном солнечными батареями, может нарушиться естественное освещение. Это приведет к изменениям в существующей экосистеме. Но в целом влияние на окружающую среду устройств, предназначенных для преобразования солнечной энергии, минимально.

Экономичность

Самые большие затраты по производству солнечных батарей связаны с дороговизной сырья. Как мы уже выяснили, специальные панели создаются с использованием кремния. Несмотря на то что этот минерал широко распространен в природе, с его добычей связаны большие проблемы. Дело в том, что кремний, который составляет более четверти массы земной коры, не подходит для производства солнечных батарей. Для этих целей пригоден только чистейший материал, получаемый промышленным способом. К сожалению, из песка получить чистейший кремний крайне проблематично.

По цене данный ресурс сравним с ураном, использующимся на АЭС. Именно поэтому стоимость солнечных батарей в настоящее время остается на довольно высоком уровне.

Современные технологии

Первые попытки приручить солнечную энергию появились достаточно давно. С тех пор многие ученые активно заняты поисками максимально эффективного оборудования. Оно должно быть не только экономически выгодным, но также компактным. Его КПД должен стремиться к максимуму.

Первые шаги к идеальному прибору для получения и преобразования солнечной энергии были сделаны с изобретением кремниевых батарей. Конечно, цена достаточно высока, но зато панели могут быть размещены на крышах и стенах домов, где они никому не будут мешать. А эффективность таких батарей неоспорима.

Но лучший способ увеличить популярность солнечной энергии – сделать ее более дешевой. Немецкие ученые уже предложили заменить кремний синтетическими волокнами, которые могут быть интегрированы в ткань или другие материалы. КПД такой солнечной батареи не очень высок. Но рубашка с вкраплением синтетических волокон сможет, по крайней мере, обеспечить электроэнергией смартфон или плеер. Активно ведутся работы и в области нанотехнологий. Вероятно, именно они позволят солнцу стать наиболее популярным источником энергии уже в этом столетии. Специалисты компании Scates AS из Норвегии уже заявили, что нанотехнологии позволят сократить стоимость солнечных панелей в 2 раза.

Солнечная энергия для дома

О жилье, которое само себя будет обеспечивать, наверняка мечтают многие: нет зависимости от централизованного отопления, сложностей с оплатой счетов и вреда для окружающей среды. Уже сейчас во многих странах активно строится жилье, потребляющее только энергию, полученную из альтернативных источников. Яркий пример – так называемый солнечный дом.

В процессе строительства он потребует больших вложений, чем традиционный. Но зато после нескольких лет эксплуатации все затраты окупятся – не придется платить за отопление, горячую воду и электричество. В солнечном доме все эти коммуникации привязаны к специальным фотоэлектрическим панелям, размещенным на крыше. Причем полученные таким образом энергетические ресурсы не только расходуются на текущие нужды, но и накапливаются для использования в ночное время и при пасмурной погоде.

В настоящее время строительство таких домов ведется не только в странах, приближенных к экватору, где добывать солнечную энергию проще всего. Их возводят также и в Канаде, Финляндии и Швеции.

Плюсы и минусы

Развитие технологий, позволяющих повсеместно использовать солнечную энергию, могло бы вестись более активно. Но существую определенные причины, по которым это все еще не является приоритетной задачей. Как мы уже говорили выше, при производстве панелей вырабатываются вредные для окружающей среды вещества. Кроме того, готовое оборудование содержит в своем составе галлий, мышьяк, кадмий и свинец.

Немало вопросов вызывает и необходимость утилизации фотоэлектрических панелей. Через 50 лет работы они станут непригодными для службы, и их придется каким-то образом уничтожать. Не нанесет ли это колоссальный вред природе? Стоит также учитывать, что солнечная энергия – это непостоянный ресурс, эффективность получения которого зависит от времени суток и погоды. А это является существенным недостатком.

Но и плюсы, конечно, есть. Солнечную энергию можно добывать практически в любой точке Земли, а оборудование для ее получения и преобразования может быть настолько маленьким, что поместится на тыльной стороне смартфона. Что еще немаловажно, это возобновляемый ресурс, то есть количество солнечной энергии будет оставаться неизменным еще как минимум тысячи лет.

Перспективы

Развитие технологий в области солнечной энергетики должно привести к снижению затрат на создание элементов. Уже сейчас появляются стеклянные панели, которые могут быть установлены на окнах. Развитие нанотехнологий позволило изобрести краску, которая будет напыляться на солнечные батареи и сможет заменить кремниевый слой. Если стоимость солнечной энергии действительно снизится в несколько раз, ее популярность также вырастет многократно.

Создание маленьких панелей для индивидуального применения позволит людям в любых условиях использовать солнечную энергию – дома, в машине или даже за городом. Благодаря их распространению снизится нагрузка на централизованные электросети, поскольку люди смогут самостоятельно зарядить мелкую электронику.

Специалисты компании Shell полагают, что к 2040 году около половины энергии в мире будет создаваться за счет возобновляемых ресурсов. Уже сейчас в Германии потребление солнечной энергии активно растет, а мощность батарей составляет более 35 Гигаватт. Япония также активно развивает эту отрасль. Две эти страны – лидеры потребления солнечной энергии в мире. Вероятно, скоро к ним присоединятся и Соединенные Штаты.

Другие альтернативные источники энергии

Ученые не перестают ломать голову над тем, что еще можно использовать для получения электричества или тепла. Приведем примеры наиболее перспективных альтернативных источников энергии.

Ветряки сейчас можно встретить практически в любой стране. Даже на улицах многих российских городов устанавливают фонари, которые сами обеспечивают себя электричеством за счет энергии ветра. Наверняка их себестоимость выше средней, но зато со временем они эту разницу возместят.

Достаточно давно была придумана технология, позволяющая получать энергию, используя разницу температур воды на поверхности океана и на глубине. Китай активно собирается развивать это направление. В ближайшие годы у берегов Поднебесной собираются построить крупнейшую электростанцию, работающую по этой технологии. Существуют и другие способы использования моря. Например, в Австралии планируют создать электростанцию, генерирующую энергию из силы течений.

Есть и многие другие способы получения электричества или тепла. Но на фоне многих других вариантов солнечная энергия – это действительно перспективное направление развития науки.

fb.ru