Përdorimi i energjisë diellore në Tokë. Perspektivat për përdorimin e energjisë diellore në Tokë

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-02-12 12:50

Sot, problemi i konsumit të energjisë është mjaft i mprehtë - burimet e planetit nuk janë të pafundme, dhe gjatë ekzistencës së tij, njerëzimi ka shkatërruar paksa atë që i është dhënë nga natyra. Për momentin po minohet në mënyrë aktive qymyri dhe nafta, rezervat e të cilave po pakësohen çdo ditë e më shumë. Fuqia e mendimit i lejoi njerëzimit të bënte një hap të jashtëzakonshëm drejt së ardhmes dhe të përdorte energjinë atomike, duke sjellë së bashku me këtë përfitim një rrezik të madh për të gjithë mjedisin.

Çështja mjedisore nuk është më pak e mprehtë - nxjerrja aktive e burimeve dhe përdorimi i tyre i mëtejshëm ndikon negativisht në gjendjen e planetit, duke ndryshuar jo vetëm natyrën e tokës, por edhe kushtet klimatike.

Prandaj vëmendje e veçantë i është kushtuar gjithmonë burimeve natyrore të energjisë, si uji ose era. Më në fund, pas kaq shumë vitesh kërkimi dhe zhvillimi aktiv, njerëzimi është "rritur" në përdorimin e energjisë diellore në Tokë. Është për të që do të diskutojmë më tej.

Çfarë është kaq tërheqëse për këtë

Para se të kalojmë në shembuj specifikë, le të zbulojmë pse studiuesit në mbarë botën janë kaq të interesuar për këtë lloj prodhimi të energjisë. Pasuria e saj kryesore mund të quhet pashtershmëri. Pavarësisht hipotezave të shumta, gjasat që një yll si Dielli të shuhet në të ardhmen e afërt është jashtëzakonisht i vogël. Kjo do të thotë se njerëzimi ka mundësinë të marrë energji të pastër në një mënyrë krejtësisht të natyrshme.

Avantazhi i dytë i padyshimtë i përdorimit të energjisë diellore në Tokë është mirëdashësia mjedisore e këtij opsioni. Ndikimi në mjedis në kushte të tilla do të jetë zero, gjë që nga ana tjetër i siguron të gjithë botës një të ardhme shumë më të ndritshme sesa ajo që hapet me nxjerrjen e vazhdueshme të burimeve të kufizuara nëntokësore.

Së fundi, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet faktit se përdorimi i energjisë diellore përbën rrezikun më të vogël për njerëzit.

Vërtet

Tani le të shkojmë te pika. Emri disi poetik "energji diellore" fsheh në fakt shndërrimin e rrezatimit në energji elektrike duke përdorur teknologji të zhvilluara posaçërisht. Ky proces ofrohet nga qelizat fotovoltaike, të cilat njerëzimi po i përdor jashtëzakonisht aktivisht për qëllimet e veta dhe me mjaft sukses.

Rrezatimi diellor

Ndodhi historikisht që emri "rrezatim" ngjall më shumë asociacione negative sesa pozitive në lidhje me ato fatkeqësi të bëra nga njeriu që bota arriti t'i mbijetojë gjatë jetës së saj. Megjithatë, teknologjia e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë siguron punë me të.

Në thelb,ky lloj rrezatimi është rrezatim elektromagnetik, diapazoni i të cilit është midis 2,8 dhe 3,0 mikron.

Spektri diellor i përdorur me kaq sukses nga njerëzimi në fakt përbëhet nga tre lloje valësh: ultravjollcë (rreth 2%), rreth 49% janë valë të lehta dhe, së fundi, e njëjta sasi është në rrezatim infra të kuq. Energjia diellore ka një numër të vogël komponentësh të tjerë, por roli i tyre është aq i parëndësishëm sa nuk kanë një ndikim të veçantë në jetën e Tokës.

Sasia e energjisë diellore që godet Tokën

Tani që përbërja e spektrit të përdorur për të mirën e njerëzimit është përcaktuar, duhet theksuar një veçori më e rëndësishme e këtij burimi. Përdorimi i energjisë diellore në Tokë duket shumë premtues edhe sepse është i disponueshëm në sasi mjaft të mëdha me kosto pothuajse minimale përpunimi. Sasia totale e energjisë së emetuar nga një yll është jashtëzakonisht e lartë, por rreth 47% arrin në sipërfaqen e Tokës, e cila është e barabartë me shtatëqind kuadrilion kilovat-orë. Për krahasim, vërejmë se vetëm një kilovat-orë mund të sigurojë një funksionim dhjetëvjeçar të një llambë me një fuqi prej njëqind vat.

Fuqia e rrezatimit të Diellit dhe përdorimi i energjisë në Tokë, natyrisht, varet nga një sërë faktorësh: kushtet klimatike, këndi i incidencës së rrezeve në sipërfaqe, stina dhe vendndodhja gjeografike.

Kur dhe sa

Është e lehtë të merret me mend se sasia ditore e energjisë diellore që bie në sipërfaqeToka po ndryshon vazhdimisht, pasi varet drejtpërdrejt nga pozicioni i planetit në lidhje me Diellin dhe lëvizja e vetë ndriçuesit. Prej kohësh dihet se në mesditë rrezatimi është maksimal, ndërsa në mëngjes dhe në mbrëmje numri i rrezeve që arrijnë në sipërfaqe është shumë më i vogël.

Mund të themi me besim se përdorimi i energjisë diellore do të jetë më produktiv në rajonet sa më afër brezit ekuatorial, pasi aty diferenca midis treguesve më të lartë dhe më të ulët është minimale, gjë që tregon sasia maksimale e rrezatimit që arrin në sipërfaqen e planetit. Për shembull, në zonat e shkretëtirës afrikane, sasia vjetore e rrezatimit arrin mesatarisht 2200 kilovat-orë, ndërsa në Kanada ose, për shembull, në Evropën Qendrore, shifrat nuk i kalojnë 1000 kilovat-orë.

Energjia diellore në histori

Nëse mendoni sa më gjerë të jetë e mundur, përpjekjet për të "zbutur" ndriçuesin e madh që ngroh planetin tonë filluan në kohët e lashta gjatë paganizmit, kur secili element mishërohej nga një hyjni e veçantë. Megjithatë, sigurisht, atëherë përdorimi i energjisë diellore nuk bëhej fjalë - magjia mbretëronte në botë.

Tema e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë filloi të ngrihej në mënyrë aktive vetëm në fund të shekullit të 14-të - fillimi i shekullit të 20-të. Një zbulim i vërtetë në shkencë u bë në 1839 nga Alexander Edmond Becquerel, i cili arriti të bëhej zbuluesi i efektit fotovoltaik. Studimi i kësaj teme është rritur ndjeshëm, dhe pas 44 vjetësh, Charles Frits ishte në gjendje të hartonte të parën ndonjëherëmodul i bazuar në selen të veshur me ar. Ky përdorim i energjisë së Diellit në Tokë dha një sasi të vogël të energjisë elektrike të lëshuar - sasia totale e prodhimit atëherë arriti në jo më shumë se 1%. Megjithatë, për të gjithë njerëzimin, ky ishte një zbulim i vërtetë, duke hapur horizonte të reja të shkencës, të cilat as nuk ishin ëndërruar më parë.

Vetë Albert Einstein dha një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e energjisë diellore. Në botën moderne, emri i shkencëtarit lidhet më shpesh me teorinë e tij të famshme të relativitetit, por në fakt, atij iu dha çmimi Nobel pikërisht për studimin e efektit të jashtëm fotoelektrik.

Deri më sot, teknologjia e përdorimit të energjisë diellore në Tokë po përjeton ose ngritje të shpejta ose rënie jo më pak të shpejta, megjithatë, kjo degë e njohurive përditësohet vazhdimisht me fakte të reja dhe mund të shpresojmë që në të ardhmen e parashikueshme, dera e një bote krejtësisht të re do të hapet para nesh. paqe.

Natyra është kundër nesh

Ne kemi folur tashmë për avantazhet e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë. Tani le t'i kushtojmë vëmendje disavantazheve të kësaj metode, të cilat, për fat të keq, nuk janë më pak.

Për shkak të varësisë së drejtpërdrejtë nga vendndodhja gjeografike, kushtet klimatike dhe lëvizja e Diellit, prodhimi i energjisë diellore në sasi të mjaftueshme kërkon kosto të mëdha territoriale. Në fund të fundit është se sa më e madhe të jetë zona e konsumit dhe përpunimit të rrezatimit diellor, aq më e madhe është sasia e energjisë miqësore me mjedisin që do të marrim në dalje. Vendosja e të tillasistemet e mëdha kërkojnë shumë hapësirë të lirë, gjë që shkakton disa vështirësi.

Një problem tjetër në lidhje me përdorimin e energjisë diellore në Tokë është në lidhje të drejtpërdrejtë me kohën e ditës, pasi gjenerimi do të jetë zero gjatë natës dhe jashtëzakonisht i parëndësishëm në mëngjes dhe në mbrëmje.

Një faktor shtesë rreziku është vetë moti - ndryshimet e papritura të kushteve mund të kenë një ndikim jashtëzakonisht negativ në funksionimin e këtij lloji të sistemit, pasi ato shkaktojnë vështirësi në korrigjimin e fuqisë së kërkuar. Në një farë kuptimi, situatat me një ndryshim të mprehtë në sasinë e konsumit dhe prodhimit mund të jenë të rrezikshme.

E pastër por e shtrenjtë

Përdorimi i energjisë diellore në Tokë është i vështirë për momentin për shkak të kostos së lartë. Fotocelat e nevojshme për zbatimin e proceseve kryesore kanë një kosto mjaft të lartë. Natyrisht, aspektet pozitive të përdorimit të këtij lloj burimi e bëjnë atë të paguhet, por nga pikëpamja ekonomike, për momentin nuk ka nevojë të flitet për shlyerjen e plotë të kostove në para.

Megjithatë, siç tregon trendi, çmimi i qelizave diellore po bie gradualisht, kështu që me kalimin e kohës ky problem mund të zgjidhet plotësisht.

Bezdi e procesit

Përdorimi i Diellit si burim energjie është gjithashtu i vështirë sepse kjo metodë e përpunimit të burimeve është mjaft e mundimshme dhe e papërshtatshme. Konsumi dhe përpunimi i rrezatimit varet drejtpërdrejt nga pastërtia e pllakave, gjë që është mjaft problematike për t'u siguruar. Përveç kësaj, jashtëzakonishtNgrohja e elementeve gjithashtu ndikon negativisht në këtë proces, i cili mund të parandalohet vetëm duke përdorur sistemet më të fuqishme të ftohjes, që kërkojnë kosto materiale shtesë dhe të konsiderueshme.

Përveç kësaj, pllakat e përdorura në kolektorët diellorë, pas 30 vitesh punë aktive, gradualisht bëhen të papërdorshme dhe kostoja e qelizave diellore u përmend më herët.

Çështje mjedisore

Më parë u tha se përdorimi i këtij lloj burimi mund të shpëtojë njerëzimin nga problemet mjaft serioze me mjedisin në të ardhmen. Burimi i burimeve dhe produkti përfundimtar janë vërtet sa më miqësorë me mjedisin.

Megjithatë, përdorimi i energjisë diellore, parimi i funksionimit të kolektorëve diellorë është përdorimi i pllakave speciale me fotoqeliza, prodhimi i të cilave kërkon shumë substanca toksike: plumb, arsenik ose kalium. Përdorimi i tyre nuk sjell asnjë dëm për mjedisin, megjithatë, duke pasur parasysh jetëgjatësinë e tyre të kufizuar, me kalimin e kohës, asgjësimi i pllakave mund të bëhet një problem serioz.

Për të kufizuar ndikimin negativ në mjedis, prodhuesit po kalojnë gradualisht drejt vaferave me shtresë të hollë, të cilat kanë një kosto më të ulët dhe efekt më pak të dëmshëm në mjedis.

Metodat për shndërrimin e rrezatimit në energji

Filmat dhe librat për të ardhmen e njerëzimit pothuajse gjithmonë na japin afërsisht të njëjtën pamje të këtij procesi, i cili, në fakt,mund të ndryshojnë ndjeshëm nga realiteti. Ka disa mënyra për të kthyer.

Më i zakonshmi është përdorimi i fotocelulave të përshkruara më parë.

Si alternativë, njerëzimi po përdor në mënyrë aktive energjinë termike diellore, bazuar në ngrohjen e sipërfaqeve të veçanta, e cila lejon ngrohjen e ujit me drejtimin e duhur të temperaturës së marrë. Nëse e thjeshtoni këtë proces sa më shumë që të jetë e mundur, ai mund të krahasohet me rezervuarët që përdoren për dushet e verës në shtëpi private.

Një mënyrë tjetër për të përdorur rrezatimin për të gjeneruar energji është "vela diellore", e cila mund të funksionojë vetëm në vakum. Ky lloj sistemi konverton rrezatimin në energji kinetike.

Problemin e mungesës së gjenerimit gjatë natës e zgjidhin pjesërisht termocentralet me balona diellore, funksionimi i të cilave vazhdon për shkak të akumulimit të energjisë së çliruar dhe kohëzgjatjes së procesit të ftohjes.

Ne dhe energjia diellore

Burimet e energjisë diellore dhe të erës në Tokë përdoren mjaft aktivisht, megjithëse shpesh nuk e vërejmë këtë. Më parë, ngrohja popullore e ujit në një dush në natyrë është përmendur tashmë. Në fakt, më shpesh energjia diellore përdoret për këto qëllime. Megjithatë, ka shumë shembuj të tjerë: pothuajse në çdo dyqan ndriçimi mund të gjeni llamba magazinimi që mund të funksionojnë pa energji elektrike edhe gjatë natës falë energjisë së grumbulluar gjatë ditës.

Instalimet e bazuara në fotoqeliza përdoren në mënyrë aktive në të gjitha llojet e stacioneve të pompimit dhe sistemeve të ventilimit.

Dje, sot, nesër

Një nga burimet më të rëndësishme për njerëzimin është energjia diellore dhe perspektivat për përdorimin e saj janë jashtëzakonisht të larta. Kjo industri financohet, zgjerohet dhe përmirësohet në mënyrë aktive. Tani energjia diellore është më e zhvilluar në Shtetet e Bashkuara, ku disa rajone e përdorin atë si një burim alternativ të plotë të energjisë. Gjithashtu, termocentrale të këtij lloji funksionojnë në shkretëtirën Mojave. Vende të tjera janë drejtuar prej kohësh drejt këtij lloji të prodhimit të energjisë elektrike, i cili së shpejti mund të zgjidhë problemin e ndotjes së mjedisit.