Нүүрс, газрын тос, байгалийн хий, өөрөөр хэлбэл өнөөдөр бидэнд эрчим хүчний эх үүсвэр болж байгаа бүх зүйлийн дэлхийн нөөцийн хэмжээ өдөр бүр буурч байна. Мөн ойрын ирээдүйд хүн төрөлхтөн ямар ч чулуужсан түлш үлдэхгүй хэмжээнд хүрэх болно. Тиймээс манайд хурдацтай ойртож буй сүйрлээс авралыг бүх улс орон идэвхтэй эрэлхийлж байна. Тэгээд хамгийн түрүүнд санаанд орж ирдэг авралын арга бол мэдээж эрт дээр үеэс хүмүүс хувцас хатаах, гэр орноо гэрэлтүүлэх, хоол хийх зэрэгт хэрэглэж ирсэн нарны энерги юм. Энэ нь өөр эрчим хүчний нэг чиглэл болох нарны эрчим хүчийг бий болгосон.

Нарны энергийн эрчим хүчний эх үүсвэр нь нарны гэрлийн энерги бөгөөд тусгай бүтэц ашиглан дулаан эсвэл цахилгаан болж хувирдаг. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар ердөө долоо хоногийн дотор дэлхийн гадаргуу бүх төрлийн түлшний нөөцөөс давсан эрчим хүчийг нарнаас авдаг. Альтернатив эрчим хүчний энэ чиглэлийн хөгжлийн хурдац тогтвортой өсч байгаа ч нарны эрчим хүч нь зөвхөн давуу тал төдийгүй сул талуудтай хэвээр байна.

Хэрэв гол давуу талууд нь хүртээмжтэй байдал, хамгийн чухал нь эрчим хүчний эх үүсвэрийн шавхагдашгүй байдлыг багтаасан бол сул талууд нь дараахь зүйлийг багтаана.

• нарнаас авсан энергийг хуримтлуулах хэрэгцээ;
• ашигласан тоног төхөөрөмжийн ихээхэн зардал;
• цаг агаарын нөхцөл байдал, өдрийн цаг хугацаанаас хамаарах;
• цахилгаан станцаас дээш агаар мандлын температурын өсөлт гэх мэт.

Нарны цацрагийн тоон шинж чанар

Нарны тогтмол гэх мэт үзүүлэлт байдаг. Түүний утга нь 1367 Вт. Энэ нь яг 1 кв.м талбайд эрчим хүчний хэмжээ юм. дэлхий гариг. Гэвч агаар мандлын улмаас дэлхийн гадаргуу дээр 20-25% бага энерги хүрдэг. Тиймээс нэг квадрат метр талбайд нарны эрчим хүчний үнэ цэнэ, жишээлбэл, экватор дээр 1020 Вт байна. Өдөр, шөнийн өөрчлөлт, нарны тэнгэрийн хаяа дээрх өнцгийн өөрчлөлтийг харгалзан үзвэл энэ үзүүлэлт ойролцоогоор 3 дахин буурдаг.

Гэхдээ энэ энерги хаанаас гардаг вэ? Эрдэмтэд анх 19-р зуунд энэ асуудлыг судалж эхэлсэн бөгөөд хувилбарууд нь огт өөр байв. Өнөөдөр асар олон тооны судалгааны үр дүнд нарны энергийн эх үүсвэр нь 4 устөрөгчийн атомыг гелийн цөм болгон хувиргах урвал гэдгийг баттай мэдэж байна. Энэ үйл явцын үр дүнд ихээхэн хэмжээний энерги ялгардаг. Жишээлбэл, 1 г хувиргах үед ялгарах энерги. устөрөгчийг 15 тонн бензин шатаах үед ялгардаг энергитэй харьцуулж болно.

Нарны энергийн хувиргалт

Нарнаас хүлээн авсан энерги нь өөр хэлбэрт шилжих ёстой гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Хүн төрөлхтөнд нарны энергийг цэвэр хэлбэрээр нь хэрэглэж болох ийм төхөөрөмж хараахан байхгүй байгаатай холбоотой ийм хэрэгцээ гарч байна. Тиймээс нарны коллектор, нарны хавтан зэрэг эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг бий болгосон. Хэрэв эхнийх нь дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бол хоёр дахь нь шууд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.

Нарны энергийг хувиргах хэд хэдэн арга байдаг:

• фотоволтайк;
• дулааны агаарын энерги;
• нарны дулааны энерги;
• нарны бөмбөлөг цахилгаан станцуудыг ашиглан .

Хамгийн түгээмэл арга бол фотоволтайк юм. Энэхүү хувиргалтын зарчим нь нарны энергийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг фотоволтайк нарны хавтан буюу нарны хавтанг ашиглах явдал юм. Дүрмээр бол ийм хавтанг цахиураар хийсэн бөгөөд тэдгээрийн ажлын гадаргуугийн зузаан нь миллиметрийн аравны хэдхэн юм. Тэдгээрийг хаана ч байрлуулж болно, зөвхөн нэг нөхцөл байдаг - нарны гэрэл их байх. Орон сууцны барилга, нийтийн барилга байгууламжийн дээвэр дээр гэрэл зургийн хавтанг суурилуулах маш сайн сонголт.

Дээр дурдсан гэрэл зургийн хавтангаас гадна нарны цацрагийн энергийг хувиргахад нимгэн хальсан хавтанг ашигладаг. Тэдгээр нь бүр бага зузаантайгаараа ялгагддаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг хаана ч суурилуулах боломжийг олгодог боловч ийм хавтангийн мэдэгдэхүйц сул тал нь үр ашиг багатай байдаг. Энэ шалтгааны улмаас тэдгээрийн суурилуулалтыг зөвхөн том талбайд л зөвтгөх болно. Зүгээр л зугаацахын тулд нимгэн хальсан хавтанг зөөврийн компьютер эсвэл гар цүнхэнд байрлуулж болно.

Дулааны агаарын энергид нарны эрчим хүчнь агаарын урсгалаас энерги болж хувирч, дараа нь турбогенератор руу илгээгддэг. Харин нарны бөмбөлөг цахилгаан станц ашиглах тохиолдолд бөмбөлөг дотор усны уур үүсдэг. Нарны гэрлийн нөлөөгөөр сонгомол шингээгч бүрхүүл түрхсэн бөмбөлгийн гадаргууг халаах замаар ийм үр дүнд хүрдэг. Энэ аргын гол давуу тал нь цаг агаар муу, шөнийн цагаар цахилгаан станцын ажиллагааг үргэлжлүүлэхэд хангалттай хэмжээний уурын хангамж юм.

Нарны энергийн зарчим нь нарны туяаг шингээж авах гадаргууг халааж, улмаар үүссэн дулааныг ашиглахад чиглүүлэх явдал юм. Хамгийн энгийн жишээ бол халаалтын ус бөгөөд үүнийг дараа нь ахуйн хэрэгцээнд, жишээлбэл, бохирын шугам, батерейнд нийлүүлэхийн зэрэгцээ хий болон бусад түлшийг хэмнэх боломжтой. Аж үйлдвэрийн хэмжээнд энэ аргаар олж авсан нарны цацрагийн энергийг дулааны хөдөлгүүр ашиглан цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Ийм хосолсон цахилгаан станцуудыг барих нь 20 гаруй жил үргэлжилж болох ч нарны эрчим хүчний хөгжлийн хурд буурахгүй, харин ч эсрэгээрээ тогтвортой өсч байна.

Нарны эрчим хүчийг хаана ашиглаж болох вэ?

Нарны эрчим хүчийг химийн үйлдвэрээс эхлээд автомашины үйлдвэрлэл, хоол хийхээс эхлээд сансрын халаалт хүртэл огт өөр салбарт ашиглаж болно. Тухайлбал, автомашины үйлдвэрлэлд нарны хавтанг ашиглах нь 1955 оноос эхтэй. Энэ жил нарны зайгаар ажилладаг анхны автомашин худалдаанд гарснаараа онцлог байлаа. Өнөөдөр BMW, Toyota болон бусад томоохон компаниуд ийм машин үйлдвэрлэдэг.

Өдөр тутмын амьдралд нарны эрчим хүчийг өрөөг халаах, гэрэлтүүлэх, тэр ч байтугай хоол хийхэд ашигладаг. Тухайлбал, НҮБ-ын санаачилгаар тугалган цаас, картоноор хийсэн нарны зуухыг улс төрийн хүнд нөхцөл байдлын улмаас гэр орноо орхин гарсан дүрвэгсэд идэвхтэй ашиглаж байна. Илүү нарийн төвөгтэй нарны зуухыг дулааны боловсруулалт, металл хайлуулахад ашигладаг. Ийм том зуухны нэг нь Узбекистаны нутаг дэвсгэрт байрладаг.

Нарны эрчим хүчийг ашиглах хамгийн сонирхолтой шинэ бүтээлүүд нь:

• Цэнэглэгч болох фотоэлелтэй утасны хамгаалалтын хайрцаг.
• Нарны зай хураагууртай үүргэвч. Энэ нь зөвхөн утсаа төдийгүй таблетаа, тэр ч байтугай камераа, ерөнхийдөө USB оролттой бүх электрон хэрэгслийг цэнэглэх боломжийг олгоно.
• Нарны Bluetooth чихэвч.

Мөн хамгийн бүтээлч санаа бол тусгай даавуугаар хийсэн хувцас юм. Хүрэм, зангиа, тэр ч байтугай усны хувцас - энэ бүхэн таны хувцасны шүүгээнд байгаа зүйл төдийгүй цэнэглэгч болж чадна.

ТУХН-ийн орнуудад өөр эрчим хүчний хөгжил

Альтернатив эрчим хүч, тэр дундаа нарны эрчим хүч нь зөвхөн АНУ, Европ, Энэтхэгт төдийгүй ТУХН-ийн орнууд, тэр дундаа Орос, Казахстан, ялангуяа Украинд өндөр хурдацтай хөгжиж байна. Тухайлбал, хуучин ЗХУ-ын хамгийн том нарны цахилгаан станц Перовог Крымд барьсан. Түүний барилгын ажил 2011 онд дууссан. Энэхүү цахилгаан станц нь Австрийн Activ Solar компанийн 3 дахь шинэлэг төсөл болжээ. Перовогийн оргил эрчим хүч 100 МВт орчим байдаг.

Мөн оны 10-р сард Activ Solar өөр нэг нарны цахилгаан станцыг Крымд Охотниково байгуулжээ. Түүний хүч 80 МВт байв. Охотниково нь Төв ба Зүүн Европт хамгийн том статустай болсон. Украинд өөр эрчим хүч нь аюулгүй, шавхагдашгүй эрчим хүчний чиглэлд асар том алхам хийсэн гэж бид хэлж чадна.

Казахстанд байдал арай өөр харагдаж байна. Үндсэндээ энэ улсад өөр эрчим хүчний хөгжил онолын хувьд л өрнөдөг. Бүгд найрамдах улс асар их нөөц бололцоотой боловч бүрэн хэрэгжиж эхлээгүй байна. Мэдээжийн хэрэг засгийн газар энэ асуудлыг шийдэж байгаа бөгөөд Казахстанд өөр эрчим хүчийг хөгжүүлэх төлөвлөгөө хүртэл боловсруулсан боловч сэргээгдэх эх үүсвэрээс, тэр дундаа нарнаас авах эрчим хүчний эзлэх хувь 1% -иас хэтрэхгүй байх болно. улс орны нийт эрчим хүчний балансад . 2020 он гэхэд ердөө 4 нарны цахилгаан станцыг ашиглалтад оруулахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд нийт хүчин чадал нь 77 МВт болно.

Орос улсад альтернатив эрчим хүч ч нэлээд хурдацтай хөгжиж байна. Гэхдээ Эрчим хүчний дэд сайдын хэлснээр энэ салбарт голчлон Алс Дорнодын бүс нутгуудад анхаарлаа хандуулж байна. Жишээлбэл, Якутад хойд нутгийн хамгийн алслагдсан тосгонд ажиллаж байгаа 4 нарны цахилгаан станцын нийт хүчин чадал 50 мянга гаруй кВт.ц байв. Энэ нь 14 гаруй тонн үнэтэй дизель түлш хэмнэх боломжийг олгосон. Нарны эрчим хүчийг ашиглах өөр нэг жишээ бол Липецк мужид баригдаж буй олон үйлдэлт нисэхийн цогцолбор юм. Түүний ашиглалтын цахилгаан эрчим хүчийг Липецк мужид баригдсан анхны нарны цахилгаан станцаас гаргана.

Энэ бүхэн нь дараахь дүгнэлтийг хийх боломжийг бидэнд олгож байна: өнөөдөр бүх улс орнууд, тэр байтугай хамгийн өндөр хөгжилтэй орнууд ч гэсэн эрхэм зорилгодоо аль болох ойртохыг хичээдэг: эрчим хүчний өөр эх үүсвэрийг ашиглах. Эцсийн эцэст, цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ өдөр бүр нэмэгдэж, байгаль орчинд ялгарах хорт утааны хэмжээ өдөр бүр нэмэгдэж байна. Бидний ирээдүй, манай гаригийн ирээдүй зөвхөн биднээс шалтгаална гэдгийг олон хүн аль хэдийн ойлгосон.

Р.Абдулина

Украин нарны эрчим хүчийг ашигладаг

Эрт дээр үеэс хүмүүс Нарыг хүчирхэг, агуу гэж ярьж, шашин шүтлэгдээ түүнийг амьд биет болгон өргөмжилж ирсэн. Гэрэл гэгээг шүтэн биширч, магтан сайшааж, цаг хугацаа түүгээр хэмжигдэж, дэлхийн адислалын анхдагч эх сурвалж гэж үргэлж үздэг байв.

Нарны эрчим хүчний хэрэгцээ

Мянган жил өнгөрчээ. Хүн төрөлхтөн хөгжлийн шинэ эринд орж, хурдацтай хөгжиж буй технологийн дэвшлийн үр шимийг хүртэж байна. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл нар бол дулааны байгалийн гол эх үүсвэр, улмаар амьдралыг төлөөлдөг.

Хүн төрөлхтөн өдөр тутмынхаа үйл ажиллагаанд Нарыг хэрхэн ашигладаг вэ? Энэ асуудлыг илүү нарийвчлан авч үзье.

Нарны "ажил"

Тэнгэрийн бие нь ургамлын фотосинтезд шаардлагатай эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр болдог. Нар усны эргэлтийг хөдөлгөдөг бөгөөд зөвхөн үүний ачаар л манай гараг хүн төрөлхтний мэддэг бүх чулуужсан түлштэй болсон. Мөн хүмүүс цахилгаан, дулааны эрчим хүчний хэрэгцээгээ хангахын тулд энэхүү тод одны хүчийг ашигладаг. Үүнгүйгээр дэлхий дээрх амьдрал ердөө л боломжгүй байх байсан.

Эрчим хүчний гол эх үүсвэр

Байгаль нь хүн төрөлхтөн өөрийн бэлгийг тэнгэрийн биеэс хүлээн авахыг ухаалгаар баталгаажуулдаг. Нарны эрчим хүчийг тив, усны гадаргуу руу цацрагийн долгион дамжуулах замаар дэлхийд хүргэдэг. Түүнээс гадна, илгээсэн бүх спектрээс зөвхөн дараахь зүйл бидэнд хүрдэг.

1. Хэт ягаан туяаны долгион. Эдгээр нь хүний ​​нүдэнд үл үзэгдэх бөгөөд нийт спектрийн ойролцоогоор 2% -ийг эзэлдэг.

2. Гэрлийн долгион. Энэ нь нарнаас дэлхийн гадаргад хүрэх энергийн бараг тал хувь юм. Гэрлийн долгионы ачаар хүн эргэн тойрон дахь дэлхийн бүх өнгийг хардаг.

3. Хэт улаан туяаны долгион. Тэд спектрийн ойролцоогоор 49% -ийг бүрдүүлдэг бөгөөд ус, газрын гадаргууг халаадаг. Дэлхий дээрх нарны энергийг ашиглахад хамгийн их эрэлт хэрэгцээтэй байгаа нь эдгээр долгион юм.

Хэт улаан туяаны долгион хувиргах зарчим

Дэлхий дээр нарны эрчим хүчийг ашиглах үйл явц хэрхэн явагддаг вэ? Бусад ижил төстэй үйлдлүүдийн нэгэн адил энэ нь шууд хувиргах зарчмын дагуу явагддаг. Үүнийг хийхийн тулд танд зөвхөн тусгай гадаргуу хэрэгтэй. Нарны гэрэл тусах үед энерги болон хувирах процесст ордог. Дулаан авахын тулд коллекторыг энэ хэлхээнд оруулах шаардлагатай. Энэ нь хэт улаан туяаны долгионыг шингээдэг. Цаашилбал, нарны эрчим хүчийг ашигладаг төхөөрөмжид мэдээж хадгалах төхөөрөмж байдаг. Эцсийн бүтээгдэхүүнийг халаахын тулд тусгай дулаан солилцуур суурилуулсан.

Нарны эрчим хүчний зорилго нь хүн төрөлхтөнд нэн шаардлагатай дулаан, гэрлийг олж авах явдал юм. Шинэ салбарыг заримдаа нарны эрчим хүч гэж нэрлэдэг. Эцсийн эцэст Грек хэлнээс орчуулсан Гелиос нь нар гэсэн утгатай.

Цогцолборын үйл ажиллагаа

Онолын хувьд бидний хүн нэг бүр нарны суурилуулалтыг тооцоолж болно. Эцсийн эцэст, манай галактикийн системийн цорын ганц одноос Дэлхий хүртэлх замыг туулж, гэрлийн цацрагийн урсгал нь нэг квадрат метр талбайд 1367 Вт эрчим хүчний цэнэгийг авчрах болно. Энэ нь агаар мандлын давхаргын үүдэнд байдаг нарны тогтмол хэмжигдэхүүн юм. Энэ сонголт нь зөвхөн байгальд байдаггүй хамгийн тохиромжтой нөхцөлд л боломжтой юм. Агаар мандлыг дайран өнгөрсний дараа нарны туяа экваторт нэг квадрат метр талбайд 1020 ватт авчрах болно. Харин өдөр шөнийн өөрчлөлтөөс болж бид гурав дахин бага үнээр авах боломжтой. Дунд зэргийн өргөргийн хувьд энд зөвхөн өдрийн гэрлийн үргэлжлэх хугацаа өөрчлөгддөггүй, мөн улирлын шинж чанартай байдаг. Тиймээс экватороос алслагдсан газруудад цахилгаан эрчим хүчийг тооцоолохдоо дахин хоёр дахин багасгах шаардлагатай болно.

Тэнгэрийн биетийн цацрагийн газарзүй

Нарны эрчим хүч хаана үр ашигтай ажиллах вэ? Энэ хөгжиж буй үйлдвэрт ургамал байрлуулах байгалийн нөхцөл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Дэлхийн гадаргуу дээрх нарны цацрагийн тархалт жигд бус байна. Зарим бүс нутагт нарны туяа нь удаан хүлээсэн, ховор зочин байдаг бол заримд нь бүх амьд биетүүдэд сэтгэл гутралын нөлөө үзүүлдэг.

Тухайн газар нутгийг хүлээн авах нарны цацрагийн хэмжээ нь түүний өргөрөгөөс хамаарна. Байгалийн гэрлийн энергийн хамгийн их тунг экваторын ойролцоо байрладаг мужууд хүлээн авдаг. Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм. Нарны урсгалын хэмжээ нь цаг уурын нэг бүсээс нөгөөд шилжих үед өөрчлөгддөг тунгалаг өдрүүдийн тооноос хамаардаг. Агаарын урсгал болон бүс нутгийн бусад шинж чанарууд нь цацрагийн түвшинг нэмэгдүүлж эсвэл бууруулдаг. Нарны энергийн ашиг тусыг хамгийн сайн мэддэг:

Зүүн хойд Африкийн орнууд болон тивийн баруун өмнөд болон төвийн зарим бүс нутаг;
- Арабын хойгийн оршин суугчид;
- Африкийн зүүн эрэг;
- Австралийн баруун хойд хэсэг, Индонезийн зарим арлууд;
- Өмнөд Америкийн баруун эрэг.

ОХУ-ын хувьд, түүний нутаг дэвсгэр дээр хийсэн хэмжилтээс харахад Хятадтай хиллэдэг бүс нутаг, мөн хойд бүсүүд нарны цацрагийн хамгийн өндөр тунтай байдаг. Манай орны хаана нь нар дэлхийг хамгийн бага халаадаг вэ? Энэ бол Санкт-Петербург болон түүний ойр орчмын бүс нутгийг багтаасан баруун хойд бүс юм.

Цахилгаан станцууд

Дэлхий дээрх нарны энергийг ашиглахгүйгээр бидний амьдралыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Хэрхэн хэрэглэх вэ? Гэрлийн цацрагийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Үүний хэрэгцээ жил бүр нэмэгдэж, байгалийн хий, газрын тос, нүүрсний нөөц хурдацтай буурч байна. Тийм ч учраас сүүлийн хэдэн арван жилд хүмүүс нарны цахилгаан станц барьж эхэлсэн. Эцсийн эцэст эдгээр суурилуулалт нь байгалийн нөөцийг ихээхэн хэмнэж, өөр эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах боломжийг олгодог.

Нарны цахилгаан станцууд гадаргуу дээр суурилуулсан фотоэлементүүдийн ачаар ажилладаг. Түүнээс гадна, онд өнгөрсөн жилийм системийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой байсан. -аас нарны суурилуулалтыг үйлдвэрлэж эхэлсэн хамгийн сүүлийн үеийн материалмөн бүтээлч инженерийн шийдлүүдийг ашиглах. Энэ нь тэдний хүчийг эрс нэмэгдүүлсэн.

Зарим судлаачдын үзэж байгаагаар ойрын ирээдүйд хүн төрөлхтөн одоо байгаа цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх уламжлалт аргуудаас татгалзаж магадгүй юм. Хүмүүсийн хэрэгцээг тэнгэрийн бие бүрэн хангана.

Нарны цахилгаан станцууд өөр өөр хэмжээтэй байж болно. Тэдний хамгийн жижиг нь хувийнх. Эдгээр системд хэдхэн нарны хавтан байдаг. Хамгийн том, хамгийн төвөгтэй суурилуулалт нь арав гаруй хавтгай дөрвөлжин километр талбайг эзэлдэг.

Бүх нарны цахилгаан станцыг зургаан төрөлд хуваадаг. Тэдний дунд:

Цамхаг;
- фотоэлелтэй суурилуулалт;
- диск хэлбэртэй;
- параболик;
- нарны вакуум;
- холимог.

Цахилгаан станцын хамгийн түгээмэл төрөл бол цамхаг юм. Энэ бол өндөр бүтэц юм. Гаднах төрхөөрөө энэ нь усан сан бүхий цамхагтай төстэй юм. Савыг усаар дүүргэж, хараар будна. Цамхагийн эргэн тойронд 8 хавтгай дөрвөлжин метр талбайтай толь байдаг. Энэ бүхэл бүтэн систем нь нэг хяналтын самбарт холбогдсон бөгөөд үүний ачаар та толины өнцгийг нарны гэрлийг байнга тусгаж байхаар чиглүүлэх боломжтой. Танк руу чиглэсэн цацраг нь усыг халаана. Уг систем нь уур үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Фотоселлийн төрлийн цахилгаан станцуудыг ажиллуулахдаа нарны батерейг ашигладаг. Өнөөдөр ийм суурилуулалт ялангуяа алдартай болсон. Эцсийн эцэст, нарны хавтанг жижиг блокуудад суурилуулж болох бөгөөд энэ нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүдэд төдийгүй хувийн байшинд ашиглах боломжийг олгодог.

Хэрэв та дотор талд суурилуулсан толин тусгал хавтан бүхий хэд хэдэн асар том хиймэл дагуулын антеннуудыг харвал эдгээр нь нарны цацраг дээр ажилладаг параболик цахилгаан станцууд гэдгийг мэдэж аваарай. Тэдний үйл ажиллагааны зарчим нь цамхагийн төрлийн системтэй төстэй юм. Тэд гэрлийн туяа барьж, хүлээн авагчийг шингэнээр халаана. Дараа нь уур үүсдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Аяга тавагны станцууд нь цамхаг ба параболик гэж ангилагдсантай ижил аргаар ажилладаг. Ялгаа нь зөвхөн угсралтын дизайны онцлог шинж чанартай байдаг. Өнгөц харахад энэ нь асар том төмөр мод шиг харагддаг бөгөөд навч нь хавтгай дугуй толь юм. Тэдэнд нарны энерги төвлөрдөг.

Нарны вакуум цахилгаан станцад дулаан үүсгэх ер бусын аргыг ашигладаг. Түүний загвар нь дугуй дээвэрээр бүрхэгдсэн газар юм. Энэ байгууламжийн төвд хөндий цамхаг босдог бөгөөд түүний сууринд турбин суурилуулсан байдаг. Ийм цахилгаан станцын ирний эргэлт нь температурын зөрүүгээс болж үүсдэг агаарын урсгалын улмаас үүсдэг. Шилэн дээвэр нь нарны цацрагийг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Тэд дэлхийг халаана. Дотор агаарын температур нэмэгддэг. Дотор болон гадна термометрийн уншилтын зөрүү нь агаарын ноорог үүсгэдэг.

Нарны эрчим хүч нь холимог төрлийн цахилгаан станцуудыг ч ашигладаг. Жишээлбэл, цамхаг дээр нэмэлт фотоэлел ашигладаг тохиолдолд ийм системийн талаар ярьж болно.

Нарны эрчим хүчний давуу болон сул талууд

Улс орны эдийн засгийн салбар бүр эерэг ба сөрөг талуудтай. Тэд мөн гэрлийн урсгалыг ашиглах үед боломжтой. Нарны энергийн давуу талууд нь дараах байдалтай байна.

Байгаль орчинд ээлтэй, учир нь байгаль орчныг бохирдуулдаггүй;
- үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бэлэн байдал - зөвхөн үйлдвэрлэлийн зориулалтаар төдийгүй хувийн жижиг цахилгаан станцуудыг бий болгоход зарагддаг фотоэлементүүд;
- эх сурвалжийн шавхагдашгүй байдал, өөрийгөө шинэчлэх;
- зардлыг байнга бууруулах.

Нарны эрчим хүчний сул талуудын дунд:

Цахилгаан станцын гүйцэтгэлд өдрийн цаг, цаг агаарын нөхцөл байдлын нөлөөлөл;
- эрчим хүч хадгалах хэрэгцээ;
- тухайн бүс нутаг дахь өргөрөг, жилийн хугацаа зэргээс шалтгаалан бүтээмж буурах;
- цахилгаан станцад агаарыг их хэмжээгээр халаах;
- нарны зайн хавтангийн системд шаардлагатай бохирдлыг үе үе цэвэрлэх хэрэгцээ, энэ нь фотоэлемент суурилуулсан асар том талбайн улмаас асуудал үүсгэдэг;
- тоног төхөөрөмжийн харьцангуй өндөр өртөг нь жил бүр буурч байгаа ч олон нийтийн хэрэглэгчдэд хүртээмжгүй хэвээр байна.

Хөгжлийн хэтийн төлөв

Дэлхий дээр нарны эрчим хүчийг ашиглах цаашид ямар боломжууд байна вэ? Өнөөдөр энэхүү өөр цогцолборын хувьд агуу ирээдүйг урьдчилан таамаглаж байна.

Нарны эрчим хүчний хэтийн төлөв тод харагдаж байна. Эцсийн эцэст энэ чиглэлд асар их ажил аль хэдийн хийгдэж байна. Жил бүр дэлхийн янз бүрийн улс орнуудад нарны цахилгаан станцууд улам олон гарч ирдэг бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь техникийн шийдэл, цар хүрээгээрээ гайхалтай юм. Нэмж дурдахад, энэ салбарын мэргэжилтнүүд шинжлэх ухааны судалгаа хийхээ зогсоодоггүй бөгөөд зорилго нь ийм суурилуулалтанд ашигладаг фотоэлементүүдийн үр ашгийг дахин дахин нэмэгдүүлэх явдал юм.

Эрдэмтэд нэгэн сонирхолтой тооцоо хийжээ. Хэрэв дэлхийн долоон зуунд байрлах дэлхийн газар дээр фотоэлемент суурилуулсан бол тэдгээр нь 10% -ийн үр ашигтай байсан ч гэсэн бүх хүн төрөлхтнийг шаардлагатай дулаан, гэрлээр хангах болно. Мөн энэ нь тийм ч хол хэтийн төлөв биш юм. Эцсийн эцэст, өнөөдөр ашиглагдаж байгаа фотоселлер нь 30% -ийн үр ашигтай байдаг. Үүний зэрэгцээ эрдэмтэд энэ утгыг 85% хүртэл нэмэгдүүлнэ гэж найдаж байна.

Нарны эрчим хүчний хөгжил нэлээд хурдацтай явагдаж байна. Хүмүүс байгалийн нөөц хомсдож байгаа асуудалд ихээхэн санаа зовж, дулаан, гэрлийн өөр эх үүсвэрүүдийг хайж байна. Ийм шийдэл нь хүн төрөлхтний зайлшгүй эрчим хүчний хямрал, мөн удахгүй болох байгаль орчны сүйрлээс урьдчилан сэргийлэх болно.

Нарны энергийг хувиргах зарчим, түүний хэрэглээ, хэтийн төлөв

Дэлхий дээр уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрүүд улам бүр цөөрсөөр байна. Газрын тос, байгалийн хий, нүүрсний нөөц шавхагдаж, бүх зүйл эрт орой хэзээ нэгэн цагт дуусах дөхөж байна. Хэрэв энэ хугацаанд эрчим хүчний өөр эх үүсвэр олдохгүй бол хүн төрөлхтөн сүйрэлтэй тулгарах болно. Тиймээс өндөр хөгжилтэй бүх оронд эрчим хүчний шинэ эх үүсвэрийг нээж хөгжүүлэх судалгааг хийж байна. Юуны өмнө энэ нь нарны эрчим хүч юм. Эрт дээр үеэс хүмүүс энэ энергийг гэр орноо гэрэлтүүлэх, хуурай хоол хүнс, хувцас хунар зэргийг гэрэлтүүлэхэд ашиглаж ирсэн. Өнөөдөр нарны эрчим хүч нь өөр эрчим хүчний хамгийн ирээдүйтэй эх үүсвэрүүдийн нэг юм. Одоогийн байдлаар нарны энергийг цахилгаан эсвэл дулааны энерги болгон хувиргах боломжтой маш олон загвар бий. Аж үйлдвэр аажмаар хөгжиж, хөгжиж байгаа ч бусад газрын нэгэн адил асуудалтай байдаг. Энэ бүгдийг энэ материалд хэлэлцэх болно.

Нарны эрчим хүч бол дэлхий дээрх хамгийн хүртээмжтэй сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийн нэг юм. Нарны эрчим хүчийг үндэсний эдийн засагт ашиглах нь байгаль орчинд эерэг нөлөө үзүүлдэг, учир нь үүнийг авахын тулд цооног өрөмдөх, уурхай хөгжүүлэх шаардлагагүй юм. Үүнээс гадна, энэ төрлийн эрчим хүч нь үнэ төлбөргүй бөгөөд ямар ч зардал шаарддаггүй. Мэдээжийн хэрэг, тоног төхөөрөмж худалдан авах, суурилуулахтай холбоотой зардал гардаг.

Асуудал нь нар бол эрчим хүчний завсарлагааны эх үүсвэр юм. Тиймээс эрчим хүч хуримтлуулах, бусад эрчим хүчний эх үүсвэртэй хослуулан ашиглахыг шаарддаг. Орчин үеийн тоног төхөөрөмж нарны энергийг цахилгаан болон дулааны энерги болгон хувиргах үр ашиг багатай байгаа нь өнөөдрийн гол асуудал юм. Тиймээс бүх бүтээн байгуулалтууд нь ийм системийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх, тэдний өртөгийг бууруулахад чиглэгддэг.

Дашрамд дурдахад, манай гараг дээрх олон нөөцийг нарны эрчим хүчнээс гаргаж авдаг.Жишээлбэл, сэргээгдэх өөр нэг эх үүсвэр болох салхи наргүй бол үлээхгүй. Усны ууршилт, гол мөрөнд хуримтлагдах нь нарны нөлөөн дор болдог. Мөн та бүхний мэдэж байгаагаар усыг усан цахилгаан станц ашигладаг. Наргүйгээр био түлш ч бас байхгүй. Тиймээс нар эрчим хүчний шууд эх үүсвэрээс гадна эрчим хүчний бусад хэсэгт нөлөөлдөг.

Нар нь манай гаригийн гадаргуу руу цацраг туяа илгээдэг. Өргөн хүрээний цацрагаас дэлхийн гадаргуу дээр 3 төрлийн долгион хүрдэг.

• Гэрэл. Тэдний ойролцоогоор 49 хувь нь ялгаралтын спектрт байдаг;
• Хэт улаан туяа. Тэдний эзлэх хувь мөн 49 хувь байна. Эдгээр долгионы ачаар манай гараг дулаарч;
• Хэт ягаан туяа. Тэдний ойролцоогоор 2 хувь нь нарны цацрагийн спектрт байдаг. Тэд бидний нүдэнд үл үзэгдэх юм.

Түүхэнд хийсэн аялал

Өнөөдрийг хүртэл нарны эрчим хүч хэрхэн хөгжсөн бэ? Хүн төрөлхтөн нарыг үйл ажиллагаандаа ашиглах талаар эрт дээр үеэс бодож ирсэн. Архимед өөрийн Сиракуз хотын ойролцоо дайсны флотыг шатаасан домгийг хүн бүр мэддэг. Үүний тулд тэрээр шатаж буй толь ашигласан. Хэдэн мянган жилийн өмнө Ойрхи Дорнодод захирагчдын ордон наранд халсан усаар халаадаг байв. Зарим оронд далайн усыг наранд ууршуулж давс гаргаж авдаг байсан. Эрдэмтэд нарны эрчим хүчээр ажилладаг халаалтын төхөөрөмж дээр туршилт хийдэг байв.

Ийм халаагуурын анхны загваруудыг 17-17-р зуунд үйлдвэрлэж байжээ. Ялангуяа судлаач Н.Соссюр усан халаагуурын хувилбараа танилцуулсан. Энэ нь шилэн таглаатай модон хайрцаг юм. Энэ төхөөрөмж дэх усыг 88 хэм хүртэл халаасан. 1774 онд A. Lavoisier нарны дулааныг төвлөрүүлэхийн тулд линз ашигласан. Мөн хэдхэн секундын дотор цутгамал төмрийг хайлуулах боломжтой линз гарч ирэв.

Нарны энергийг механик энерги болгон хувиргадаг батерейг Францын эрдэмтэд бүтээжээ. 19-р зууны төгсгөлд судлаач О.Мушо уурын зуухны линз ашиглан туяаг төвлөрүүлдэг тусгаарлагчийг бүтээжээ. Энэ бойлерыг хэвлэх машин ажиллуулахад ашигласан. Тэр үед АНУ-д 15 "морь"-ын хүчин чадалтай нарны эрчим хүчээр ажилладаг төхөөрөмжийг бий болгох боломжтой байв.

Удаан хугацааны туршид тусгаарлагчийг нарны энергийг ашиглан усыг уур болгон хувиргах схемийн дагуу үйлдвэрлэдэг байв. Мөн хувиргасан энергийг зарим ажил хийхэд зарцуулсан. Нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг анхны төхөөрөмжийг 1953 онд АНУ-д бүтээжээ. Энэ нь орчин үеийн нарны хавтангийн прототип болсон. Тэдний ажлын үндэс болсон фотоэлектрик эффектийг 19-р зууны 70-аад оны үед илрүүлсэн.

Өнгөрсөн зууны 30-аад онд ЗХУ-ын академич А.Ф.Иоффе нарны энергийг хувиргахад хагас дамжуулагч фотоэлемент ашиглахыг санал болгов. Тухайн үед батерейны үр ашиг 1% -иас бага байсан. 10-15 хувийн үр ашигтай нарны зайг бүтээхээс өмнө олон жил өнгөрчээ. Дараа нь америкчууд орчин үеийн нарны зай хураагуур үйлдвэрлэсэн.

Нарны системээс илүү их эрчим хүч авахын тулд бага үр ашгийг фотоэлементийн талбайн өсөлтөөр нөхдөг. Гэхдээ нарны зайн цахиурын хагас дамжуулагч нь нэлээд үнэтэй тул энэ нь шийдэл биш юм. Үр ашиг нэмэгдэхийн хэрээр материалын өртөг нэмэгддэг. Энэ нь нарны зай хураагуурыг өргөнөөр ашиглахад гол саад болж байна. Гэвч нөөц шавхагдахын хэрээр тэдгээрийг ашиглах нь улам бүр ашигтай болно. Түүнчлэн фотоэлементийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх судалгаа зогсдоггүй.

Хагас дамжуулагч дээр суурилсан батерейнууд нь нэлээд бат бөх бөгөөд тэдгээрийг арчлахад мэргэжлийн ур чадвар шаарддаггүй гэдгийг хэлэх нь зүйтэй. Тиймээс тэдгээрийг өдөр тутмын амьдралдаа ихэвчлэн ашигладаг. Мөн бүхэл бүтэн нарны цахилгаан станцууд байдаг. Дүрмээр бол тэд жилд олон тооны нартай өдрүүдтэй улс орнуудад бүтээгддэг. Эдгээр нь Израиль, Саудын Араб, АНУ-ын өмнөд хэсэг, Энэтхэг, Испани юм. Одоо үнэхээр гайхалтай төслүүд байна. Жишээлбэл, агаар мандлын гаднах нарны цахилгаан станцууд. Тэнд нарны гэрэл эрч хүчээ алдаагүй байна. Өөрөөр хэлбэл, тойрог замд цацрагийг барьж аваад дараа нь богино долгионы зуух болгон хувиргахыг санал болгож байна. Дараа нь энэ хэлбэрээр энерги дэлхий рүү илгээгдэх болно.

Нарны энергийн хувиргалт

Юуны өмнө нарны энергийг хэрхэн илэрхийлж, үнэлж болох талаар ярих нь зүйтэй.

Нарны эрчим хүчний хэмжээг хэрхэн тооцоолох вэ?

Мэргэжилтнүүд үүнийг тооцоолохдоо нарны тогтмол хэмжигдэхүүн зэрэг утгыг ашигладаг. Энэ нь 1367 ватттай тэнцэнэ. Нарнаас гарах эрчим хүч манай гарагийн нэг метр квадратад яг ийм хэмжээгээр унадаг. Ойролцоогоор дөрөвний нэг нь агаар мандалд алдагддаг. Экваторын хамгийн их утга нь квадрат метр тутамд 1020 ватт байна. Өдөр, шөнө, цацрагийн тусгалын өнцгийн өөрчлөлтийг харгалзан энэ утгыг дахин гурван дахин бууруулах шаардлагатай.

Нарны эрчим хүчний эх үүсвэрийн талаар янз бүрийн хувилбарууд гарсан. Асаалттай Энэ мөчдөрвөн H2 атомыг He цөм болгон хувиргасны үр дүнд энерги ялгардаг гэж мэргэжилтнүүд хэлж байна. Үйл явц нь их хэмжээний энерги ялгарснаар үргэлжилнэ. Харьцуулахын тулд 1 грамм H2-ийн хувиргах энерги нь 15 тонн нүүрсустөрөгчийг шатаах үед ялгарах энергитэй харьцуулах боломжтой гэж төсөөлөөд үз дээ.

Хөрвүүлэх аргууд

Өнөөдөр шинжлэх ухаанд нарны эрчим хүчийг цэвэр хэлбэрээр нь ажиллуулдаг төхөөрөмж байхгүй тул өөр төрөлд шилжүүлэх шаардлагатай байна. Үүний тулд нарны зай хураагуур, коллектор зэрэг төхөөрөмжүүдийг бүтээжээ. Батерей нь нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Мөн коллектор нь дулааны энерги үйлдвэрлэдэг. Эдгээр хоёр төрлийг хослуулсан загварууд бас байдаг. Тэднийг эрлийз гэж нэрлэдэг.

Нарны энергийг хувиргах үндсэн аргуудыг доор үзүүлэв.

• фотоэлектрик;
• нарны дулаан;
• халуун агаар;
• нарны бөмбөлөг цахилгаан станц.

Эхний арга бол хамгийн түгээмэл арга юм. Энд нарны туяанд өртөх үед цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг фотоволтайк хавтанг ашигладаг. Ихэнх тохиолдолд тэдгээрийг цахиураар хийдэг. Ийм хавтангийн зузаан нь миллиметрийн аравны нэг юм. Ийм хавтанг фотоволтайк модуль (батерей) болгон нэгтгэж, наранд суурилуулсан. Ихэнхдээ тэдгээрийг байшингийн дээвэр дээр байрлуулдаг. Зарчмын хувьд тэдгээрийг газар дээр байрлуулахад юу ч саад болохгүй. Тэдний эргэн тойронд сүүдэрлэж чадах том объект, бусад барилга байгууламж, мод байхгүй байх шаардлагатай.

Цахилгаан энерги үүсгэхийн тулд фотоэлелээс гадна нимгэн хальс буюу эсийг ашигладаг. Тэдний давуу тал нь жижиг зузаантай боловч сул тал нь үр ашгийг бууруулдаг. Ийм загваруудыг ихэвчлэн янз бүрийн хэрэгслийн зөөврийн цэнэглэгчд ашигладаг.

Дулааны агаарыг хувиргах арга нь агаарын урсгалаас эрчим хүч авах явдал юм. Энэ урсгалыг турбогенератор руу илгээдэг. Аэростатын цахилгаан станцуудад нарны энергийн нөлөөгөөр аэростатын цилиндрт усны уур үүсдэг. Бөмбөлөгний гадаргуу нь нарны гэрлийг шингээдэг тусгай бүрхүүлээр бүрхэгдсэн байдаг. Бөмбөлөг дэх уурын нөөцийн ачаар ийм цахилгаан станцууд үүлэрхэг цаг агаар, шөнийн цагаар ажиллах боломжтой.

Нарны энерги нь тусгай коллекторт эрчим хүчний тээвэрлэгчийн гадаргууг халаахад суурилдаг. Жишээлбэл, энэ нь байшингийн халаалтын системд зориулсан халаалтын ус байж болно. Зөвхөн ус төдийгүй агаарыг хөргөлтийн бодис болгон ашиглаж болно. Коллекторт халааж, гэрийн агааржуулалтын системд нийлүүлж болно.

Эдгээр бүх системүүд нь нэлээд үнэтэй боловч тэдгээрийн хөгжил, сайжруулалт аажмаар үргэлжилж байна.

Нарны эрчим хүчний давуу болон сул талууд

Давуу тал

• Үнэгүй. Нарны эрчим хүчний гол давуу талуудын нэг нь ямар ч зардалгүй байдаг. Нарны хавтанг цахиур ашиглан хийдэг бөгөөд энэ нь элбэг байдаг;
• Гаж нөлөө байхгүй. Эрчим хүч хувиргах үйл явц нь дуу чимээ, хортой ялгаруулалт, хог хаягдалгүйгээр явагддаг бөгөөд байгаль орчинд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Дулааны, усан болон цөмийн эрчим хүчний талаар үүнийг хэлж болохгүй. Бүх уламжлалт эх сурвалжууд нь үйлдлийн системд нэг хэмжээгээр хор хөнөөл учруулдаг;
• Аюулгүй байдал, найдвартай байдал. Тоног төхөөрөмж нь удаан эдэлгээтэй (30 хүртэл жил үйлчилдэг). 20-25 жил ашигласны дараа фотоэлелүүд нь нэрлэсэн үнийн дүнгийн 80 хүртэлх хувийг үйлдвэрлэдэг;
• Дахин боловсруулах. Нарны зайг бүрэн дахин боловсруулах боломжтой бөгөөд үйлдвэрлэлд дахин ашиглах боломжтой;
• Засварлахад хялбар. Тоног төхөөрөмжийг байрлуулахад хялбар бөгөөд бие даасан байдлаар ажилладаг;
• Хувийн орон сууцанд ашиглахад тохиромжтой;
• Гоо зүй. Гаднах төрхийг нь алдагдуулахгүйгээр барилгын дээвэр, фасад дээр суурилуулах боломжтой;
• Туслах цахилгаан хангамжийн систем болгон сайн нэгдсэн.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг нийтэлсэн 07/08/2015 15:28

Нарны эрчим хүчийг юу гэж нэрлэдэг вэ?Энэ бол нарнаас гэрэл, дулаан хэлбэрээр үйлдвэрлэсэн энерги юм. Үүнээс гадна нарны эрчим хүчний хоёрдогч хэлбэрүүд болох салхи, долгионы эрчим хүч байдаг. Эдгээр бүх төрлийн эрчим хүч нь дэлхийн сэргээгдэх эрчим хүчний дийлэнх хувийг бүрдүүлдэг.

Дэлхий 174 петватт (PW) нарны цацрагийг хүлээн авдагагаар мандлын дээд давхаргад. 30% нь сансарт буцаж тусдаг бол үлдсэн хэсэг нь үүл, далай, хуурай газарт шингэдэг. Дэлхийн гадаргуу, далай, агаар мандал нарны цацрагийг шингээдэг, энэ нь тэдний температурыг нэмэгдүүлдэг. Далайгаас ус агуулсан дулаан агаар дээшилж, конвекц үүсгэдэг. Агаар бага температуртай өндөрт хүрэхэд усны уур нь үүл болж өтгөрч, бороо үүсгэдэг. Усны конденсацийн далд дулаан нь конвекцийг нэмэгдүүлж, салхи үүсгэдэг. Эрчим хүчийг далай, хуурай газар шингээж, гадаргуугийн дундаж температурыг ойролцоогоор 14 хэмд байлгадаг.

Ногоон ургамал нарны энергийг хувиргадагфотосинтезээр химийн энерги болж хувирдаг. Манай хүнсний үйлдвэрлэл бүхэлдээ нарны эрчим хүчнээс хамааралтай. Амьдралынхаа дараа ургамал үхэж, дэлхий рүү ялзарч, нарны энерги нь бидний мэддэг чулуужсан түлшийг бий болгосон биомассыг өгдөг.

Нарны эрчим хүчийг ашиглах арга замууд

Хүмүүс нарны эрчим хүчийг янз бүрийн хэлбэрээр ашигладаг.байрыг халаах, хөргөх, ундны ус нэрэх, ариутгах, гэрэлтүүлэх, халуун ус үйлдвэрлэх, хоол хийх. Нарны энергийг ашиглах арга замууд зөвхөн хүний ​​оюун ухаанаар хязгаарлагддаг.

Нарны технологи нь идэвхгүй эсвэл идэвхтэй,эрчим хүчийг барьж, дараа нь хувиргаж, хуваарилах аргаас хамаарна.

Идэвхтэй нарны технологи

Идэвхтэй нарны технологи орнофотоволтайк хавтан ба нарны дулааны коллектор.

Нарны идэвхгүй технологи

Идэвхгүй аргууд орноөдрийн гэрэл, дулааныг хамгийн их хэмжээгээр авахын тулд барилгын Нар руу чиглэсэн чиглэл, хүссэн дулааны шинж чанартай материалыг сонгох.

Бидний одоогийн чулуужсан түлшний хараат байдал аажмаар эрчим хүчний өөр эх үүсвэрээр солигдож байна. Зарим түлш яваандаа ашиггүй болж болох ч нарны эрчим хүч хэзээ ч хуучирч, харийн гүрнүүдийн хяналтанд орохгүй, дуусахгүй. Нар өөрийн устөрөгчийн нөөцийг ашигладаг тул тэсрэх хүртэл ашигтай энерги үйлдвэрлэх болно. Хүмүүсийн өмнө тулгараад байгаа ажил бол энэ энергийг хамгийн ихээр олж авах явдал юм энгийн аргаарҮүнийг хийхийн тулд чулуужсан түлш ашиглах л үлдлээ.

Хүмүүс цахилгаангүйгээр амьдралыг төсөөлөхөө больж, эрчим хүчний хэрэгцээ жил бүр нэмэгдэж, газрын тос, хий, нүүрс зэрэг эрчим хүчний нөөцийн нөөц хурдацтай буурч байна. Хүн төрөлхтөнд эрчим хүчний өөр эх үүсвэр ашиглахаас өөр сонголт байхгүй. Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нэг арга бол нарны энергийг фотоэлел ашиглан хувиргах явдал юм. Нарны эрчим хүчийг ашиглах боломжтой гэдгийг хүмүүс харьцангуй эрт мэдсэн ч сүүлийн 20 гаруй жилд л идэвхтэй хөгжүүлж эхэлсэн. Сүүлийн жилүүдэд тасралтгүй судалгаа, шинэ материал ашиглах, дизайны бүтээлч шийдлүүдийн ачаар нарны хавтангийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Ирээдүйд хүн төрөлхтөн нарны эрчим хүчийг ашиглахын тулд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх уламжлалт аргуудаас татгалзаж, нарны цахилгаан станцуудыг ашиглан олж авах боломжтой болно гэж олон хүн үзэж байна.

Нарны эрчим хүч

Нарны эрчим хүч нь уламжлалт бус аргаар цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх эх үүсвэрийн нэг тул түүнийг өөр эрчим хүчний эх үүсвэр гэж ангилдаг. Нарны эрчим хүч нь нарны цацрагийг ашиглаж, цахилгаан болон бусад төрлийн эрчим хүч болгон хувиргадаг. Нарны эрчим хүч нь зөвхөн байгаль орчинд ээлтэй эрчим хүчний эх үүсвэр биш, учир нь... Нарны энергийг хувиргахдаа хорт утаа ялгаруулдаггүй бүтээгдэхүүнээр, гэхдээ нарны эрчим хүч нь өөр эрчим хүчний өөрийгөө шинэчлэх эх үүсвэр юм.

Нарны эрчим хүч хэрхэн ажилладаг

Нарнаас дэлхий хүртэлх зайг туулж, 1 м² талбайтай гадаргуу дээр унах нь нарны энергийн урсгалаас хэр их энерги гаргаж болохыг тооцоолоход хэцүү биш юм; 90 ° өнцгөөр агаар мандалд орох нарны урсгал нь 1367 Вт / м²-тэй тэнцэх энергийн цэнэгийг агуулдаг бөгөөд энэ нь нарны тогтмол хэмжигдэхүүн юм. Энэ бол хамгийн тохиромжтой нөхцөлд хамгийн тохиромжтой сонголт бөгөөд бидний мэдэж байгаагаар үүнийг хэрэгжүүлэх нь бараг боломжгүй юм. Ийнхүү агаар мандлыг дайран өнгөрсний дараа авах боломжтой хамгийн их урсгал нь экваторт байх бөгөөд 1020 Вт / м² байх боловч өдөр, шөнийн өөрчлөлтөөс болж бидний олж авах өдрийн дундаж утга 3 дахин бага байх болно. нарны урсгалын тусгалын өнцгийн өөрчлөлт. Мөн дунд зэргийн өргөрөгт өдөр, шөнийн өөрчлөлт нь улирлын өөрчлөлттэй хамт өдрийн гэрлийн үргэлжлэх хугацаа өөрчлөгддөг тул дунд зэргийн өргөрөгт хүлээн авсан энергийн хэмжээ дахин 2 дахин багасна.

Нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх, түгээх

Сүүлийн хэдэн жилд нарны эрчим хүчний хөгжил жил ирэх тусам эрчимжиж байгааг бид бүгд мэдэж байгаа ч хөгжлийн динамикийг эрэлхийлэхийг хичээцгээе. 1985 онд дэлхийн нарны хүчин чадал ердөө 0.021 ГВт байсан. 2005 онд тэд аль хэдийн 1.656 ГВт болсон. 2005 оныг нарны эрчим хүчний хөгжлийн эргэлтийн үе гэж үздэг бөгөөд энэ жилээс хүмүүс нарны эрчим хүчээр ажилладаг цахилгааны системийг судлах, хөгжүүлэх ажлыг идэвхтэй сонирхож эхэлсэн. Цаашдын динамик нь эргэлзээгүй (2008-15.5 ГВт, 2009-22.8 ГВт, 2010-40 ГВт, 2011-70 ГВт, 2012-108 ГВт, 2013-150 ГВт, 2014-203 ГВт). Европын холбоо болон АНУ-ын орнууд нарны эрчим хүчийг ашиглахдаа 100 мянга гаруй хүн үйлдвэрлэл, үйл ажиллагааны салбарт зөвхөн АНУ, Германд ажилладаг. Түүнчлэн, Итали, Испани, мэдээж Хятад нар нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх чиглэлээр гаргасан ололт амжилтаараа сайрхаж чадна, энэ нь нарны зайн үйлдвэрлэлд тэргүүлэгч биш юмаа гэхэд нарны зай үйлдвэрлэгч нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн хурдыг хэрхэн нэмэгдүүлж байгаа юм. жилээс жилд.

Нарны эрчим хүчийг ашиглахын давуу болон сул талууд

Давуу тал: 1) байгаль орчинд ээлтэй байх - хүрээлэн буй орчныг бохирдуулдаггүй; 2) олдоц - фотоселлүүдийг зөвхөн үйлдвэрлэлийн зориулалтаар төдийгүй хувийн мини нарны цахилгаан станцуудыг бий болгоход ашиглах боломжтой; 3) эрчим хүчний эх үүсвэрийн шавхагдашгүй байдал, өөрийгөө нөхөн сэргээх чадвар; 4) цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн өртөг байнга буурч байна.
Алдаа: 1) цаг агаарын нөхцөл байдал, өдрийн цагийн бүтээмжид үзүүлэх нөлөө; 2) эрчим хүч хэмнэхийн тулд эрчим хүчийг хуримтлуулах шаардлагатай; 3) улирлын өөрчлөлтийн улмаас сэрүүн өргөрөгт бүтээмж буурах; 4) нарны цахилгаан станцын дээгүүр агаарыг их хэмжээгээр халаах; 5) фотоэлементийн гадаргууг бохирдлоос үе үе цэвэрлэж байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь фотоэлел суурилуулахад асар том талбай эзэлдэг тул асуудал үүсгэдэг; 6) тоног төхөөрөмжийн харьцангуй өндөр өртгийн талаар бид бас ярьж болно, гэхдээ жил бүр зардал буурч байгаа ч өнөөг хүртэл хямд нарны эрчим хүчний талаар ярих шаардлагагүй.

Нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх хэтийн төлөв

Өнөөдөр нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх агуу ирээдүйг урьдчилан таамаглаж байна. Түүнчлэн фотоэлементийн үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд чиглэсэн шинжлэх ухааны судалгаа зогсдоггүй. Эрдэмтэд хэрэв бид дэлхийн хуурай газрыг 0.07%, фотоэлементийн үр ашиг 10% -иар бүрхвэл хүн төрөлхтний бүх хэрэгцээг 100% -иар хангах хангалттай эрчим хүч бий болно гэж эрдэмтэд тооцоолжээ. Өнөөдөр 30% -ийн үр ашигтай фотоэлелүүдийг аль хэдийн ашиглаж байна. Судалгааны мэдээллээс харахад эрдэмтдийн амбиц үүнийг 85 хувьд хүргэхийг амлаж байгаа нь мэдэгдэж байна.

Нарны цахилгаан станцууд

Нарны цахилгаан станцууд нь нарны энергийн урсгалыг цахилгаан энерги болгон хувиргах зорилготой байгууламж юм. Нарны цахилгаан станцуудын хэмжээ нь хэд хэдэн нарны хавтан бүхий хувийн мини цахилгаан станцуудаас эхлээд 10 гаруй км² талбайг эзэлдэг асар том станц хүртэл янз бүр байж болно.

Ямар төрлийн нарны цахилгаан станцууд байдаг вэ?

Анхны нарны цахилгаан станцууд баригдсанаас хойш багагүй хугацаа өнгөрч, энэ хугацаанд олон төсөл хэрэгжиж, олон сонирхолтой дизайны шийдлүүдийг ашигласан. Бүх нарны цахилгаан станцуудыг хэд хэдэн төрөлд хуваах нь заншилтай байдаг.
1. Цамхаг хэлбэрийн нарны цахилгаан станцууд.
2. Нарны хавтан нь фотоволтайк эсүүд болох нарны цахилгаан станцууд.
3. Таваг нарны цахилгаан станцууд.
4. Параболик нарны цахилгаан станцууд.
5. Нарны-вакуум төрлийн нарны цахилгаан станцууд.
6. Холимог төрлийн нарны цахилгаан станц.

Цамхаг хэлбэрийн нарны цахилгаан станцууд

Цахилгаан станцын дизайны маш түгээмэл төрөл. Энэ нь нарны тусгалыг илүү сайн татахын тулд хараар будсан усан сан бүхий дээд цамхаг юм. Цамхагийн эргэн тойронд 2 м² гаруй талбай бүхий том тольнууд тойрог хэлбэрээр байрладаг бөгөөд тэдгээр нь бүгд толины өнцгийн өөрчлөлтийг хянадаг нэг хяналтын системд холбогдсон бөгөөд ингэснээр нарны гэрлийг үргэлж тусгаж, шууд чиглүүлдэг. цамхагийн оройд байрлах усны сав руу . Ийнхүү туссан нарны туяа нь уур үүсгэдэг усыг халааж, дараа нь энэ уурыг турбогенераторт шахуурга ашиглан нийлүүлж, цахилгаан үүсгэдэг. Танкны халаалтын температур 700 ° C хүрч болно. Цамхагийн өндөр нь нарны цахилгаан станцын хэмжээ, хүчнээс хамаардаг бөгөөд дүрмээр бол 15 м-ээс эхэлдэг бөгөөд өнөөдөр хамгийн том нь 140 м байдаг. Энэ төрлийн нарны цахилгаан станц нь маш түгээмэл бөгөөд илүүд үздэг 20%-ийн өндөр үр ашигтайгаар олон улс .

Фотоэлементийн төрлийн нарны цахилгаан станц

Photocells (нарны зай) нь нарны урсгалыг цахилгаан болгон хувиргахад ашиглагддаг. Энэ төрлийн цахилгаан станц нь нарны хавтанг жижиг блокуудад ашиглах боломжтой учраас маш их алдартай болсон бөгөөд энэ нь нарны хавтанг ашиглах нь хувийн орон сууц, томоохон үйлдвэрлэлийн байгууламжийг хоёуланг нь цахилгаан эрчим хүчээр хангах боломжийг олгодог. Түүгээр ч барахгүй үр ашиг нь жил бүр нэмэгдэж байгаа бөгөөд өнөөдөр 30% -ийн үр ашигтай фотоэлелүүд аль хэдийн бий болсон.

Параболик нарны цахилгаан станцууд

Энэ төрлийн нарны цахилгаан станц нь асар том хиймэл дагуулын антенн шиг харагддаг. дотоод талтэдгээр нь толин тусгал хавтангаар бүрхэгдсэн байдаг. Эрчим хүч хувиргах зарчим нь бага зэрэг ялгаатай цамхаг станцуудтай төстэй: толины параболик хэлбэр нь толины бүх гадаргуугаас туссан нарны цацраг нь хүлээн авагч байрладаг төвд төвлөрдөг болохыг тодорхойлдог. халааж, уур үүсгэдэг шингэн Дараалал нь жижиг генераторуудын хөдөлгөгч хүч юм.

Хавтантай нарны цахилгаан станцууд

Үйл ажиллагааны зарчим, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх арга нь цамхаг ба параболик нарны цахилгаан станцтай ижил байдаг. Ганц ялгаа нь дизайны онцлог юм. Асар том төмөр мод шиг хөдөлгөөнгүй бүтэц нь нарны энергийг хүлээн авагч дээр төвлөрүүлдэг дугуй хавтгай тольуудыг агуулдаг.

Нарны-вакуум төрлийн нарны цахилгаан станцууд

Энэ бол нарны эрчим хүч, температурын зөрүүг ашиглах маш ер бусын арга юм. Цахилгаан станцын бүтэц нь шилэн дээвэртэй, төвд нь цамхаг бүхий дугуй хэлбэртэй газраас бүрдэнэ. Цамхаг дотор нь хөндий байдаг; түүний суурь дээр температурын зөрүүгээс үүссэн агаарын урсгалын ачаар эргэдэг хэд хэдэн турбин байдаг. Шилэн дээврээр нарны туяа өрөөний доторх газар, агаарыг халааж, барилга нь хоолойгоор дамжуулан гадаад орчинтой холбогддог бөгөөд өрөөний гаднах агаарын температур хамаагүй бага байдаг тул агаарын урсгал үүсч, температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. ялгаа. Тиймээс шөнийн цагаар турбинууд өдрийнхөөс илүү их цахилгаан үйлдвэрлэдэг.

Холимог нарны цахилгаан станцууд

Энэ нь тодорхой төрлийн нарны цахилгаан станцууд, жишээлбэл, объектыг халуун ус, дулаанаар хангахын тулд нарны коллекторуудыг туслах элемент болгон ашигладаг эсвэл цамхаг хэлбэрийн цахилгаан станцад фотоэлементийн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг ашиглах боломжтой байдаг.

Нарны эрчим хүч асар хурдацтай хөгжиж байгаа тул хүмүүс зайлшгүй ойртож буй эрчим хүчний хямрал, байгаль орчны гамшгаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд өөр эрчим хүчний эх үүсвэрийн талаар нухацтай бодож байна. Хэдийгээр нарны эрчим хүчний салбарт АНУ, Европын холбоо тэргүүлэгч хэвээр байгаа ч дэлхийн бусад бүх гүрнүүд нарны цахилгаан станц үйлдвэрлэх, ашиглах туршлага, технологийг аажмаар нэвтрүүлж, ашиглаж эхэлж байна. Нарны эрчим хүч эрт орой хэзээ нэгэн цагт дэлхий дээрх эрчим хүчний гол эх үүсвэр болно гэдэгт эргэлзэхгүй байна.