Kaedah untuk menukarkan tenaga suria dan kecekapan mereka

Sinaran Matahari sepanjang masa membawa tenaga ke Bumi. Ini pada asasnya adalah tenaga elektromagnetik. Spektrum radiasi elektromagnet dari matahari terletak dalam pelbagai: dari gelombang radio ke sinar-x. Maksimum intensitasnya jatuh pada cahaya yang kelihatan, iaitu, pada bahagian hijau spektrum kuning. Secara amnya, boleh dikatakan bahawa tenaga sinaran matahari mengawal kehidupan di bumi, iklim dan cuaca di planet kita - semua sifat hidup di Bumi berhubung kewujudannya kepada Matahari.

Hakikatnya ialah dari Matahari - ke lapisan atas atmosfer Bumi, kuasa dalam bentuk radiasi secara berterusan tiba dalam bentuk radiasi susunan 174 petawatts (peta - 10 hingga ke-15). Pada masa yang sama, 16% tenaga masuk diserap oleh lapisan atas atmosfera, dan 6% dicerminkan daripadanya. Bergantung kepada keadaan cuaca, sehingga 20% juga tercermin dalam lapisan tengah atmosfera, dan kira-kira 3% tenaga yang berasal dari Matahari diserap.

Oleh itu, atmosfera kita menyebarkan dan menapis sebahagian besar spektrum, bagaimanapun, mengalir ke permukaannya sebahagian besarnya dalam bentuk inframerah dan ultraviolet yang sedikit. Hasilnya, kita boleh melihat kitaran air dalam sifat, fotosintesis tumbuhan, dan kita mempunyai suhu purata permukaan bumi kira-kira 14 ° C.

Teknologi yang membolehkan manusia memanfaatkan tenaga ini hampir dan secara sedar dipanggil tenaga solar. Dan keadaan ini bukan tanpa alasan yang kukuh, kerana menurut para saintis, potensi tenaga Matahari, yang dapat diterima di permukaan bumi dan diubah menjadi bentuk yang berguna kepada manusia, hari ini paling banyak hampir 49.9 exajoules per tahun (exa - 10 pada 18 darjah), yang melebihi 10,000 keperluan semasa manusia.

Malah di Jerman, di mana iklimnya tidak terlalu cerah, tenaga yang boleh diperolehi dari Matahari akan menjadi 100 kali lebih besar dari keperluan seluruh negara. Dan di Austria, sehingga 1480 kWh setahun bagi 1 meter persegi permukaan bumi. Dan hanya 50% tenaga ini diterima di negara ini oleh konsentrat solar, memanaskan penyejuk dalam fokusnya.

Seterusnya, mari kita lihat kaedah yang paling boleh diterima untuk menukar tenaga suria setakat ini, dan menilainya pekali prestasi (COP).

Pengumpul suria

Pengumpul suria, walaupun ia berkaitan dengan pemasangan suhu rendah, namun mereka boleh mengeluarkan kira-kira 1250 kWh per meter persegi tenaga setahun. Tenaga diperolehi di sini dalam bentuk haba, sesuai untuk pemanasan industri dan menyediakan air panas.

Dalam praktiknya, pemasangan menukar tenaga yang disediakan oleh cahaya yang kelihatan dan radiasi inframerah berhampiran menjadi panas, kerana penyejuk, air, dipanaskan di sini. Dengan ketiadaan pengambilan haba (genangan), pemungut pelan ini dapat memanaskan air hingga 200 ° C.

Pemasangan ini mempunyai salutan penyerap khas yang menyerap radiasi sinaran matahari dan memindahkan haba ke sistem pengaliran panas. Lapisan selektif biasanya menyembur nikel hitam atau semburan oksida titanium. Kecekapan purata pemasangan tersebut adalah 50%.

Cermin silinder parabola

Pemasangan berdasarkan cermin silinder parabola tergolong dalam pemasangan suhu sederhana. Mereka membolehkan anda mendapatkan 375 kWh satu meter persegi tenaga elektrik dan haba setahun. Tumpuan pemasangan sedemikian adalah tiub (di dalamnya penyejuk adalah minyak) atau penukar fotoelektrik. Minyak di dalam tiub dipanaskan di sini hingga 350 ° C dan lebih.

Satu silinder parabola, yang mana stesen kuasa besar direkrut, mempunyai panjang sehingga 50 meter.Kecekapan haba konsentrat parabola mencapai 73% pada suhu pemanasan suhu 350 ° C. Kecekapan purata pemasangan tersebut mencapai 20%.

Sistem heliostatik

Sistem solar tergolong dalam pemasangan suhu tinggi. Mereka menerima 500 kWh setiap meter persegi tenaga elektrik setahun, di samping itu, unit heliostatik membolehkan untuk menerima tenaga haba. Di sini, pembawa haba berdasarkan natrium dan gas (sistem litar ganda dengan garam terma) dipanaskan. Banyak cermin mencerminkan sinaran suria, mengarahkannya ke tangki dengan penyejuk yang terletak di bahagian atas menara. Kecekapan sistem sedemikian mencapai 20%.

Bateri solar

Panel solar tergolong dalam pemasangan elektrik, dan mereka dapat menerima 250 kWj elektrik setiap tahun dengan bantuan penukar fotoelektrik. Kecekapan mereka cukup untuk menyediakan elektrik kepada isi rumah kecil di kawasan solar, dan panel solar kecil dapat membekalkan elektrik kepada tanda jalan, peralatan lampu, sistem pengairan, dan lain-lain.

Hari ini, kecekapan panel solar meninggalkan banyak yang dikehendaki, kecekapan purata mereka agak rendah, kira-kira 10%, tetapi teknologi sentiasa diperbaiki.

Lihat juga:Gemasolar 24 jam Solar Power Station dan Kecekapan Panel Suria