Vitet e fundit, shkencëtarët kanë qenë veçanërisht të interesuar për burimet alternative të energjisë. Nafta dhe gazi do të mbarojnë herët a vonë, ndaj duhet të mendojmë se si do të mbijetojmë në këtë situatë tani. Mullinjtë e erës përdoren në mënyrë aktive në Evropë, dikush po përpiqet të nxjerrë energji nga oqeani, dhe ne do të flasim për energjinë diellore. Në fund të fundit, një yll që ne e shohim pothuajse çdo ditë në qiell mund të na ndihmojë të kursejmë burime jo të rinovueshme dhe të përmirësojmë mjedisin. Vlera e diellit për Tokën është e vështirë të mbivlerësohet - ai jep nxehtësi, dritë dhe lejon të gjithë jetën në planet të funksionojë. Pra, pse të mos gjeni një përdorim tjetër për të?
Pak histori
Në mesin e shekullit të 19-të, fizikani Alexander Edmond Becquerel zbuloi efektin fotovoltaik. Dhe nga fundi i shekullit, Charles Fritts krijoi pajisjen e parë të aftë për të shndërruar energjinë diellore në energji elektrike. Për këtë është përdorur selen i veshur me një shtresë të hollë ari. Efekti ishte i dobët, por kjo shpikje shpesh lidhet me fillimin e epokës së energjisë diellore. Disa studiues nuk pajtohen me këtë formulim. Ata e quajnë themeluesin e epokës së energjisë diellore shkencëtarin me famë botërore Albert Einstein. Në vitin 1921vit ai mori çmimin Nobel për shpjegimin e ligjeve të efektit të jashtëm fotoelektrik.
Duket se energjia diellore është një mënyrë premtuese zhvillimi. Por ka shumë pengesa për të hyrë në çdo shtëpi - kryesisht ekonomike dhe mjedisore. Se çfarë përbën koston e paneleve diellore, çfarë dëmi mund t'i bëjnë ato mjedisit dhe cilat mënyra të tjera për të gjeneruar energji, do ta zbulojmë më poshtë.
Metodat e kursimit
Detyra më urgjente që lidhet me zbutjen e energjisë së diellit nuk është vetëm marrja e tij, por edhe grumbullimi i tij. Dhe kjo është më e vështira. Aktualisht, shkencëtarët kanë zhvilluar vetëm 3 mënyra për të zbutur plotësisht energjinë diellore.
E para bazohet në përdorimin e një pasqyre parabolike dhe është paksa si të luash me një lupë, e cila është e njohur për të gjithë që nga fëmijëria. Drita kalon nëpër thjerrëza, duke u mbledhur në një pikë. Nëse vendosni një copë letër në këtë vend, ajo do të ndizet, sepse temperatura e rrezeve të diellit të kryqëzuara është tepër e lartë. Një pasqyrë parabolike është një disk konkav që i ngjan një tas të cekët. Kjo pasqyrë, ndryshe nga një xham zmadhues, nuk transmeton, por reflekton rrezet e diellit, duke e mbledhur atë në një pikë, e cila zakonisht drejtohet në një tub të zi me ujë. Kjo ngjyrë përdoret sepse thith më mirë dritën. Uji në tub nxehet nga rrezet e diellit dhe mund të përdoret për të prodhuar energji elektrike ose për të ngrohur shtëpi të vogla.
Ngrohës i sheshtë
Kjo metodë përdornjë sistem krejtësisht të ndryshëm. Marrësi i energjisë diellore duket si një strukturë me shumë shtresa. Parimi i funksionimit të tij duket kështu.
Duke kaluar nëpër xhami, rrezet godasin metalin e errësuar, i cili, siç e dini, thith më mirë dritën. Rrezatimi diellor kthehet në energji termike dhe ngroh ujin, i cili ndodhet nën pllakën e hekurit. Më tej, gjithçka ndodh si në metodën e parë. Uji i ngrohur mund të përdoret ose për ngrohjen e hapësirës ose për gjenerimin e energjisë elektrike. Vërtetë, efektiviteti i kësaj metode nuk është aq i lartë sa të përdoret kudo.
Si rregull, energjia diellore e përftuar në këtë mënyrë është nxehtësia. Për të prodhuar energji elektrike, metoda e tretë përdoret shumë më shpesh.
Qelizat diellore
Më së shumti jemi njohur me këtë mënyrë të marrjes së energjisë. Ai përfshin përdorimin e baterive të ndryshme ose paneleve diellore, të cilat mund të gjenden në çatitë e shumë shtëpive moderne. Kjo metodë është më e ndërlikuar se sa është përshkruar më parë, por është shumë më premtuese. Është ai që bën të mundur shndërrimin e energjisë diellore në energji elektrike në shkallë industriale.
Panelet speciale të krijuara për të kapur rrezet janë bërë nga kristale silikoni të pasuruar. Drita e diellit, duke rënë mbi to, e nxjerr elektronin jashtë orbitës. Një tjetër menjëherë përpiqet të zërë vendin e tij, kështu që fitohet një zinxhir i vazhdueshëm lëvizës, i cili krijon një rrymë. Nëse është e nevojshme, përdoret menjëherë për të siguruar pajisje ose grumbullohet në formëenergji elektrike në bateri speciale.
Popullariteti i kësaj metode justifikohet me faktin se ju lejon të merrni më shumë se 120 vat nga vetëm një metër katror panele diellore. Në të njëjtën kohë, panelet kanë një trashësi relativisht të vogël, e cila i lejon ato të vendosen pothuajse kudo.
Llojet e paneleve silikoni
Ka disa lloje të qelizave diellore. Të parat janë bërë duke përdorur silikon me një kristal. Efikasiteti i tyre është rreth 15%. Këto panele diellore janë më të shtrenjtat.
Efiçenca e elementeve të përbëra nga silikoni polikristalor arrin në 11%. Ata kushtojnë më pak, pasi materiali për ta është marrë duke përdorur një teknologji të thjeshtuar. Lloji i tretë është më ekonomiki dhe ka një efikasitet minimal. Këto janë panele të bëra nga silikoni amorf, domethënë jo kristalor. Përveç efikasitetit të ulët, ato kanë një pengesë tjetër të rëndësishme - brishtësinë.
Disa prodhues përdorin të dyja anët e panelit diellor për të rritur efikasitetin - mbrapa dhe përpara. Kjo ju lejon të kapni dritën në vëllime të mëdha dhe rrit sasinë e energjisë së marrë me 15-20%.
Prodhuesit vendas
Energjia diellore në Tokë po bëhet gjithnjë e më e përhapur. Edhe në vendin tonë janë të interesuar të studiojnë këtë industri. Përkundër faktit se zhvillimi i energjisë alternative nuk është shumë aktiv në Rusi, është arritur njëfarë suksesi. Aktualisht, disa organizata janë të angazhuara në krijimin e paneleve për energjinë diellore - kryesishtinstitute shkencore te fushave te ndryshme dhe fabrika per prodhimin e pajisjeve elektrike.
- NPF "Kvark".
- OJSC Fabrika Mekanike Kovrov.
- Instituti Kërkimor Gjith-Rus i Elektrifikimit të Bujqësisë.
- Inxhinieri OJQ.
- AO VIEN.
- OJSC "Uzina Ryazan e pajisjeve metal-qeramike".
- JSC Pravdinsky Pilot Impianti i Burimeve të Energjisë Pozit.
Kjo është vetëm një pjesë e vogël e ndërmarrjeve të përfshira në mënyrë aktive në zhvillimin e energjisë alternative në Rusi.
Ndikimi në mjedis
Refuzimi i burimeve të energjisë së qymyrit dhe naftës lidhet jo vetëm me faktin se këto burime do të mbarojnë herët a vonë. Fakti është se ato dëmtojnë shumë mjedisin - ndotin tokën, ajrin dhe ujin, kontribuojnë në zhvillimin e sëmundjeve te njerëzit dhe zvogëlojnë imunitetin. Kjo është arsyeja pse burimet alternative të energjisë duhet të jenë miqësore me mjedisin.
Silikon, i cili përdoret për prodhimin e qelizave fotovoltaike, është në vetvete i sigurt pasi është një material natyral. Por pas pastrimit të tij mbeten mbeturina. Ato janë ato që mund të dëmtojnë njerëzit dhe mjedisin nëse përdoren në mënyrë jo të duhur.
Përveç kësaj, në një zonë të mbushur plotësisht me panele diellore, ndriçimi natyror mund të ndërpritet. Kjo do të çojë në ndryshime në ekosistemin ekzistues. Por në përgjithësi, ndikimi mjedisor i pajisjeve të krijuara për të kthyer energjinë diellore është minimal.
Ekonomi
Kostot më të mëdha për prodhimin e paneleve diellore lidhen me koston e lartë të lëndëve të para. Siç kemi zbuluar tashmë, panele speciale krijohen duke përdorur silikon. Pavarësisht se ky mineral është i përhapur gjerësisht në natyrë, ka probleme të mëdha që lidhen me nxjerrjen e tij. Fakti është se silikoni, i cili përbën më shumë se një të katërtën e masës së kores së tokës, nuk është i përshtatshëm për prodhimin e qelizave diellore. Për këto qëllime, vetëm materiali më i pastër i marrë me metodën industriale është i përshtatshëm. Fatkeqësisht, marrja e silikonit më të pastër nga rëra është jashtëzakonisht problematike.
Çmimi i këtij burimi është i krahasueshëm me uraniumin e përdorur në termocentralet bërthamore. Kjo është arsyeja pse kostoja e paneleve diellore aktualisht mbetet në një nivel mjaft të lartë.
Teknologjitë moderne
Përpjekjet e para për të zbutur energjinë diellore u shfaqën shumë kohë më parë. Që atëherë, shumë shkencëtarë janë angazhuar në mënyrë aktive në kërkimin e pajisjeve më efikase. Duhet të jetë jo vetëm me kosto efektive, por edhe kompakte. Efikasiteti i tij duhet të arrijë në maksimum.
Hapat e parë drejt një pajisjeje ideale për marrjen dhe konvertimin e energjisë diellore u bënë me shpikjen e baterive të silikonit. Sigurisht, çmimi është mjaft i lartë, por panelet mund të vendosen në çatitë dhe muret e shtëpive, ku nuk do të shqetësojnë askënd. Dhe efikasiteti i baterive të tilla është i pamohueshëm.
Por mënyra më e mirë për të rritur popullaritetin e energjisë diellore është ta bëni atë më të lirë. Shkencëtarët gjermanë kanë propozuar tashmë zëvendësimin e silikonit me fibra sintetike që mund të integrohen nëpëlhurë ose materiale të tjera. Efikasiteti i një baterie të tillë diellore nuk është shumë i lartë. Por një këmishë e ndërthurur me fibra sintetike mund të paktën të sigurojë energji elektrike për një smartphone ose lojtar. Po punohet në mënyrë aktive edhe në fushën e nanoteknologjisë. Ka të ngjarë që ata të lejojnë që dielli të bëhet burimi më i popullarizuar i energjisë këtë shekull. Specialistët e Scates AS nga Norvegjia kanë deklaruar tashmë se nanoteknologjia do të ulë koston e paneleve diellore me 2 herë.
Energjia diellore për shtëpinë
Strehimi vetë-qëndrueshëm është një ëndërr e shumë njerëzve: pa varësi nga ngrohja e centralizuar, pa probleme me pagesën e faturave dhe pa dëmtim të mjedisit. Tashmë, shumë vende po ndërtojnë në mënyrë aktive banesa që konsumojnë vetëm energji të marrë nga burime alternative. Një shembull i mrekullueshëm është e ashtuquajtura shtëpi diellore.
Gjatë procesit të ndërtimit, do të kërkojë më shumë investim se ai tradicional. Por pas disa vitesh funksionimi, të gjitha kostot do të paguhen - nuk do të duhet të paguani për ngrohje, ujë të nxehtë dhe energji elektrike. Në një shtëpi diellore, të gjitha këto komunikime janë të lidhura me panele të veçanta fotovoltaike të vendosura në çati. Për më tepër, burimet energjetike të marra në këtë mënyrë jo vetëm që shpenzohen për nevojat aktuale, por edhe grumbullohen për t'u përdorur gjatë natës dhe në mot me re.
Aktualisht, ndërtimi i shtëpive të tilla kryhet jo vetëm në vendet afër ekuatorit, ku është më e lehtë të merret energjia diellore. Ata janë ngritur gjithashtu nëKanadaja, Finlanda dhe Suedia.
Pro dhe kundër
Zhvillimi i teknologjive që lejojnë përdorimin e energjisë diellore kudo mund të jetë më aktiv. Por ka disa arsye pse kjo ende nuk është prioritet. Siç thamë edhe më sipër, gjatë prodhimit të paneleve prodhohen substanca të dëmshme për mjedisin. Përveç kësaj, pajisjet e përfunduara përmbajnë galium, arsenik, kadmium dhe plumb.
Nevoja për të ricikluar panelet fotovoltaike ngre gjithashtu shumë pyetje. Pas 50 vitesh funksionim, ato do të bëhen të papërdorshme dhe do të duhet të shkatërrohen disi. A do të shkaktojë dëme të mëdha për natyrën? Vlen gjithashtu të merret parasysh se energjia diellore është një burim i paqëndrueshëm, efikasiteti i të cilit varet nga koha e ditës dhe moti. Dhe kjo është një pengesë e rëndësishme.
Por, sigurisht, ka pluse. Energjia diellore mund të nxirret pothuajse kudo në Tokë, dhe pajisjet për ta prodhuar dhe konvertuar atë mund të jenë mjaft të vogla për t'u vendosur në pjesën e pasme të një smartphone. Më e rëndësishmja, është një burim i rinovueshëm, domethënë, sasia e energjisë diellore do të mbetet e pandryshuar për të paktën një mijë vjet të tjerë.
Perspektivat
Zhvillimi i teknologjive në fushën e energjisë diellore duhet të çojë në një ulje të kostos së krijimit të elementeve. Tashmë po shfaqen panele xhami që mund të instalohen në dritare. Zhvillimi i nanoteknologjisë ka bërë të mundur shpikjen e një bojë që do të spërkatet mbi panelet diellore dhe mund të zëvendësojë shtresën e silikonit. Nëse kostoja e energjisë diellore bie vërtet disa herë, popullariteti i saj gjithashtu do të rritet shumë herë.
Krijimi i paneleve të vogla për përdorim individual do t'i lejojë njerëzit të përdorin energjinë diellore në çdo mjedis - në shtëpi, në makinë apo edhe jashtë qytetit. Falë shpërndarjes së tyre, ngarkesa në rrjetin e centralizuar të energjisë do të ulet, pasi njerëzit do të jenë në gjendje të karikojnë vetë pajisjet e vogla elektronike.
Ekspertët e Shell besojnë se deri në vitin 2040 rreth gjysma e energjisë së botës do të gjenerohet nga burimet e rinovueshme. Tashmë në Gjermani, konsumi i energjisë diellore po rritet në mënyrë aktive, dhe fuqia e baterisë është më shumë se 35 Gigavat. Japonia po zhvillon gjithashtu në mënyrë aktive këtë industri. Këto dy vende janë liderët në konsumin e energjisë diellore në botë. Shtetet e Bashkuara ka të ngjarë t'u bashkohen atyre së shpejti.
Burime të tjera alternative të energjisë
Shkencëtarët nuk pushojnë së hutuari se çfarë tjetër mund të përdoret për të prodhuar energji elektrike ose nxehtësi. Këtu janë shembuj të burimeve alternative më premtuese të energjisë.
Mullinjtë me erë tani mund të gjenden pothuajse në çdo vend. Edhe në rrugët e shumë qyteteve ruse, janë instaluar fenerë që sigurojnë veten me energji elektrike nga energjia e erës. Me siguri kostoja e tyre është më e lartë se mesatarja, por me kalimin e kohës ata do ta kompensojnë këtë diferencë.
Shumë kohë më parë, u shpik një teknologji që ju lejon të merrni energji duke përdorurndryshimi në temperaturën e ujit në sipërfaqen e oqeanit dhe në thellësi. Kina do ta zhvillojë në mënyrë aktive këtë drejtim. Në vitet e ardhshme, në brigjet e Mbretërisë së Mesme, ata do të ndërtojnë termocentralin më të madh që funksionon me këtë teknologji. Ka mënyra të tjera për të përdorur detin. Për shembull, në Australi ata planifikojnë të krijojnë një termocentral që gjeneron energji nga forca e rrymave.
Ka shumë mënyra të tjera për të gjeneruar energji elektrike ose ngrohje. Por në sfondin e shumë opsioneve të tjera, energjia diellore është me të vërtetë një drejtim premtues në zhvillimin e shkencës.
