მზის ენერგიის მოხმარება. ენერგიის სხვა ალტერნატიული წყაროები. მზის ენერგიის გამოყენების გზები

ენერგიის გარეშე პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელია. ფიზიკური კანონიენერგიის კონსერვაცია ნიშნავს, რომ ენერგია არ შეიძლება წარმოიშვას არაფრისგან და არ ქრება უკვალოდ. მისი მიღება შესაძლებელია ბუნებრივი რესურსებიდან, როგორიცაა ქვანახშირი, ბუნებრივი აირი ან ურანი და გარდაიქმნება ისეთ ფორმებად, რომლებიც შეგვიძლია გამოვიყენოთ, როგორიცაა სითბო ან სინათლე. ჩვენს ირგვლივ სამყაროში შეიძლება აღმოვაჩინოთ ენერგიის დაგროვების სხვადასხვა ფორმა, მაგრამ ადამიანისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია მზის სხივებით მოწოდებული ენერგია – მზის ენერგია.

Მზის ენერგიაეხება განახლებადი ენერგიის წყაროებს, ანუ ის აღდგება ადამიანის ჩარევის გარეშე, ბუნებრივად. ეს არის ერთ-ერთი ეკოლოგიურად სუფთა ენერგიის წყარო, რომელიც არ აბინძურებს გარემოს. შესაძლო აპლიკაციები მზის ენერგია ისინი პრაქტიკულად შეუზღუდავია და მეცნიერები მთელს მსოფლიოში მუშაობენ სისტემების შემუშავებაზე, რომლებიც აფართოებენ გამოყენების შესაძლებლობებს მზის ენერგია.

მზის ერთი კვადრატული მეტრი 62 900 კვტ ენერგიას გამოყოფს. ეს დაახლოებით შეესაბამება 1 მილიონი ელექტრო ნათურის სიმძლავრეს. ეს მაჩვენებელი შთამბეჭდავია - მზე დედამიწას ყოველ წამში აძლევს 80 ათას მილიარდ კვტ-ს, ანუ რამდენჯერმე მეტს, ვიდრე მსოფლიოს ყველა ელექტროსადგური. მანამდე თანამედროვე მეცნიერებაამოცანაა ვისწავლოთ მზის ენერგიის გამოყენება ყველაზე სრულად და ეფექტურად, როგორც ყველაზე უსაფრთხოდ. მეცნიერები თვლიან, რომ ფართო გამოყენება მზის ენერგია- ეს არის კაცობრიობის მომავალი.

ქვანახშირისა და გაზის ღია საბადოების მსოფლიო მარაგი, მათი გამოყენების ისეთი ტემპებით, როგორიც დღესაა, მომდევნო 100 წელიწადში უნდა ამოიწუროს. ვარაუდობენ, რომ ჯერ კიდევ შეუსწავლელ საბადოებში წიაღისეული საწვავის მარაგი საკმარისი იქნება 2-3 საუკუნის განმავლობაში. მაგრამ ამავდროულად, ჩვენი შთამომავლები მოკლებულნი იქნებოდნენ ამ ენერგორესურსებისგან და მათი წვის პროდუქტები უზარმაზარ ზიანს მიაყენებდა გარემოს.

ბირთვულ ენერგიას უზარმაზარი პოტენციალი აქვს. თუმცა, ჩერნობილის ავარიამ 1986 წლის აპრილში აჩვენა, თუ რა სერიოზული შედეგები შეიძლება მოჰყვეს ბირთვული ენერგიის გამოყენებას. მთელ მსოფლიოში საზოგადოებამ აღიარა, რომ ბირთვული ენერგიის გამოყენება მშვიდობიანი მიზნებისთვის ეკონომიკურად გამართლებულია, მაგრამ პატივი უნდა სცეს. ყველაზე მკაცრი ზომებიუსაფრთხოება მისი გამოყენებისას.

ამიტომ, ენერგიის ყველაზე სუფთა, უსაფრთხო წყარო მზეა!

Მზის ენერგიაშეიძლება გარდაიქმნას სასარგებლო ენერგიად აქტიური და პასიური მზის ენერგიის სისტემების გამოყენებით.

პასიური მზის ენერგიის სისტემები.

პასიური გამოყენების ყველაზე პრიმიტიული გზა მზის ენერგია- შეღებილია მუქი ფერისწყლის კონტეინერი. მუქი ფერი, დაგროვება მზის ენერგია, აქცევს სიცხეში - წყალი თბება.

თუმცა, არსებობს პასიური გამოყენების უფრო მოწინავე მეთოდები მზის ენერგია. შემუშავებულია სამშენებლო ტექნოლოგიები, რომლებიც შენობების დაპროექტებისას, კლიმატური პირობების გათვალისწინებით, ირჩევენ სამშენებლო მასალებიმაქსიმალურად ისარგებლეთ მზის ენერგიაგათბობის ან გაგრილებისთვის, შენობების განათებისთვის. ამ დიზაინით, შენობის სტრუქტურა თავად არის კოლექტორი, გროვდება მზის ენერგია.

ასე რომ, ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 100 წელს პლინიუს უმცროსმა ააშენა პატარა სახლი ჩრდილოეთ იტალიაში. ერთ-ერთ ოთახში ფანჯრები მიკასაა. აღმოჩნდა, რომ ეს ოთახი სხვებზე თბილი იყო და მის გასათბობად ნაკლები შეშა იყო საჭირო. ამ შემთხვევაში, მიკა მოქმედებდა როგორც იზოლატორი, რომელიც ინარჩუნებდა სითბოს.

თანამედროვე სამშენებლო კონსტრუქციები ითვალისწინებს გეოგრაფიული მდებარეობაშენობები. Ისე, დიდი რიცხვიშემოყვანილია ფანჯრები სამხრეთისკენ ჩრდილოეთ რეგიონებიმზის შუქისა და სითბოს მეტი შესვლისთვის და აღმოსავლეთ და დასავლეთ მხარეს ფანჯრების რაოდენობის შეზღუდვის მიზნით, ზაფხულში მზის შუქის შეზღუდვის მიზნით. ასეთ შენობებში ფანჯრის ორიენტაცია და მდებარეობა, თერმული დატვირთვა და თბოიზოლაცია არის დიზაინის ერთიანი საპროექტო სისტემა.

ასეთი შენობები არის ეკოლოგიურად სუფთა, ენერგო დამოუკიდებელი და კომფორტული. ოთახებში ბევრი ბუნებრივი განათებაა, ბუნებასთან კავშირი უფრო სრულად იგრძნობა და ელექტროენერგიასაც მნიშვნელოვნად ზოგავს. ასეთ შენობებში სითბო შენარჩუნებულია კედლების, ჭერისა და იატაკის შერჩეული თბოიზოლაციის მასალების წყალობით. ამ პირველმა "მზის" შენობებმა დიდი პოპულარობა მოიპოვეს ამერიკაში მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ. შემდგომში, ნავთობის დაბალი ფასების გამო, ასეთი შენობების დიზაინისადმი ინტერესი გარკვეულწილად გაქრა. თუმცა, ახლა, გლობალური გარემოსდაცვითი კრიზისის გამო, იზრდება ყურადღება გარემოსდაცვითი პროექტებიგანახლებადი ენერგიის სისტემებით კვლავ გაიზარდა.

აქტიური მზის ენერგიის სისტემები

ეფუძნება აქტიური გამოყენების სისტემებს მზის ენერგიაგამოიყენება მზის კოლექტორები. კოლექტორი, შთამნთქმელი მზის ენერგია, გარდაქმნის მას სითბოდ, რომელიც გამაგრილებლის მეშვეობით ათბობს შენობებს, ათბობს წყალს, შეუძლია გარდაქმნას იგი ელექტრო ენერგიად და ა.შ. მზის კოლექტორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველა სამრეწველო პროცესში, სოფლის მეურნეობა, საყოფაცხოვრებო საჭიროებები, სადაც სითბო გამოიყენება.

კოლექციონერების სახეები

ეს უმარტივესი ფორმამზის კოლექტორები. მისი დიზაინი უაღრესად მარტივია და წააგავს ჩვეულებრივი სათბურის ეფექტს, რომელიც გვხვდება ნებისმიერ საზაფხულო აგარაკზე. სცადეთ პატარა ექსპერიმენტი. ზამთრის მზიან დღეს მოათავსეთ ნებისმიერი საგანი ფანჯრის რაფაზე ისე, რომ მზის სხივები მოხვდეს მასზე და ცოტა ხნის შემდეგ დაადეთ ხელის ხელი. თქვენ იგრძნობთ, რომ ობიექტი თბილი გახდა. და ფანჯრის გარეთ შეიძლება იყოს 20! ამ პრინციპს ეფუძნება მზის ჰაერის კოლექტორის მუშაობა.

კოლექტორის მთავარი ელემენტია ნებისმიერი მასალისგან დამზადებული თერმულად იზოლირებული ფირფიტა, რომელიც კარგად ატარებს სითბოს. ფირფიტა შეღებილია მუქი. მზის სხივები გადის გამჭვირვალე ზედაპირზე, აცხელებს ფირფიტას და შემდეგ ჰაერის ნაკადით გადასცემს ოთახში სითბოს. ჰაერი მიედინება ბუნებრივი კონვექციის მეშვეობით ან ვენტილატორის დახმარებით, რაც აუმჯობესებს სითბოს გადაცემას.

თუმცა, ამ სისტემის მინუსი ის არის, რომ ვენტილატორის მუშაობისთვის დამატებით ხარჯებს მოითხოვს. ეს კოლექციონერები მუშაობენ დღის საათებიამიტომ ისინი ვერ შეცვლიან გათბობის ძირითად წყაროს. თუმცა, თუ კოლექტორს დააყენებთ გათბობის ან ვენტილაციის ძირითად წყაროში, მისი ეფექტურობა არაპროპორციულად იზრდება. მზის ჰაერის კოლექტორები ასევე შეიძლება გამოვიყენოთ დეზალიზაციისთვის ზღვის წყალი, რაც მის ღირებულებას კუბურ მეტრზე 40 ევრო ცენტამდე ამცირებს.

მზის კოლექტორები შეიძლება იყოს ბრტყელი და ვაკუუმი.

კოლექტორი შედგება ელემენტისგან, რომელიც შთანთქავს მზის ენერგიას, საფარი (მინა შემცირებული ლითონის შემცველობით), მილსადენი და თბოიზოლაციის ფენა. გამჭვირვალე საფარი იცავს სახლს არასასურველი კლიმატური პირობებისგან. კორპუსის შიგნით, მზის ენერგიის შთამნთქმელი პანელი (შთამნთქმელი) დაკავშირებულია გამაგრილებელთან, რომელიც ცირკულირებს მილების მეშვეობით. მილსადენი შეიძლება იყოს როგორც გისოსის, ასევე სერპენტინის სახით. გამაგრილებელი მათში მოძრაობს შესასვლელიდან გამოსასვლელ მილებში, თანდათან თბება. შთამნთქმელი პანელი დამზადებულია ლითონისგან, რომელიც კარგად ატარებს სითბოს (ალუმინი, სპილენძი).

კოლექტორი იჭერს სითბოს, აქცევს მას თერმული ენერგია. ასეთი კოლექტორები შეიძლება ჩაშენდეს სახურავში ან განთავსდეს შენობის სახურავზე, ან შეიძლება განთავსდეს ცალკე. ეს მისცემს საიტის დიზაინს თანამედროვე იერს.

მზის ვაკუუმური კოლექტორი

ვაკუუმური კოლექტორების გამოყენება შესაძლებელია მთელი წლის განმავლობაში. კოლექტორების ძირითადი ელემენტია ვაკუუმური მილები. თითოეული მათგანი შედგება ორი მინის მილისგან. მილები დამზადებულია ბოროსილიკატური მინისგან, შიგნიდან კი დაფარულია სპეციალური საფარით, რომელიც უზრუნველყოფს სითბოს შთანთქმას მინიმალური ასახვით. ჰაერი ამოტუმბულია მილებს შორის არსებული სივრციდან. ვაკუუმის შესანარჩუნებლად გამოიყენება ბარიუმის შთამნთქმელი. როდესაც კარგ მდგომარეობაშია, ვაკუუმის მილი ვერცხლისფერია. თუ ის თეთრად გამოიყურება, ვაკუუმი გაქრა და მილის შეცვლაა საჭირო.

ვაკუუმ კოლექტორი შედგება ვაკუუმური მილების ნაკრებისგან (10-30) და გადააქვს სითბოს შესანახ ავზში არგაყინვის სითხის (გამაგრილებელი) მეშვეობით. ვაკუუმური კოლექტორების ეფექტურობა მაღალია:

- მოღრუბლულ ამინდში იმიტომ ვაკუუმურ მილებს შეუძლიათ შთანთქას ენერგია ინფრაწითელი სხივებისგან, რომლებიც ღრუბლებში გადიან

- შეუძლია მუშაობა ნულამდე ტემპერატურაზე.

მზის პანელები.

მზის ბატარეა არის მოდულების ნაკრები, რომლებიც იღებენ და გარდაქმნიან მზის ენერგიას, მათ შორის თერმულ ენერგიას. მაგრამ ეს ტერმინი ტრადიციულად ენიჭება ფიტოელექტრო კონვერტორებს. ამიტომ, როდესაც ვამბობთ „მზის ბატარეას“ ვგულისხმობთ ფიტოელექტრიკულ მოწყობილობას, რომელიც მზის ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის.

მზის პანელებს შეუძლიათ ელექტროენერგიის მუდმივად გამომუშავება ან მისი შენახვა შემდგომი გამოყენება. პირველად კოსმოსურ თანამგზავრებზე ფოტოელექტრული ბატარეები გამოიყენეს.

მზის პანელების უპირატესობა არის დიზაინის მაქსიმალური სიმარტივე, მარტივი ინსტალაცია, მინიმალური ტექნიკური მოთხოვნები. გრძელვადიანიოპერაცია. არ არის საჭირო ინსტალაციის დროს დამატებითი სივრცე. ერთადერთი პირობაა, რომ არ დაჩრდილოთ ისინი დიდი ხნის განმავლობაში და არ მოიცილოთ მტვერი სამუშაო ზედაპირიდან. თანამედროვე მზის პანელები ფუნქციონირებს ათწლეულების განმავლობაში! ძნელია იპოვოთ სისტემა, რომელიც იყოს ასეთი უსაფრთხო, ეფექტური და ამდენ ხანს გაძლებს! ისინი ენერგიას გამოიმუშავებენ მთელი დღის განმავლობაში, თუნდაც მოღრუბლულ ამინდში.

მზის ბატარეებს აქვთ თავისი ნაკლოვანებები გამოყენებისას:

- მგრძნობელობა დაბინძურების მიმართ. (თუ ბატარეას 45 გრადუსიანი კუთხით მოათავსებთ, ის გაიწმინდება წვიმით ან თოვლით, რითაც არ საჭიროებს დამატებით მოვლას)

- მგრძნობელობა მაღალი ტემპერატურა. (დიახ, 100 - 125 გრადუსამდე გაცხელებისას, მზის ბატარეა შეიძლება გამორთოთ კიდეც და საჭირო გახდეს გაგრილების სისტემა. სავენტილაციო სისტემა მოიხმარს ბატარეით გამომუშავებული ენერგიის მცირე ნაწილს. მზის პანელების თანამედროვე დიზაინი უზრუნველყოფს სისტემას. ცხელი ჰაერის გადინებისთვის.)

- მაღალი ფასი. (მზის პანელების ხანგრძლივი მომსახურების ვადის გათვალისწინებით, ის არა მხოლოდ აანაზღაურებს მისი შეძენის ხარჯებს, არამედ დაზოგავს ფულს ელექტროენერგიის მოხმარებაზე, დაზოგავს ტონა ტრადიციულ საწვავს და იქნება ეკოლოგიურად სუფთა)

მზის ენერგიის სისტემების გამოყენება მშენებლობაში.

თანამედროვე არქიტექტურაში სულ უფრო მეტად იგეგმება სახლების აშენება ჩაშენებული მზის ენერგიის წყაროებით. მზის პანელები დამონტაჟებულია შენობების სახურავებზე ან სპეციალურ საყრდენებზე. ეს შენობები იყენებენ ენერგიის წყნარ, საიმედო და უსაფრთხო წყაროს - მზეს. მზის ენერგია გამოიყენება განათებისთვის, სივრცის გათბობისთვის, ჰაერის გაგრილებისთვის, ვენტილაციისთვის და ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

წარმოგიდგენთ რამდენიმე ინოვაციურ არქიტექტურულ პროექტს მზის სისტემების გამოყენებით.

მზის ენერგიის სისტემების გამოყენება მსოფლიოში.

გამოყენების სისტემები მზის ენერგიასრულყოფილი და ეკოლოგიურად სუფთა. მათზე დიდი მოთხოვნაა მთელ მსოფლიოში. მთელ მსოფლიოში გაზისა და ნავთობის ფასების ზრდის გამო ადამიანები იწყებენ ტრადიციული საწვავის გამოყენებაზე უარის თქმას. ამრიგად, გერმანიაში 2004 წ. სახლების 47%-ს ჰქონდა მზის კოლექტორები წყლის გასათბობად.

მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში შემუშავებულია სამთავრობო პროგრამები გამოყენების განვითარებისთვის მზის ენერგია. გერმანიაში ეს არის პროგრამა "100,000 მზის სახურავი", აშშ-ში არის მსგავსი პროგრამა "მილიონ მზის სახურავი". 1996 წელს არქიტექტორებმა გერმანიიდან, ავსტრიიდან, დიდი ბრიტანეთიდან, საბერძნეთიდან და სხვა ქვეყნებიდან შეიმუშავეს ევროპული ქარტია მზის ენერგიამშენებლობასა და არქიტექტურაში. ჩინეთი ლიდერობს აზიაში, სადაც დაფუძნებულია თანამედროვე ტექნოლოგიებიმზის კოლექტორის სისტემები ინერგება შენობების მშენებლობასა და გამოყენებაში მზის ენერგიაინდუსტრიაში.

ფაქტი, რომელიც ბევრს მეტყველებს: ევროკავშირში გაწევრიანების ერთ-ერთი პირობაა ქვეყნის ენერგოსისტემაში ალტერნატიული წყაროების წილის გაზრდა. 2000 წელს 2010 წლისთვის მსოფლიოში მოქმედებდა 60 მილიონი კვ.კმ მზის კოლექტორები, ფართობი გაიზარდა 300 მილიონ კვ.კმ-მდე.

ექსპერტები აღნიშნავენ, რომ სისტემების ბაზარი მზის ენერგიარუსეთის, უკრაინისა და ბელორუსის ტერიტორიაზე ახლახან ყალიბდება. მზის სისტემები არასოდეს იწარმოებოდა ფართო მასშტაბით, რადგან ნედლეული იმდენად იაფი იყო, რომ მზის სისტემის ძვირადღირებულ აღჭურვილობას არ მოითხოვდნენ... კოლექტორების წარმოება, მაგალითად, რუსეთში, თითქმის მთლიანად შეწყდა.

ტრადიციული ენერგორესურსების გაძვირების გამო, აღორძინდა ინტერესი მზის სისტემების გამოყენების მიმართ. ამ ქვეყნების რიგ რეგიონებში, რომლებიც განიცდიან ენერგორესურსების დეფიციტს, მიიღება მზის სისტემების გამოყენების ადგილობრივი პროგრამები, მაგრამ მზის სისტემები პრაქტიკულად უცნობია ფართო სამომხმარებლო ბაზრისთვის.

მზის სისტემების გაყიდვისა და გამოყენების ბაზრის ნელი განვითარების მთავარი მიზეზი, პირველ რიგში, მათი მაღალი საწყისი ღირებულებაა და მეორეც, ინფორმაციის ნაკლებობა მზის სისტემების შესაძლებლობების, მათი გამოყენების მოწინავე ტექნოლოგიების შესახებ და მზის სისტემების დეველოპერები და მწარმოებლები. ყოველივე ეს არ იძლევა იმის საშუალებას, რომ სწორად შეფასდეს მოქმედი სისტემების გამოყენების ეფექტურობა მზის ენერგია.

უნდა გვახსოვდეს, რომ მზის კოლექტორი არ არის საბოლოო პროდუქტი. საბოლოო პროდუქტის მისაღებად - გათბობა, ელექტროენერგია, ცხელი წყალი - თქვენ უნდა გაიაროთ პროცესი დიზაინიდან, მონტაჟიდან მზის სისტემების ექსპლუატაციამდე. მზის კოლექტორების გამოყენების მცირე გამოცდილება აჩვენებს, რომ ეს სამუშაო არ არის უფრო რთული, ვიდრე ტრადიციული გათბობის დაყენება, მაგრამ ეკონომიკური ეფექტურობა გაცილებით მაღალია.

ბელორუსიაში, რუსეთსა და უკრაინაში ბევრი კომპანიაა ჩართული გათბობის მოწყობილობების დიზაინითა და მონტაჟით, მაგრამ დღეს ტრადიციული ენერგიის წყაროებს პრიორიტეტი აქვთ. განვითარება ეკონომიკური პროცესები, სისტემების გამოყენების გლობალური გამოცდილება მზის ენერგიააჩვენებს, რომ მომავალი ენერგიის ალტერნატიულ წყაროებშია. უახლოეს მომავალში შეიძლება აღინიშნოს, რომ მზის სისტემები ახალია, პრაქტიკულად არა პოზიცია დაიკავაჩვენი ბაზარი.

ბელორუსის რესპუბლიკის განათლების სამინისტრო

Საგანმანათლებლო დაწესებულების

"ბელორუსის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტიმაქსიმ ტანკის სახელობის"

ზოგადი და თეორიული ფიზიკის კათედრა

სასწავლო კურსი ზოგად ფიზიკაში

მზის ენერგია და მისი გამოყენების პერსპექტივები

321 ჯგუფის მოსწავლეები

ფიზიკის ფაკულტეტი

ლეშკევიჩ სვეტლანა ვალერიევნა

სამეცნიერო მრჩეველი:

ფედორკოვი ჩესლავ მიხაილოვიჩი

მინსკი, 2009 წ

შესავალი

1. ზოგადი ინფორმაცია მზის შესახებ

2. მზე ენერგიის წყაროა

2.1 მზის ენერგიის კვლევა

2.2 მზის ენერგიის პოტენციალი

3. მზის ენერგიის გამოყენება

3.1 მზის ენერგიის პასიური გამოყენება

3.2 აქტიური გამოყენებამზის ენერგია

3.2.1 მზის კოლექტორები და მათი ტიპები

3.2.2 მზის სისტემები

3.2.3 მზის თბოელექტროსადგურები

3.3 ფოტოელექტრული სისტემები

4. მზის არქიტექტურა

დასკვნა

გამოყენებული წყაროების სია

შესავალი

მზე განსაკუთრებულ როლს ასრულებს დედამიწის ცხოვრებაში. ჩვენი პლანეტის მთელი ორგანული სამყარო თავის არსებობას მზეს ევალება. მზე არა მხოლოდ სინათლისა და სითბოს წყაროა, არამედ მრავალი სხვა სახის ენერგიის (ნავთობი, ქვანახშირი, წყალი, ქარი) წყაროც.

დედამიწაზე გამოჩენის მომენტიდან მან დაიწყო მზის ენერგიის გამოყენება. არქეოლოგიური მონაცემებით, ცნობილია, რომ საცხოვრებლად უპირატესობა ენიჭებოდა წყნარ ადგილებს, რომლებიც დაცული იყო ცივი ქარისგან და ღია მზისგან.

შესაძლოა, პირველ ცნობილ ჰელიოსისტემად შეიძლება მივიჩნიოთ ამენჰოტეპ III-ის ქანდაკება, რომელიც თარიღდება ჩვენს წელთაღრიცხვამდე მე-15 საუკუნით. ქანდაკების შიგნით იყო ჰაერისა და წყლის კამერების სისტემა, რომელიც მზის სხივების ქვეშ მოძრაობდა ფარული მუსიკალური ინსტრუმენტი. ძველ საბერძნეთში ჰელიოსს თაყვანს სცემდნენ. ამ ღმერთის სახელი დღეს ქმნის მზის ენერგიასთან დაკავშირებული მრავალი ტერმინის საფუძველს.

მსოფლიო ეკონომიკის მრავალი სექტორისთვის ელექტროენერგიით უზრუნველყოფის პრობლემა და დედამიწის მოსახლეობის მუდმივად მზარდი საჭიროებები ახლა უფრო და უფრო აქტუალური ხდება.

1. ზოგადი ინფორმაცია მზის შესახებ

მზე ცენტრალური სხეულია მზის სისტემა, ცხელი პლაზმური ბურთი, ტიპიური ჯუჯა ვარსკვლავი სპექტრული კლასის G2.

მზის მახასიათებლები

1. წონა M S ~2*10 23 კგ

2. R S ~629 ათასი კმ

3. V= 1,41*10 27 მ 3, რაც თითქმის 1300 ათასჯერ აღემატება დედამიწის მოცულობას,

4. საშუალო სიმკვრივე 1,41 * 10 3 კგ/მ 3,

5. სიკაშკაშე L S =3.86*10 23 კვტ,

6. ეფექტური ტემპერატურაზედაპირი (ფოტოსფერო) 5780 K,

7. ბრუნვის პერიოდი (სინოდური) მერყეობს 27 დღიდან ეკვატორზე 32 დღემდე. პოლუსებზე,

8. თავისუფალი ვარდნის აჩქარება 274 მ/წმ 2 (მიზიდულობის ასეთი უზარმაზარი აჩქარებით 60 კგ წონით ადამიანი 1,5 ტონაზე მეტს იწონის).

მზის სტრუქტურა

მზის ცენტრალურ ნაწილში არის მისი ენერგიის წყარო, ან, გადატანითი ენით, ის „ღუმელი“, რომელიც ათბობს მას და არ აძლევს გაციების საშუალებას. ამ უბანს ბირთვი ეწოდება (იხ. სურ. 1). ბირთვში, სადაც ტემპერატურა 15 MK-ს აღწევს, ენერგია გამოიყოფა. ბირთვს აქვს მზის მთლიანი რადიუსის არაუმეტეს მეოთხედის რადიუსი. თუმცა, მზის მასის ნახევარი კონცენტრირებულია მის მოცულობაში და გამოიყოფა თითქმის მთელი ენერგია, რომელიც მხარს უჭერს მზის ნათებას.

ბირთვის ირგვლივ დაუყოვნებლივ იწყება რადიაციული ენერგიის გადაცემის ზონა, სადაც ის ვრცელდება ნივთიერების მიერ სინათლის ნაწილის - კვანტების - შთანთქმისა და გამოსხივების გზით. ძალიან დიდი დრო სჭირდება კვანტს მკვრივი მზის მატერიის გარედან შეღწევას. ასე რომ, თუ მზის შიგნით "ღუმელი" მოულოდნელად ჩაქრებოდა, ამის შესახებ მხოლოდ მილიონობით წლის შემდეგ გვეცოდინება.

ბრინჯი. 1 მზის სტრუქტურა

მზის შიდა ფენების გავლით, ენერგიის ნაკადი ხვდება რეგიონს, სადაც გაზის გამჭვირვალობა მნიშვნელოვნად იზრდება. ეს არის მზის კონვექციური ზონა. აქ ენერგია გადადის არა რადიაციის, არამედ კონვექციის გზით. კონვექციური ზონა იწყება ცენტრიდან დაახლოებით 0,7 რადიუსში და ვრცელდება თითქმის მზის ყველაზე თვალსაჩინო ზედაპირამდე (ფოტოსფერო), სადაც ძირითადი ენერგიის ნაკადის გადაცემა კვლავ ხდება გასხივოსნებული.

ფოტოსფერო არის მზის სხივური ზედაპირი, რომელსაც აქვს მარცვლოვანი სტრუქტურა, რომელსაც გრანულაცია ეწოდება. თითოეული ასეთი "მარცვალი" თითქმის გერმანიის ზომისაა და წარმოადგენს ცხელი ნივთიერების ნაკადს, რომელიც ზედაპირზე ამოვიდა. ფოტოსფეროში ხშირად შეგიძლიათ ნახოთ შედარებით მცირე ბნელი ადგილები - მზის ლაქები. ისინი 1500˚C-ით უფრო ცივია ვიდრე მიმდებარე ფოტოსფერო, რომლის ტემპერატურა 5800˚C-ს აღწევს. ფოტოსფეროს ტემპერატურის სხვაობის გამო ეს ლაქები ტელესკოპით დაკვირვებისას სრულიად შავი ჩანს. ფოტოსფეროს ზემოთ არის შემდეგი, უფრო იშვიათი ფენა, რომელსაც ეწოდება ქრომოსფერო, ანუ "ფერადი სფერო". ქრომოსფერომ ეს სახელი წითელი ფერის გამო მიიღო. და ბოლოს, მის ზემოთ არის მზის ატმოსფეროს ძალიან ცხელი, მაგრამ ასევე უკიდურესად იშვიათი ნაწილი - გვირგვინი.

2. მზე ენერგიის წყაროა

ჩვენი მზე არის გაზის უზარმაზარი მანათობელი ბურთი, რომლის შიგნითაც მიედინება რთული პროცესებიდა შედეგად, ენერგია მუდმივად გამოიყოფა. მზის ენერგია არის სიცოცხლის წყარო ჩვენს პლანეტაზე. მზე ათბობს ატმოსფეროს და დედამიწის ზედაპირს. მზის ენერგიის წყალობით ქრის ქარები, ბუნებაში ხდება წყლის ციკლი, თბება ზღვები და ოკეანეები, ვითარდება მცენარეები და ცხოველებს აქვთ საკვები. სწორედ მზის გამოსხივების წყალობით არსებობს წიაღისეული საწვავი დედამიწაზე. მზის ენერგია შეიძლება გარდაიქმნას სიცხეში ან სიცივეში, მამოძრავებელ ენერგიად და ელექტროენერგიად.

მზე წყალს ორთქლდება ოკეანეებიდან, ზღვებიდან და დედამიწის ზედაპირიდან. ის ამ ტენს წყლის წვეთებად აქცევს, აყალიბებს ღრუბლებსა და ნისლებს, შემდეგ კი იწვევს მის დაბრუნებას დედამიწაზე წვიმის, თოვლის, ნამის ან ყინვის სახით, რითაც ქმნის გიგანტურ ტენიანობის ციკლს ატმოსფეროში.

მზის ენერგია არის ატმოსფეროს ზოგადი მიმოქცევის წყარო და ოკეანეებში წყლის მიმოქცევა. როგორც ჩანს, ის ქმნის ჩვენი პლანეტის წყლისა და ჰაერის გათბობის გიგანტურ სისტემას, რომელიც გადაანაწილებს სითბოს დედამიწის ზედაპირზე.

მზის შუქი, მცენარეებზე მოხვედრილი, იწვევს ფოტოსინთეზის პროცესს, განაპირობებს მცენარეების ზრდა-განვითარებას; მიწაზე მოხვედრისას იგი გადაიქცევა სიცხეში, ათბობს მას, ქმნის ნიადაგის კლიმატს, რითაც სიცოცხლისუნარიანობას ანიჭებს მცენარეთა თესლს, მიკროორგანიზმებს და მასში მცხოვრებ ცოცხალ არსებებს, რომლებიც ამ სიცხის გარეშე იქნებოდნენ ანაბიოზის (ჰიბერნაციის) მდგომარეობაში.

მზე ასხივებს უზარმაზარ ენერგიას - დაახლოებით 1,1 x 10 20 კვტ/სთ წამში. კილოვატი საათი არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 100 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურის მუშაობისთვის 10 საათის განმავლობაში. დედამიწის გარე ატმოსფერო წყვეტს მზის მიერ გამოსხივებული ენერგიის დაახლოებით მემილიონედს, ანუ დაახლოებით 1,500 კვადრილონი (1,5 x 10 18) კვტ/სთ ყოველწლიურად. თუმცა, მთელი ენერგიის მხოლოდ 47%, ანუ დაახლოებით 700 კვადრილიონი (7 x 10 17) კვტ/სთ აღწევს დედამიწის ზედაპირს. მზის ენერგიის დარჩენილი 30% აირეკლება უკან კოსმოსში, დაახლოებით 23% აორთქლდება წყალს, 1% ენერგია მოდის ტალღებიდან და დინებიდან და 0,01% ბუნებაში ფოტოსინთეზის პროცესიდან.

2.1 მზის ენერგიის კვლევა

რატომ ანათებს მზე და არ გრილდება მილიარდობით წლის განმავლობაში? რა „საწვავი“ აძლევს მას ენერგიას? მეცნიერები ამ კითხვაზე პასუხებს საუკუნეების მანძილზე ეძებდნენ და მხოლოდ მე-20 საუკუნის დასაწყისში აღმოაჩინეს. სწორი გამოსავალი. ახლა ცნობილია, რომ სხვა ვარსკვლავების მსგავსად, ის ანათებს მის სიღრმეში მომხდარი თერმობირთვული რეაქციების გამო.

თუ მსუბუქი ელემენტების ატომების ბირთვები გაერთიანდება უფრო მძიმე ელემენტის ატომის ბირთვში, მაშინ ახლის მასა ნაკლები იქნება იმათ საერთო მასაზე, საიდანაც იგი წარმოიქმნა. მასის დარჩენილი ნაწილი გარდაიქმნება ენერგიად, რომელსაც ატარებს რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ნაწილაკები. ეს ენერგია თითქმის მთლიანად გარდაიქმნება სითბოდ. ატომის ბირთვების შერწყმის ეს რეაქცია შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ძალიან მაღალ წნევაზე და 10 მილიონ გრადუსზე მაღლა ტემპერატურაზე. ამიტომ მას თერმობირთვულს უწოდებენ.

მზეს ძირითადი ნივთიერება წყალბადია, რომელიც ვარსკვლავის მთლიანი მასის დაახლოებით 71%-ს შეადგენს. თითქმის 27% ეკუთვნის ჰელიუმს, ხოლო დანარჩენი 2% მოდის უფრო მძიმე ელემენტებზე, როგორიცაა ნახშირბადი, აზოტი, ჟანგბადი და ლითონები. მზის მთავარი "საწვავი" წყალბადია. წყალბადის ოთხი ატომიდან, გარდაქმნების ჯაჭვის შედეგად, წარმოიქმნება ერთი ჰელიუმის ატომი. და რეაქციაში მონაწილე წყალბადის ყოველი გრამიდან გამოიყოფა 6x10 11 J ენერგია! დედამიწაზე, ენერგიის ეს რაოდენობა საკმარისი იქნება 1000 მ 3 წყლის გასათბობად 0º C ტემპერატურიდან დუღილის წერტილამდე.

2.2 მზის ენერგიის პოტენციალი

მზე გვაწვდის 10000-ჯერ დიდი თანხაუფასო ენერგია, ვიდრე რეალურად გამოიყენება მთელ მსოფლიოში. მხოლოდ 85 ტრილიონ (8,5 x 10 13) კვტ/სთ ენერგია ყიდულობს და იყიდება მხოლოდ გლობალურ კომერციულ ბაზარზე. იმის გამო, რომ შეუძლებელია მთელი პროცესის მონიტორინგი, შეუძლებელია დარწმუნებით იმის თქმა, თუ რამდენ ენერგიას მოიხმარენ ადამიანები (მაგალითად, რამდენ შეშა და სასუქი გროვდება და იწვება, რამდენი წყალი გამოიყენება მექანიკური ან ელექტრული ენერგია). ზოგიერთი ექსპერტის შეფასებით, ასეთი არაკომერციული ენერგია შეადგენს მთელი მოხმარებული ენერგიის მეხუთედს. მაგრამ მაშინაც კი, თუ ეს ასეა, კაცობრიობის მიერ წლის განმავლობაში მოხმარებული მთლიანი ენერგია არის მზის ენერგიის მხოლოდ დაახლოებით შვიდათასედი, რომელიც ხვდება დედამიწის ზედაპირზე იმავე პერიოდში.

განვითარებულ ქვეყნებში, როგორიცაა აშშ, ენერგიის მოხმარება არის დაახლოებით 25 ტრილიონი (2,5 x 10 13) კვტ/სთ წელიწადში, რაც შეესაბამება დღეში 260 კვტ/სთ-ზე მეტს ერთ ადამიანზე. ეს მაჩვენებელი უდრის ასზე მეტი 100 ვტ ინკანდესენტური ნათურის გაშვებას მთელი დღის განმავლობაში ყოველდღე. აშშ-ის საშუალო მოქალაქე მოიხმარს 33-ჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე ინდოელი, 13-ჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე ჩინელი, ორნახევარჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე იაპონელი და ორჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე შვედი.

უძველესი დროიდან ადამიანები ლაპარაკობდნენ მზეზე, როგორც ძლიერსა და დიდზე, რაც მათ რელიგიებში ამაღლდა ცხოველურ ობიექტად. მნათობს თაყვანს სცემდნენ, ადიდებდნენ, მისით ზომავდნენ დროს და ყოველთვის მიწიერი კურთხევის უპირველეს წყაროდ ითვლებოდა.

მზის ენერგიის საჭიროება

ათასწლეულები გავიდა. კაცობრიობა შემოვიდა ახალი ერამისი განვითარება და სარგებლობს სწრაფად განვითარებადი ტექნოლოგიური პროგრესის ნაყოფით. თუმცა, დღემდე, ეს არის მზე, რომელიც წარმოადგენს სითბოს მთავარ ბუნებრივ წყაროს და, შესაბამისად, სიცოცხლეს.

როგორ იყენებს კაცობრიობა მზეს თავის ყოველდღიურ საქმიანობაში? განვიხილოთ ეს საკითხი უფრო დეტალურად.

მზის "ნამუშევარი".

ციური სხეული ემსახურება მცენარეებში ფოტოსინთეზისთვის საჭირო ენერგიის ერთადერთ წყაროს. მზე ააქტიურებს წყლის ციკლს და მხოლოდ მისი წყალობით ჩვენს პლანეტას აქვს ყველაფერი კაცობრიობისთვის ცნობილიწიაღისეული. და ხალხი ასევე იყენებს ამ კაშკაშა ვარსკვლავის ძალას ელექტრო და თერმული ენერგიის მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად. ამის გარეშე პლანეტაზე სიცოცხლე უბრალოდ შეუძლებელი იქნებოდა.

ენერგიის მთავარი წყარო

ბუნება გონივრულად უზრუნველყოფს კაცობრიობის მიღებას ზეციური სხეულიმისი საჩუქრები. მზის ენერგია დედამიწას მიეწოდება რადიაციული ტალღების გადაცემით კონტინენტებისა და წყლების ზედაპირზე. უფრო მეტიც, მთელი გაგზავნილი სპექტრიდან ჩვენამდე მხოლოდ შემდეგი აღწევს:

1. ულტრაიისფერი ტალღები. ისინი უხილავია ადამიანის თვალისთვის და შეადგენენ მთლიანი სპექტრის დაახლოებით 2%-ს.

2. სინათლის ტალღები. ეს არის მზის ენერგიის დაახლოებით ნახევარი, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს. სინათლის ტალღების წყალობით ადამიანი ხედავს მის გარშემო არსებული სამყაროს ყველა ფერს.

3. ინფრაწითელი ტალღები. ისინი შეადგენენ სპექტრის დაახლოებით 49%-ს და ათბობენ წყლისა და მიწის ზედაპირს. სწორედ ეს ტალღებია ყველაზე მოთხოვნადი დედამიწაზე მზის ენერგიის გამოყენებაში.

ინფრაწითელი ტალღის კონვერტაციის პრინციპი

როგორ ხდება დედამიწაზე მზის ენერგიის გამოყენების პროცესი? ნებისმიერი სხვა მსგავსი ქმედების მსგავსად, იგი ხორციელდება პირდაპირი ტრანსფორმაციის პრინციპით. ამისათვის საჭიროა მხოლოდ სპეციალური ზედაპირი. როდესაც მზის შუქი მას ეცემა, ის ენერგიად გარდაქმნის პროცესს გადის. სითბოს მისაღებად, ამ წრეში უნდა იყოს ჩართული კოლექტორი. ის შთანთქავს ინფრაწითელ ტალღებს. გარდა ამისა, მოწყობილობაში, რომელიც იყენებს მზის ენერგიას, რა თქმა უნდა არის შესანახი მოწყობილობები. საბოლოო პროდუქტის გასათბობად, დამონტაჟებულია სპეციალური სითბოს გადამცვლელები.

მზის ენერგიის მიზანია კაცობრიობისთვის საჭირო სითბოსა და სინათლის მიღება. ახალ ინდუსტრიას ზოგჯერ მზის ენერგიას უწოდებენ. ბერძნულიდან თარგმნილი ჰელიოს ხომ მზეს ნიშნავს.

კომპლექსის ექსპლუატაცია

თეორიულად, თითოეულ ჩვენგანს შეუძლია გამოთვალოს მზის ინსტალაცია. ყოველივე ამის შემდეგ, ცნობილია, რომ ჩვენი გალაქტიკური სისტემის ერთადერთი ვარსკვლავიდან დედამიწამდე გეზის გავლის შემდეგ, სინათლის სხივების ნაკადი მოიტანს ენერგეტიკულ მუხტს, რომელიც უდრის 1367 W კვადრატულ მეტრზე. ეს არის ეგრეთ წოდებული მზის მუდმივი, რომელიც არსებობს ატმოსფერული ფენების შესასვლელთან. ეს ვარიანტი შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ იდეალური პირობები, რომლებიც ბუნებაში უბრალოდ არ არსებობს. ატმოსფეროში გავლის შემდეგ მზის სხივები კვადრატულ მეტრზე 1020 ვატს მოიტანს ეკვატორში. მაგრამ დღისა და ღამის ცვალებადობის გამო შეგვიძლია სამჯერ ნაკლები ღირებულება მივიღოთ. რაც შეეხება ზომიერ განედებს, აქ იცვლება არა მხოლოდ დღის სინათლის ხანგრძლივობა, არამედ სეზონურობაც. ამრიგად, ელექტროენერგიის გამომუშავება ეკვატორიდან შორს, გაანგარიშებისას უნდა შემცირდეს კიდევ ორი ​​ფაქტორით.

ციური სხეულის გამოსხივების გეოგრაფია

სად შეიძლება მზის ენერგია საკმაოდ ეფექტურად იმუშაოს? ბუნებრივი პირობებიინსტალაციების დასაყენებლად თამაში მნიშვნელოვანი როლიამ მზარდ ინდუსტრიაში.
მზის რადიაციის განაწილება დედამიწის ზედაპირზე არათანაბარია. ზოგიერთ რეგიონში მზის სხივი დიდი ხნის ნანატრი და იშვიათი სტუმარია, ზოგიერთში კი მას შეუძლია დამთრგუნველი გავლენა მოახდინოს ყველა ცოცხალ არსებაზე.

მზის რადიაციის რაოდენობა, რომელსაც იღებს კონკრეტული ტერიტორია, დამოკიდებულია მის განედზე. ბუნებრივი სინათლის ენერგიის უდიდეს დოზას იღებენ სახელმწიფოები, რომლებიც მდებარეობს ეკვატორთან ახლოს. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. მზის ნაკადის მოცულობა დამოკიდებულია რაოდენობაზე ნათელი დღეები, რომელიც იცვლება ერთიდან გადასვლისას კლიმატური ზონასხვას. ჰაერის ნაკადებმა და რეგიონის სხვა მახასიათებლებმა შეიძლება გაზარდოს ან შეამციროს რადიაციის ხარისხი. მზის ენერგიის სარგებელი ყველაზე ცნობილია:

ქვეყნები ჩრდილო-აღმოსავლეთ აფრიკაში და ზოგიერთ სამხრეთ-დასავლეთში და ცენტრალური რეგიონებიკონტინენტი;
- არაბეთის ნახევარკუნძულის მაცხოვრებლები;
- აფრიკის აღმოსავლეთ სანაპირო;
- ჩრდილო-დასავლეთი ავსტრალია და ინდონეზიის ზოგიერთი კუნძული;
- სამხრეთ ამერიკის დასავლეთ სანაპირო.

რაც შეეხება რუსეთს, როგორც მის ტერიტორიაზე ჩატარებული გაზომვები აჩვენებს, ჩინეთის მოსაზღვრე რეგიონები და ასევე ჩრდილოეთ ზონები მზის რადიაციის ყველაზე მაღალი დოზით სარგებლობენ. და სად ათბობს მზე დედამიწას ყველაზე ნაკლებად ჩვენს ქვეყანაში? ეს არის ჩრდილო-დასავლეთი რეგიონი, რომელიც მოიცავს პეტერბურგს და მიმდებარე ტერიტორიებს.

ელექტროსადგურები

ძნელი წარმოსადგენია ჩვენი ცხოვრება დედამიწაზე მზის ენერგიის გამოყენების გარეშე. როგორ გამოვიყენოთ იგი? სინათლის სხივები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის შესაქმნელად. მისი საჭიროება ყოველწლიურად იზრდება და გაზის, ნავთობისა და ქვანახშირის მარაგი სწრაფი ტემპით მცირდება. ამიტომაც ში ბოლო ათწლეულებიხალხმა დაიწყო მზის ელექტროსადგურების აშენება. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს დანადგარები იძლევა ენერგიის ალტერნატიული წყაროების გამოყენების საშუალებას, რაც მნიშვნელოვნად დაზოგავს ბუნებრივ რესურსებს.

მზის ელექტროსადგურები ფუნქციონირებს მათ ზედაპირზე ჩაშენებული ფოტოელემენტების წყალობით. უფრო მეტიც, ში ბოლო წლებიშესაძლებელი გახდა ასეთი სისტემების ეფექტურობის მნიშვნელოვნად გაზრდა. მზის დანადგარების წარმოება დაიწყო უახლესი მასალებისგან და კრეატიული საინჟინრო გადაწყვეტილებების გამოყენებით. ამან მნიშვნელოვნად გაზარდა მათი ძალა.

ზოგიერთი მკვლევარის აზრით, უახლოეს მომავალში კაცობრიობამ შესაძლოა მიატოვოს ელექტროენერგიის გამომუშავების არსებული ტრადიციული გზები. ადამიანების მოთხოვნილებებს სრულად დააკმაყოფილებს ზეციური სხეული.

მზის ელექტროსადგურები შეიძლება იყოს სხვადასხვა ზომის. მათგან ყველაზე პატარა კერძოა. ეს სისტემები გთავაზობთ მხოლოდ რამდენიმეს მზის პანელები. ყველაზე დიდი და რთული დანადგარები იკავებს ათ კვადრატულ კილომეტრზე მეტ ფართობს.

ყველა მზის ელექტროსადგური იყოფა ექვს ტიპად. Მათ შორის:

კოშკი;
- დანადგარები ფოტოცელებით;
- დისკის ფორმის;
- პარაბოლური;
- მზის ვაკუუმი;
- შერეული.

ელექტროსადგურის ყველაზე გავრცელებული ტიპია კოშკი. ეს არის მაღალი სტრუქტურა. გარეგნულად იგი წააგავს კოშკს, რომელზეც განთავსებულია წყალსაცავი. კონტეინერი ივსება წყლით და შეღებილია შავად. კოშკის ირგვლივ სარკეებია, რომელთა ფართობი 8 კვადრატულ მეტრს აღემატება. მთელი ეს სისტემა დაკავშირებულია ერთ სამართავ პანელთან, რომლის წყალობითაც შეგიძლიათ სარკეების კუთხე ისე მიმართოთ, რომ ისინი მუდმივად ასახავდნენ მზის შუქს. ავზისკენ მიმართული სხივები ათბობს წყალს. სისტემა გამოიმუშავებს ორთქლს, რომელიც გამოიყენება ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად.

ფოტოცელური ტიპის ელექტროსადგურების მუშაობისას გამოიყენება მზის ბატარეები. დღეს ასეთი დანადგარები განსაკუთრებით პოპულარული გახდა. ყოველივე ამის შემდეგ, მზის პანელები შეიძლება დამონტაჟდეს პატარა ბლოკებში, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოიყენონ არა მხოლოდ სამრეწველო საწარმოები, არამედ კერძო სახლებისთვის.

თუ ხედავთ უამრავ უზარმაზარ სატელიტურ ანტენას შიგნით დამონტაჟებული სარკისებური ფირფიტებით, მაშინ იცოდეთ, რომ ეს არის პარაბოლური ელექტროსადგურები, რომლებიც მუშაობენ მზის რადიაციაზე. მათი მოქმედების პრინციპი იგივე კოშკის ტიპის სისტემების მსგავსია. ისინი იჭერენ სინათლის სხივს და სითხით ათბობენ მიმღებს. შემდეგ წარმოიქმნება ორთქლი, რომელიც გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

ჭურჭლის სადგურები ფუნქციონირებს ისევე, როგორც კოშკები და პარაბოლური ტიპები. განსხვავებები მდგომარეობს მხოლოდ ინსტალაციის დიზაინის მახასიათებლებში. ერთი შეხედვით ლითონის ხეს ჰგავს უზარმაზარი ზომა, რომლის ფოთლები თვითმფრინავის სარკეა მრგვალი ფორმა. მათში კონცენტრირებულია მზის ენერგია.

სითბოს გამომუშავების უჩვეულო მეთოდი გამოიყენება მზის ვაკუუმურ ელექტროსადგურში. მისი დიზაინი არის მრგვალი სახურავით დაფარული მიწის ნაკვეთი. ამ სტრუქტურის ცენტრში ამოდის ღრუ კოშკი, რომლის ძირში დამონტაჟებულია ტურბინები. ასეთი ელექტროსადგურის პირების ბრუნვა ხდება ჰაერის ნაკადის გამო, რომელიც ხდება ტემპერატურის სხვაობის გამო. შუშის სახურავი საშუალებას აძლევს მზის სხივებს გაიაროს. ისინი ათბობენ დედამიწას. შიდა ჰაერის ტემპერატურა იზრდება. თერმომეტრის მაჩვენებლების განსხვავება შიგნით და გარეთ ქმნის ჰაერის ნაკადს.

მზის ენერგია ასევე იყენებს ელექტროსადგურებს შერეული ტიპი. ასეთ სისტემებზე შეიძლება ვისაუბროთ იმ შემთხვევებში, როდესაც, მაგალითად, კოშკებზე გამოიყენება დამატებითი ფოტოცელები.

მზის ენერგიის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

ეროვნული ეკონომიკის თითოეულ სექტორს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ისინი ასევე ხელმისაწვდომია მსუბუქი ნაკადების გამოყენებისას. მზის ენერგიის უპირატესობები შემდეგია:

ეკოლოგიურად სუფთა, რადგან არ აბინძურებს გარემოს;
- ძირითადი კომპონენტების ხელმისაწვდომობა - ფოტოცელები, რომლებიც იყიდება არა მხოლოდ სამრეწველო გამოყენებისთვის, არამედ პირადი მცირე ელექტროსადგურების შესაქმნელად;
- წყაროს ამოუწურვა და თვითგანახლება;
- მუდმივად მცირდება ხარჯები.

მზის ენერგიის ნაკლოვანებებს შორისაა:

დღის დროისა და ამინდის პირობების გავლენა ელექტროსადგურების მუშაობაზე;
- ენერგიის შენახვის საჭიროება;
- პროდუქტიულობის დაქვეითება დამოკიდებულია გრძედზე, რომელზეც მდებარეობს რეგიონი და წელიწადის დრო;
- ჰაერის დიდი გათბობა, რომელიც ხდება თავად ელექტროსადგურზე;
- დაბინძურებისგან პერიოდული გაწმენდის აუცილებლობა, რასაც მზის პანელების სისტემა მოითხოვს, რაც პრობლემურია იმ უზარმაზარი უბნების გამო, რომლებზეც დამონტაჟებულია ფოტოცელები;
- აღჭურვილობის შედარებით მაღალი ღირებულება, რომელიც მართალია ყოველწლიურად მცირდება, მაგრამ მაინც მიუწვდომელია მასობრივი მომხმარებლისთვის.

განვითარების პერსპექტივები

რა არის დედამიწაზე მზის ენერგიის გამოყენების შემდგომი შესაძლებლობები? დღეს ამ ალტერნატიულ კომპლექსს დიდ მომავალს უწინასწარმეტყველებენ.

მზის ენერგიის პერსპექტივები ნათელია. ყოველივე ამის შემდეგ, ამ მიმართულებით უკვე მიმდინარეობს უზარმაზარი სამუშაოები. ყოველწლიურად უფრო და უფრო მეტი მზის ელექტროსადგური ჩნდება მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყანაში, რომელთა ზომები გასაოცარია მათი ზომით. ტექნიკური გადაწყვეტილებებიდა მასშტაბი. გარდა ამისა, ამ ინდუსტრიის სპეციალისტები არ წყვეტენ სამეცნიერო კვლევების ჩატარებას, რომელთა მიზანია ამგვარ დანადგარებში გამოყენებული ფოტოცელტების ეფექტურობის არაერთგზის გაზრდა.

მეცნიერებმა საინტერესო გამოთვლა გააკეთეს. პლანეტა დედამიწის მიწაზე, რომელიც მისი ტერიტორიის შვიდას მეასედზე მდებარეობდა, ფოტოცელი რომ დამონტაჟდებოდა, მაშინ ისინი, თუნდაც 10%-იანი ეფექტურობით, მთელ კაცობრიობას მიაწვდიდნენ საჭირო სითბოთი და სინათლით. და ეს არც ისე შორეული პერსპექტივაა. ყოველივე ამის შემდეგ, ფოტოცელებს, რომლებიც დღეს გამოიყენება, აქვთ ეფექტურობა 30%. ამავდროულად, მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ ეს მაჩვენებელი 85%-მდე გაიზრდება.

მზის ენერგიის განვითარება საკმაოდ მაღალი ტემპით მიმდინარეობს. ხალხი სერიოზულად არის შეშფოთებული ბუნებრივი რესურსების ამოწურვის პრობლემაზე და ადგენს სითბოს და სინათლის ალტერნატიულ წყაროებს. ასეთი გამოსავალი თავიდან აიცილებს კაცობრიობის გარდაუვალ ენერგეტიკულ კრიზისს, ასევე მოსალოდნელ ეკოლოგიურ კატასტროფას.

ბოლო წლებში მეცნიერები განსაკუთრებით დაინტერესდნენ ენერგიის ალტერნატიული წყაროებით. ნავთობი და გაზი ადრე თუ გვიან ამოიწურება, ამიტომ უნდა ვიფიქროთ, როგორ გადავრჩებით ახლა ამ სიტუაციაში. ევროპაში ქარის ტურბინებს აქტიურად იყენებენ, ვიღაც ცდილობს ოკეანედან ენერგიის ამოღებას და მზის ენერგიაზე ვისაუბრებთ. ბოლოს და ბოლოს, ვარსკვლავი, რომელსაც თითქმის ყოველდღე ვხედავთ ცაში, დაგვეხმარება გარემოს მდგომარეობის გადარჩენაში და გაუმჯობესებაში. დედამიწისთვის მზის მნიშვნელობის გადაჭარბება ძნელია - ის უზრუნველყოფს სითბოს, სინათლეს და საშუალებას აძლევს პლანეტაზე არსებულ მთელ სიცოცხლეს ფუნქციონირდეს. მაშ, რატომ არ იპოვნეთ მისი სხვა გამოყენება?

ცოტა ისტორია

მე-19 საუკუნის შუა ხანებში ფიზიკოსმა ალექსანდრე ედმონდ ბეკერელმა აღმოაჩინა ფოტოელექტრული ეფექტი. და საუკუნის ბოლოს ჩარლზ ფრიტსმა შექმნა პირველი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია მზის ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევა. ამ მიზნით გამოიყენებოდა ოქროს თხელი ფენით დაფარული სელენი. ეფექტი სუსტი იყო, მაგრამ ეს გამოგონება ხშირად ასოცირდება მზის ენერგიის ეპოქის დასაწყისთან. ზოგიერთი მეცნიერი არ ეთანხმება ამ ფორმულირებას. ისინი მსოფლიოში ცნობილ მეცნიერს ალბერტ აინშტაინს მზის ენერგიის ეპოქის ფუძემდებელს უწოდებენ. 1921 წელს მან მიიღო ნობელის პრემია გარე ფოტოელექტრული ეფექტის კანონების ახსნისთვის.

როგორც ჩანს, მზის ენერგია განვითარების პერსპექტიული გზაა. მაგრამ მის ყველა სახლში შესვლის მრავალი დაბრკოლება არსებობს – ძირითადად ეკონომიკური და ეკოლოგიური. რა ღირს მზის პანელების ღირებულება, რა ზიანი შეიძლება მიაყენონ მათ გარემოს და ენერგიის გამომუშავების სხვა რა მეთოდები არსებობს, გავარკვევთ ქვემოთ.

დაგროვების მეთოდები

მზის ენერგიის მოთვინიერებასთან დაკავშირებული ყველაზე აქტუალური ამოცანაა არა მხოლოდ მისი მიღება, არამედ მისი დაგროვებაც. და ეს არის ზუსტად ის, რაც ყველაზე რთულია. ამჟამად მეცნიერებმა მზის ენერგიის სრულად მოთვინიერების მხოლოდ 3 მეთოდი შეიმუშავეს.

პირველი პარაბოლური სარკის გამოყენებას ეფუძნება და ცოტათი გამადიდებელი შუშით თამაშს ჰგავს, რომელიც ყველასთვის ბავშვობიდან ნაცნობია. სინათლე გადის ობიექტივში, ერთ წერტილში იყრის თავს. თუ ამ ადგილას ქაღალდის ნაჭერს დადებთ, ის ანათებს გადაკვეთის ტემპერატურის გამო მზის სხივებიწარმოუდგენლად მაღალი. პარაბოლური სარკე არის ჩაზნექილი დისკი, რომელიც წააგავს ზედაპირულ თასს. ეს სარკე, გამადიდებელი შუშისგან განსხვავებით, არ გადასცემს, მაგრამ ირეკლავს მზის შუქს, აგროვებს მას ერთ წერტილში, რომელიც ჩვეულებრივ მიმართულია წყლის შავი მილისკენ. ეს ფერი გამოიყენება იმიტომ, რომ ის ყველაზე კარგად შთანთქავს სინათლეს. მილში წყალი თბება მზის სხივებით და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის ან პატარა სახლების გასათბობად.

ბინა გამათბობელი

ეს მეთოდი იყენებს სრულიად განსხვავებულ სისტემას. მზის ენერგიის მიმღები ჰგავს მრავალშრიან სტრუქტურას. მისი მოქმედების პრინციპი ასე გამოიყურება.

შუშის გავლით, სხივები მოხვდა ჩაბნელებულ ლითონს, რომელიც ცნობილია, რომ უკეთ შთანთქავს შუქს. მზის გამოსხივება იქცევა და ათბობს წყალს, რომელიც მდებარეობს რკინის ფირფიტის ქვეშ. შემდეგ ყველაფერი ისე ხდება, როგორც პირველ მეთოდში. გაცხელებული წყალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სივრცის გასათბობად, ასევე ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად. მართალია, ამ მეთოდის ეფექტურობა არც ისე მაღალია, რომ მისი გამოყენება ყველგან შეიძლება.

როგორც წესი, ამ გზით მიღებული მზის ენერგია სითბოა. ელექტროენერგიის შესაქმნელად, მესამე მეთოდი ბევრად უფრო ხშირად გამოიყენება.

მზის უჯრედები

ჩვენ ყველაზე კარგად ვიცნობთ ენერგიის მიღების ამ მეთოდს. იგი მოიცავს სხვადასხვა ბატარეების ან მზის პანელების გამოყენებას, რომლებიც გვხვდება მრავალი თანამედროვე სახლის სახურავებზე. ეს მეთოდი უფრო რთულია, ვიდრე ადრე იყო აღწერილი, მაგრამ ბევრად უფრო პერსპექტიულია. სწორედ ეს იძლევა მზეს ელექტროენერგიად გარდაქმნას ინდუსტრიული მასშტაბით.

სპეციალური პანელები, რომლებიც შექმნილია სხივების დასაჭერად, დამზადებულია გამდიდრებული სილიციუმის კრისტალებისგან. მზის შუქი, რომელიც მათ ეცემა, ელექტრონს ორბიტას აშორებს. მეორე დაუყოვნებლივ ცდილობს დაიკავოს თავისი ადგილი, რითაც ქმნის უწყვეტ მოძრავ ჯაჭვს, რომელიც ქმნის დენს. საჭიროების შემთხვევაში, იგი დაუყოვნებლივ გამოიყენება მოწყობილობების კვებისათვის ან ელექტროენერგიის სახით გროვდება სპეციალურ ბატარეებში.

ამ მეთოდის პოპულარობა გამართლებულია იმით, რომ ის საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ 120 ვტ-ზე მეტი მხოლოდ ერთი კვადრატული მეტრი მზის ბატარეიდან. უფრო მეტიც, პანელებს აქვთ შედარებით მცირე სისქე, რაც საშუალებას აძლევს მათ განთავსდეს თითქმის ყველგან.

სილიკონის პანელების სახეები

არსებობს რამდენიმე სახის მზის პანელები. პირველი მზადდება მონოკრისტალური სილიკონის გამოყენებით. მათი ეფექტურობა არის დაახლოებით 15%. ესენი ყველაზე ძვირია.

პოლიკრისტალური სილიკონისგან დამზადებული ელემენტების ეფექტურობა 11%-ს აღწევს. ისინი იაფია, რადგან მათთვის მასალა მიიღება გამარტივებული ტექნოლოგიის გამოყენებით. მესამე ტიპი ყველაზე ეკონომიურია და აქვს მინიმალური ეფექტურობა. ეს არის ამორფული სილიკონისგან დამზადებული პანელები, ანუ არაკრისტალური. დაბალი ეფექტურობის გარდა, მათ აქვთ კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ნაკლი - სისუსტე.

ეფექტურობის გაზრდის მიზნით, ზოგიერთი მწარმოებელი იყენებს მზის პანელის ორივე მხარეს - უკანა და წინა მხარეს. ეს საშუალებას გაძლევთ დაიჭიროთ სინათლე დიდი მოცულობით და გაზარდოთ მიღებული ენერგიის რაოდენობა 15-20%-ით.

შიდა მწარმოებლები

დედამიწაზე მზის ენერგია სულ უფრო ფართოვდება. ჩვენს ქვეყანაშიც კი არიან დაინტერესებული ამ ინდუსტრიის შესწავლით. მიუხედავად იმისა, რომ რუსეთში არც თუ ისე აქტიურია განვითარება მიმდინარეობს ალტერნატიული ენერგია, გარკვეული წარმატება მიღწეულია. ამჟამად, რამდენიმე ორგანიზაციაა დაკავებული მზის ენერგიის წარმოქმნის პანელების შექმნით - ძირითადად სხვადასხვა დარგის სამეცნიერო ინსტიტუტები და ქარხნები ელექტრო მოწყობილობების წარმოებისთვის.

1. NPF "Quark"
2. OJSC კოვროვის მექანიკური ქარხანა.
3. სოფლის მეურნეობის ელექტრიფიკაციის სრულიად რუსული კვლევითი ინსტიტუტი.
4. NPO Mashinostroyeniye.
5. სს VIEN.
6. OJSC Ryazan ლითონ-კერამიკული მოწყობილობების ქარხანა.
7. სს პრავდინსკის ენერგიის წყაროების ექსპერიმენტული ქარხანა "პოზიტი".

ეს მხოლოდ მცირე ნაწილია საწარმოების მიღებისა აქტიური მონაწილეობაალტერნატივის შემუშავებაში

Გავლენა გარემოზე

ქვანახშირისა და ნავთობის ენერგიის წყაროების მიტოვება მხოლოდ იმით არ არის განპირობებული, რომ ეს რესურსები ადრე თუ გვიან ამოიწურება. ფაქტია, რომ ისინი დიდ ზიანს აყენებენ გარემოს - აბინძურებენ ნიადაგს, ჰაერს და წყალს, ხელს უწყობენ ადამიანებში დაავადებების განვითარებას და ამცირებენ იმუნიტეტს. ამიტომ ენერგიის ალტერნატიული წყაროები გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით უსაფრთხო უნდა იყოს.

სილიკონი, რომელიც გამოიყენება მზის უჯრედების წარმოებისთვის, თავისთავად უსაფრთხოა, რადგან ასეა ბუნებრივი მასალა. მაგრამ მისი გაწმენდის შემდეგ ნარჩენები რჩება. არასწორად გამოყენების შემთხვევაში მათ შეუძლიათ ზიანი მიაყენონ ადამიანებს და გარემოს.

გარდა ამისა, მზის პანელებით მთლიანად სავსე ზონაში, ბუნებრივი განათება შეიძლება დაირღვეს. ეს გამოიწვევს არსებულ ეკოსისტემაში ცვლილებებს. მაგრამ ზოგადად, მზის ენერგიის კონვერტაციისთვის შექმნილი მოწყობილობების გარემოზე ზემოქმედება მინიმალურია.

ეკონომიური

ყველაზე მაღალი ხარჯები დაკავშირებულია ნედლეულის მაღალ ღირებულებასთან. როგორც უკვე გავარკვიეთ, სპეციალური პანელები იქმნება სილიკონის გამოყენებით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მინერალი ბუნებაში ფართოდ არის გავრცელებული, მისი მოპოვება დაკავშირებულია დიდი პრობლემები. ფაქტია, რომ სილიციუმი, რომელიც შეადგენს მასის მეოთხედზე მეტს დედამიწის ქერქი, არ არის შესაფერისი მზის უჯრედების წარმოებისთვის. ვარგისია მხოლოდ ამ მიზნებისათვის ყველაზე სუფთა მასალა, მიღებული სამრეწველო. სამწუხაროდ, ქვიშისგან სუფთა სილიკონის მიღება უკიდურესად რთულია.

ამ რესურსის ფასი შედარებულია ატომურ ელექტროსადგურებში გამოყენებულ ურანთან. სწორედ ამიტომ, მზის პანელების ღირებულება ამჟამად საკმაოდ მაღალ დონეზე რჩება.

თანამედროვე ტექნოლოგიები

მზის ენერგიის მოთვინიერების პირველი მცდელობები საკმაოდ დიდი ხნის წინ გამოჩნდა. მას შემდეგ ბევრი მეცნიერი აქტიურად ეძებს ყველაზე ეფექტურ აღჭურვილობას. ის არ უნდა იყოს მხოლოდ ეკონომიური, არამედ კომპაქტურიც. მისი ეფექტურობა მაქსიმალურად უნდა იყოს მიდრეკილი.

მზის ენერგიის მიღებისა და გარდაქმნის იდეალური მოწყობილობისკენ პირველი ნაბიჯები გადაიდგა სილიკონის ბატარეების გამოგონებით. რა თქმა უნდა, ფასი საკმაოდ მაღალია, მაგრამ პანელები შეიძლება განთავსდეს სახლების სახურავებზე და კედლებზე, სადაც ისინი არავის შეაწუხებენ. და ასეთი ბატარეების ეფექტურობა უდაოა.

მაგრამ Საუკეთესო გზაგაზარდეთ მზის ენერგიის პოპულარობა - გააფასეთ იგი. გერმანელმა მეცნიერებმა უკვე შესთავაზეს სილიკონის შეცვლა სინთეზური ბოჭკოებით, რომლებიც შეიძლება ინტეგრირებული იყოს ქსოვილში ან სხვა მასალებში. ასეთი მზის ბატარეის ეფექტურობა არ არის ძალიან მაღალი. მაგრამ სინთეტიკური ბოჭკოებით გადაკვეთილ პერანგს შეუძლია მინიმუმ ელექტროენერგია მიაწოდოს სმარტფონს ან მოთამაშეს. ნანოტექნოლოგიის მიმართულებითაც აქტიურად მიმდინარეობს მუშაობა. სავარაუდოა, რომ ისინი საშუალებას მისცემს მზეს გახდეს ენერგიის ყველაზე პოპულარული წყარო ამ საუკუნეში. ნორვეგიიდან Scates AS-ის სპეციალისტებმა უკვე განაცხადეს, რომ ნანოტექნოლოგია მზის პანელების ღირებულებას 2-ჯერ შეამცირებს.

მზის ენერგია სახლისთვის

ბევრი ადამიანი, ალბათ, ოცნებობს საცხოვრებელზე, რომელიც უზრუნველყოფს თავის თავს: არ არის დამოკიდებული ცენტრალიზებულ გათბობაზე, არ არის სირთულეები გადასახადების გადახდასთან დაკავშირებით და არ არის ზიანი გარემოსთვის. უკვე ბევრ ქვეყანაში აქტიურად შენდება საცხოვრებელი სახლი, რომელიც მოიხმარს მხოლოდ ალტერნატიული წყაროებიდან მიღებულ ენერგიას. თვალსაჩინო მაგალითია მზის სახლი ე.წ.

მშენებლობის პროცესში ის უფრო დიდ ინვესტიციებს მოითხოვს, ვიდრე ტრადიციული. მაგრამ რამდენიმე წლის მუშაობის შემდეგ, ყველა ხარჯი ანაზღაურდება - გათბობის, ცხელი წყლისა და ელექტროენერგიის გადახდა არ მოგიწევთ. მზის სახლში, ყველა ეს კომუნიკაცია მიბმულია სახურავზე მოთავსებულ სპეციალურ ფოტოელექტრო პანელებზე. უფრო მეტიც, ამ გზით მიღებული ენერგორესურსები არა მხოლოდ იხარჯება მიმდინარე საჭიროებებზე, არამედ გროვდება ღამით და მოღრუბლულ ამინდში გამოსაყენებლად.

ამჟამად, ასეთი სახლების მშენებლობა ხორციელდება არა მხოლოდ ეკვატორთან ახლოს მდებარე ქვეყნებში, სადაც მზის ენერგიის მოპოვება ყველაზე ადვილია. ისინი ასევე შენდება კანადაში, ფინეთსა და შვედეთში.

Დადებითი და უარყოფითი მხარეები

ტექნოლოგიების განვითარება, რომლებიც მზის ენერგიის ფართო გამოყენების საშუალებას იძლევა, შეიძლება უფრო აქტიურად განხორციელდეს. მაგრამ არსებობს გარკვეული მიზეზები, რის გამოც ეს ჯერ კიდევ არ არის პრიორიტეტული. როგორც ზემოთ ვთქვით, პანელების წარმოება წარმოქმნის გარემოსთვის საზიანო ნივთიერებებს. გარდა ამისა, მზა აღჭურვილობა შეიცავს გალიუმს, დარიშხანს, კადმიუმს და ტყვიას.

ფოტოელექტრული პანელების გადამუშავების საჭიროება ასევე ბევრ კითხვას ბადებს. 50 წლის მუშაობის შემდეგ ისინი სამსახურისთვის უვარგისი გახდებიან და როგორმე უნდა გაანადგურონ. ეს არ გამოიწვევს უზარმაზარ ზიანს ბუნებას? ასევე გასათვალისწინებელია, რომ მზის ენერგია არის ცვალებადი რესურსი, რომლის ეფექტურობა დამოკიდებულია დღის დროზე და ამინდზე. და ეს მნიშვნელოვანი ნაკლია.

მაგრამ, რა თქმა უნდა, არის უპირატესობები. მზის ენერგიის წარმოება შესაძლებელია დედამიწის თითქმის ნებისმიერ წერტილში, ხოლო მისი მოპოვებისა და გარდაქმნის მოწყობილობა შეიძლება იყოს იმდენად მცირე, რომ მოთავსდეს სმარტფონის უკანა მხარეს. ასევე მნიშვნელოვანია, რომ ეს არის განახლებადი რესურსი, რაც ნიშნავს, რომ მზის ენერგიის რაოდენობა უცვლელი დარჩება მინიმუმ ათასობით წლის განმავლობაში.

პერსპექტივები

მზის ენერგიის ტექნოლოგიების განვითარებამ უნდა გამოიწვიოს უჯრედების შექმნის ნაკლები ხარჯები. უკვე ჩნდება შუშის პანელები, რომლებიც შეიძლება დამონტაჟდეს ფანჯრებზე. ნანოტექნოლოგიის განვითარებამ შესაძლებელი გახადა საღებავის გამოგონება, რომელიც შეისხურება მზის პანელებზე და შეუძლია შეცვალოს სილიკონის ფენა. თუ მზის ენერგიის ღირებულება რეალურად რამდენჯერმე შემცირდება, მისი პოპულარობაც მრავალჯერ გაიზრდება.

ინდივიდუალური მოხმარებისთვის მცირე პანელების შექმნა საშუალებას მისცემს ადამიანებს გამოიყენონ მზის ენერგია ნებისმიერ გარემოში - სახლში, მანქანაში ან თუნდაც ქალაქგარეთ. მათი განაწილების წყალობით, ცენტრალიზებულ ელექტრო ქსელებზე დატვირთვა შემცირდება, რადგან ადამიანებს შეეძლებათ მცირე ელექტრონიკის დამოუკიდებლად დამუხტვა.

Shell-ის ექსპერტები თვლიან, რომ 2040 წლისთვის მსოფლიოს ენერგიის დაახლოებით ნახევარი განახლებადი რესურსებიდან გამოიმუშავებს. უკვე გერმანიაში, მზის ენერგიის მოხმარება აქტიურად იზრდება, ბატარეის სიმძლავრე კი 35 გიგავატზე მეტია. იაპონია ასევე აქტიურად ავითარებს ამ ინდუსტრიას. ეს ორი ქვეყანა ლიდერობს მზის ენერგიის მოხმარებაში მსოფლიოში. მათ, სავარაუდოდ, მალე შეერთებული შტატებიც შეუერთდება.

ენერგიის სხვა ალტერნატიული წყაროები

მეცნიერები აგრძელებენ თავსატეხებს იმაზე, თუ რისი გამოყენება შეიძლება ელექტროენერგიის ან სითბოს გამოსამუშავებლად. მოდით მოვიყვანოთ ენერგიის ყველაზე პერსპექტიული ალტერნატიული წყაროების მაგალითები.

ქარის ტურბინები ახლა თითქმის ყველა ქვეყანაშია შესაძლებელი. რუსეთის მრავალი ქალაქის ქუჩებშიც კი დამონტაჟებულია ფარნები, რომლებიც ელექტროენერგიით უზრუნველყოფენ თავს ქარის ენერგიის გამოყენებით. რა თქმა უნდა, მათი ღირებულება საშუალოზე მაღალია, მაგრამ დროთა განმავლობაში ისინი ანაზღაურებენ ამ განსხვავებას.

საკმაოდ დიდი ხნის წინ გამოიგონეს ტექნოლოგია, რომელიც შესაძლებელს ხდის ენერგიის მიღებას ოკეანის ზედაპირზე და სიღრმეში წყლის ტემპერატურის სხვაობის გამოყენებით. ჩინეთი აქტიურად გეგმავს ამ სფეროს განვითარებას. უახლოეს წლებში ისინი ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით ყველაზე დიდი ელექტროსადგურის აშენებას გეგმავენ ჩინეთის სანაპიროზე. ზღვის გამოყენების სხვა გზებიც არსებობს. მაგალითად, ავსტრალიაში გეგმავენ შექმნან ელექტროსადგური, რომელიც გამოიმუშავებს ენერგიას დენების ენერგიისგან.

არის ბევრი სხვა ან სითბო. მაგრამ ბევრ სხვა ვარიანტთან შედარებით, მზის ენერგია ნამდვილად პერსპექტიული მიმართულებაა მეცნიერების განვითარებაში.

რას უწოდებენ ჩვეულებრივ მზის ენერგიას?ეს არის მზის მიერ წარმოებული ენერგია სინათლისა და სითბოს სახით. გარდა ამისა, არსებობს მზის ენერგიის მეორადი ფორმები, როგორიცაა ქარი და ტალღის ენერგია. ყველა ამ ტიპის ენერგია შეადგენს დედამიწის განახლებადი ენერგიის უმრავლესობას.

დედამიწა იღებს 174 პევატს (PW) მზის რადიაციასატმოსფეროს ზედა ფენებში. 30% აისახება უკან კოსმოსში, დანარჩენს კი ღრუბლები, ოკეანეები და მიწა შთანთქავს. დედამიწის ზედაპირი, ოკეანეები და ატმოსფერო შთანთქავს მზის რადიაცია , რაც ზრდის მათ ტემპერატურას. ოკეანეებიდან წყლის შემცველი თბილი ჰაერი ამოდის, რაც იწვევს კონვექციას. როდესაც ჰაერი აღწევს მაღალ სიმაღლეებზე, სადაც ტემპერატურა დაბალია, წყლის ორთქლი ღრუბლებში კონდენსირდება და იწვევს წვიმას. წყლის კონდენსაციის ფარული სითბო ზრდის კონვექციას, წარმოქმნის ქარს. ენერგიას შთანთქავს ოკეანეები და მიწა, ინარჩუნებს ზედაპირს საშუალო ტემპერატურაზე დაახლოებით 14 C.

მწვანე მცენარეები მზის ენერგიას გარდაქმნიანქიმიურ ენერგიაში ფოტოსინთეზის გზით. ჩვენი საკვების წარმოება მთლიანად მზის ენერგიაზეა დამოკიდებული. მათი სიცოცხლის შემდეგ მცენარეები იღუპებიან და იშლება დედამიწაზე, რის შედეგადაც მზის ენერგია უზრუნველყოფს ბიომასას, რომელმაც შექმნა ჩვენთვის ცნობილი წიაღისეული საწვავი.

მზის ენერგიის გამოყენების გზები

ადამიანები მზის ენერგიას სხვადასხვა ფორმით იყენებენ:შენობების გათბობისა და გაგრილებისთვის, სასმელი წყლის გამოხდის, დეზინფექციის, განათების, ცხელი წყლის წარმოებისთვის და სამზარეულოსთვის. მზის ენერგიის გამოყენების გზები შემოიფარგლება მხოლოდ ადამიანის გონიერებით.

მზის ტექნოლოგიები არის პასიური ან აქტიური,დამოკიდებულია ენერგიის აღების მეთოდზე, რომელიც შემდეგ გარდაიქმნება და ნაწილდება.

აქტიური მზის ტექნოლოგიები

აქტიური მზის ტექნოლოგიები მოიცავსფოტოელექტრული პანელები და მზის თერმული კოლექტორები.

პასიური მზის ტექნოლოგიები

პასიური მეთოდები მოიცავსშენობის ორიენტაცია მზისკენ მისაღებად მაქსიმალური თანხა დღის სინათლედა სითბოს, ასევე სასურველი თერმული თვისებების მქონე მასალების შერჩევას.

ჩვენი დღევანდელი დამოკიდებულება წიაღისეულ საწვავზე ნელ-ნელა იცვლება ენერგიის ალტერნატიული წყაროებით. ზოგიერთი საწვავი შეიძლება საბოლოოდ გამოუსადეგარი გახდეს, მაგრამ მზის ენერგია არასოდეს მოძველდება, უცხო ძალების მიერ კონტროლდება ან ამოიწურება. მზე იყენებს წყალბადის საკუთარ მარაგს, ის გამოიმუშავებს სასარგებლო ენერგიას აფეთქებამდე. ხალხის ამოცანაა ამ ენერგიის დაჭერა, ჯერჯერობით ყველაზე მეტად მარტივი გზითამისათვის რჩება წიაღისეული საწვავის გამოყენება.