Презентація "Використання сонячного випромінювання"

ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

Актуальність:Зараз, як ніколи раніше, гостро постала проблема енергетичного голодування. Зростаючі ціни на газ, нафту, вугілля, виснаження енергоресурсів. Очевидно, що людство переживає енергетичну кризу: бажані потреби людства у електричній енергії у кілька разів перевищують виготовлення! Це 27-30 трлд. кіловат-годин щороку.Нам потрібно шукати альтернативні джерела енергії. Об’єкт дослідження: сонячне випромінювання. Предмет дослідження: використання сонячної енергії, як альтернативного палива в майбутньому.

Мета: з’ясувати, які є пристрої, що перетворюють сонячну енергію в електричну. Чим вони відрізняються один від одного. Які є найкращі для перетворення сонячної енергії в електричну. Дослідницькі завдання: 1. Що таке сонячне випромінювання ? 2. За допомогою чого перетворюють сонячне випромінювання в електричну енергію. 3. Де застосовують сонячну енергію. 4.Визначення корисної потужності саморобної сонячної печі.

РОЗДІЛ 1 Сонце – лише одна з мільярдів зірок, але воно – джерело енергії для всього живого на Землі. Серед усіх альтернативних джерел енергія сонця є найбільш чистою і безпечною.

ПОБУТОВЕ ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ Сонячні колектори; Сонячні печі;

ФОТОЕЛЕМЕНТИ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В даний час прийнято розрізняти три покоління ФЕП: - Кристалічні (перше покоління); - Тонкоплівкові (друге покоління); - ФЕП третього покоління: фотосенсібілізірованних барвником; органічні (полімерні) ФЕП ; неорганічні ФЕП ; ФЕП на основі каскадних структур.

Наноантени Наноантена - пристрій перетворення сонячної енергії в електричний струм. Останнім часом у створенні ФЕП на основі наноантен, безпосередньо перетворюють електромагнітну енергію світлового випромінювання в електричний струм. Перспективність наноантен обумовлена їх високим теоретичним ККД (до 85%) і потенційно більш низькою вартістю.

ПОЛІМЕРНІ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ Сонячні батареї хоч і екологічно чисті, але при цьому - вельми дорогі. Вчені знайшли їм альтернативу - полімерні сонячні батареї. Виробництво полягає в багатошарової друку сонячного фотоелемента на гнучку плівку, яку потім можна скручувати, розрізати і робити з плівки сонячні батареї абсолютно будь-яких розмірів. Перші полімерні батареї в промислових масштабах почали випускати в Данії.

Сонячні електростанції: СЕС баштового типу СЕС тарілчастого типу СЕС, які використовують фотобатареї СЕС, які використовують параболічні концентратори Комбіновані СЕС Сонячні теплові електростанції Транспорт

РОЗДІЛ 3 ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ В УКРАЇНІ В Україні річне надходження сонячного випромінювання перебуває на одному рівні з країнами, які активно використовують сьогодні сонячні колектори (Швеція, Німеччина, США тощо). Найперспективнішими регіонами країни для розвитку сонячної енергетики є Кримський півострів та степова Україна.

В Миколаївській області відкрито першу сонячну електростанцію (СЕС) «Вознесенськ» потужністю 29,3 МВт. Про це повідомляє прес-служба Держенергоефективності. Ще мінімум у шести районах області протягом цього та наступного року планується встановити подібні екологічно чисті електростанції. Вартість будівництва цієї СЕС склала 900 млн грн. Як зазначають експерти, за своїм географічним розташуванням та сприятливими кліматичними умовами Миколаївська область є одним з найбільш пріоритетних регіонів для розвитку сонячної енергетики.

3.1. Використання сонячної енергії у місті Южноукраїнську Міське управління освіти міста Южноукраїнська, дошкільний навчальний заклад №6 «Світлячок» та центр розвитку дитини «Гармонія» прийняли участь в проекті по енергозберігаючим технологіям. Тематикою питання для участі в конкурсі було обрано «Освітлення території навчальних закладів за допомогою системи освітлення на LED-лампах та сонячних модулях». Суть її полягає в використанні не електричної, а сонячної енергії.

Під час реалізації проекту було встановлено в дошкільному навчальному закладі №6 «Світлячок» 4 модуля сонячних акумуляторів і 11 ліхтарів, та в центрі розвитку дитини «Гармонія» - 8 модулів сонячних акумуляторів і 15 ліхтарів. За рік на освітлення центру «Гармонія» було витрачено 2721 гривні. Зробивши нескладні розрахунки, маємо: 1750 грн (вартість одного акумулятора гривень) * 8 шт =14000 грн 14000 грн : 2721 грн = 5,15 Тобто, через 5,15 років буде перекрито вартість акумуляторів. І це без врахування зростання цін на енергоресурси.

Насьогодні, виходячи з розрахунків економічного відділу міського управління освіти , вартість акумуляторів окупилася на 54%.

Експерементальне завдання Знайти потужність соморобної сонячної печі. Перша частина експерименту була проведена 28 липня на подвір’ї школи. Висота Сонця над горизонтом становила 60о. У алюмінієву ємність масою 0,0125 кілограмів було налито воду масою 0,267 кілограмів та початковою температурою 26 о С. Через 10 хвилин температура води підвищилася до 90оС. Знайдемо корисну потужність установки.

Дано: Розв'язання: mв= 0,267 кг час нагрівання води від T0 до T mб= 0,0125 кг P=Q/ t; To= 26 о С Q= mв cв(T- T0)+ mб cал.(T- T0); T = 90 о С cв =4200 Дж/кг* оС; t = 600 c. cал. =920 Дж/кг* оС; Pк= (mв cв(T- To)+ mб cал.(T- T0))/ t Знайти: Pк=(0,267*4200*64+0,0125*920*64)/600= 120,8427 (Вт) Р=? [Pк]=кг* Дж/кг* оС* оС/c=Дж/с=Вт Відповідь: Pк = 120,8427 Вт (влітку)

Другу частину експериментального дослідження було проведено 17 вересня у шкільному кабінеті біля зачиненого вікна. Використовувалась та сама експериментальна модель. Висота Сонця над горизонтом становила 50о . У алюмінієву банку масою 0,00855 кілограмів налита вода масою 0,13 кілограмів. Початкова температура води 20о С. Через десять хвилин температура води підвищилася до 41 оС. Знайдемо корисну потужність установки.

Дано: Розв’язання: mв= 0,13 кг – час нагрівання води від T0 до T1 mб= 0,0855 кг P=Q/t ; T0= 20 о С Q= mв cв(T0 – T1)+ mб cал.(T0 – T1); T1= 41 о С cал. =920 Дж/кг* оС; t = 600 c. cв =4200 Дж/кг* оС; Pк= (mв cв(T1- T0)+ mб cал.(T1- T0))/t Знайти: Pк=(0,13*4200*21+0,0855*920*21)/600= 21,8631 (Вт) Pк. - ? [Pк]=кг* Дж/кг* оС* оС/c=Дж/с=Вт Відповідь: Pк = 21,8631Вт(восені в приміщенні біля зачиненого вікна)  

Отже, корисні потужності сонячної печі з відбивачем дуже відрізняються в залежності від пори року і проведення експерименту. Влітку на відкритій місцевості значення потужності максимальне. Тобто, використання сонячної печі з відбивачем є найбільш доцільним влітку, коли висота Сонця над горизонтом найбільша і на відкритій місцевості.

ВИСНОВОК Використання сонячної енергії може бути корисно в декількох аспектах. По-перше, при заміні нею викопного палива зменшується забруднення повітря і води. По-друге, заміна викопного палива означає скорочення імпорту палива, особливо нафти і газу. По-третє, заміняючи атомне паливо, ми знижуємо погрозу поширення атомної зброї,радіоактивного забруднення середовища. Я вважаю, сонячне випромінювання завдає мінімум екологічних проблем, виготовлення електроенергії за його допомогою має розглядатися у перспективі як найголовніше. ЦЕ «ЗЕЛЕНИЙ ТАРИФ» ДЛЯ НАШОЇ КРАЇНИ.