சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு, சூரிய ஆற்றல் - வளர்ச்சியின் வரலாறு, நன்மை தீமைகள்

மாற்று ஆற்றலுக்கான ஃபேஷன் வேகத்தைப் பெறுகிறது. மேலும், புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களுக்கு முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்படுகிறது - அலைகள், காற்று, சூரிய ஒளி. சூரிய ஆற்றல் (அல்லது ஒளிமின்னழுத்தம்) வேகமாக வளர்ந்து வரும் தொழில்துறை துறைகளில் ஒன்றாக கருதப்படுகிறது. வரவிருக்கும் காலத்தின் அனைத்து ஆற்றலும், குறைவாக இல்லை, சூரிய சக்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது என்பது போன்ற மிகவும் நம்பிக்கையான அறிக்கைகள்.

கண்டிப்பாகச் சொல்வதானால், சூரியன் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஆற்றல் அனைத்து வகையான புதைபடிவ எரிபொருட்களிலும் "பாதுகாக்கப்பட்ட" வடிவத்தில் உள்ளது - நிலக்கரி, எண்ணெய், எரிவாயு. இந்த ஆற்றல் தாவரங்களின் வளர்ச்சியின் கட்டத்தில் குவிக்கத் தொடங்குகிறது, இது சூரிய ஒளி மற்றும் வெப்பத்தை உட்கொள்கிறது, இது சிக்கலான உயிரியல் செயல்முறைகள் காரணமாக, கார்பன் படிமங்களாக மாறும். நீரின் ஆற்றல், அதன் சுழற்சியும் சூரியனால் ஆதரிக்கப்படுகிறது.

வளிமண்டலத்தின் மேல் வரம்பில் சூரிய ஆற்றலின் அடர்த்தி 1350 W / m2 ஆகும், இது "சூரிய மாறிலி" என்று அழைக்கப்படுகிறது. சூரியனின் கதிர்கள் பூமியின் வளிமண்டலத்தின் வழியாக செல்லும் போது, ​​சில கதிர்வீச்சுகள் சிதறடிக்கப்படுகின்றன.ஆனால் பூமியின் மேற்பரப்பில் கூட, மேகமூட்டமான வானிலையில் கூட, அதன் அடர்த்தி சாத்தியமான பயன்பாட்டிற்கு போதுமானது.

வளர்ச்சியின் வரலாறு

ஒளிமின்னழுத்த விளைவு (அதாவது ஒரே மாதிரியான ஒளிச்சேர்க்கையுடன் ஒரே மாதிரியான பொருளில் நிலையான மின்னோட்டத்தின் தோற்றம்) 1839 இல் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் அலெக்ஸாண்ட்ரே-எட்மண்ட் பெக்கரெல் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. சிறிது நேரம் கழித்து, ஆங்கிலேயரான வில்லோபி ஸ்மித் மற்றும் ஜெர்மன் ஹென்ரிச்-ருடால்ப் ஹெர்ட்ஸ் ஆகியோர் செலினியம் மற்றும் புற ஊதா ஒளிக்கடத்தியின் ஒளிக்கடத்துத்திறனைக் கண்டுபிடித்தனர்.

1888 ஆம் ஆண்டில், முதல் "சூரிய கதிர்வீச்சு மீட்பு சாதனம்" அமெரிக்காவில் காப்புரிமை பெற்றது. ஃபோட்டோகண்டக்டிவிட்டி துறையில் ரஷ்ய விஞ்ஞானிகளின் முதல் சாதனைகள் 1938 க்கு முந்தையவை. பின்னர், கல்வியாளர் ஆப்ராம் ஜோஃப்பின் ஆய்வகத்தில், சூரிய ஆற்றல் மாற்றும் உறுப்பு முதல் முறையாக உருவாக்கப்பட்டது, இது சூரிய ஆற்றலில் பயன்படுத்த திட்டமிடப்பட்டது.

நிலப்பரப்பு சூரிய ஆற்றலின் வளர்ச்சிக்கு முன்னதாக விண்வெளி நோக்கங்களுக்காக சூரிய மின்கலங்கள் துறையில் விஞ்ஞானிகள் (லெனின்கிராட்-பீட்டர்ஸ்பர்க் அறிவியல் பள்ளி இயற்பியலாளர்கள் போரிஸ் கோலோமிட்ஸ் மற்றும் யூரி மஸ்லாகோவ்ட்ஸ் உட்பட) ஒரு பெரிய பணியை மேற்கொண்டனர். அவர்கள் லெனின்கிராட் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் இயற்பியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் தாலியம் கந்தகத்திலிருந்து ஃபோட்டோசெல்களை உருவாக்கினர், இதன் செயல்திறன் 1% க்கு சமமாக இருந்தது - அந்த நேரத்தில் ஒரு உண்மையான சாதனை.

ஆப்ராம் ஜோஃப் இப்போது பிரபலமான நிறுவல் தீர்வின் ஆசிரியராகவும் ஆனார் புகைப்பட செல்கள் கூரைகளில் (அந்த நேரத்தில் யாரும் புதைபடிவ எரிபொருட்களின் பற்றாக்குறையை அனுபவிக்கவில்லை என்ற காரணத்திற்காக இந்த யோசனை முதலில் பரவலாகப் பிடிக்கவில்லை என்றாலும்). இன்று, ஜெர்மனி, அமெரிக்கா, ஜப்பான், இஸ்ரேல் போன்ற நாடுகள் அதிகளவில் கட்டிடங்களின் கூரைகளில் சோலார் பேனல்களை நிறுவுகின்றன, இதனால் "ஆற்றல் திறன் கொண்ட வீடுகள்" உருவாக்கப்படுகின்றன.

20 ஆம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் சூரிய ஆற்றல் அதிக ஆர்வத்தை ஈர்க்கத் தொடங்கியது.இந்த பகுதியில் நடைமுறை முன்னேற்றங்களுக்கு நன்றி, வெப்ப மின் நிலையங்கள் உருவாக்கப்பட்டன, அங்கு குளிரூட்டி நேரடி சூரிய கதிர்வீச்சினால் சூடேற்றப்படுகிறது, மேலும் ஒரு டர்போ-எலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர் கொதிகலனில் உருவாகும் நீராவியை இயக்குகிறது.

கோட்பாட்டிலிருந்து நடைமுறைக்கு அறிவு மற்றும் முன்னேற்றம் குவிந்து, சூரிய உற்பத்தியின் லாபம் பற்றிய கேள்வி எழுகிறது. ஆரம்பத்தில், சூரிய ஆற்றலின் பணிகள் உள்ளூர் பொருட்களின் விநியோகத்திற்கு அப்பால் செல்லவில்லை, எடுத்துக்காட்டாக, மத்திய மின்சார அமைப்பிலிருந்து அணுகுவது அல்லது தொலைவில் இருப்பது கடினம். ஏற்கனவே 1975 ஆம் ஆண்டில், கிரகத்தின் அனைத்து சூரிய நிறுவல்களின் மொத்த சக்தி 300 கிலோவாட் மட்டுமே, மற்றும் ஒரு உச்ச கிலோவாட் சக்தியின் விலை 20 ஆயிரம் டாலர்களை எட்டியது.

சூரிய மின் நிலையங்களின் செயல்பாட்டின் கொள்கை:

சூரிய ஆற்றல் எவ்வாறு மின்சாரமாக மாற்றப்படுகிறது

சோலார் பேனல்களின் பொதுவான வகைகள்

ஆனால் நிச்சயமாக, சூரிய ஒளியை தரையில் இருந்து பெறுவது-பொருளாதாரக் கூறுகளைக் கருத்தில் கொள்ளாமல் கூட-கணிசமான அளவு அதிக திறன் தேவை. அவர்கள் அதை ஓரளவு அடைய முடிந்தது. நவீன சிலிக்கான் குறைக்கடத்தி ஜெனரேட்டர்களின் செயல்திறன் ஏற்கனவே 15-24% ஆகும் (பார்க்க - சூரிய மின்கலங்கள் மற்றும் தொகுதிகளின் செயல்திறன்), அதனால்தான் (அத்துடன் அவற்றின் விலை வீழ்ச்சி) இன்று நிலையான தேவை உள்ளது.

சோலார் பேனல்களின் உற்பத்தியானது, சீமென்ஸ், கியோசெரா, சோலரெக்ஸ், பிபி சோலார், ஷெல் மற்றும் பல போன்ற பெரிய உலக நிறுவனங்களால் தேர்ச்சி பெற்றுள்ளது. குறைக்கடத்தி சூரிய மின்கலங்களின் நிறுவப்பட்ட மின்சார சக்தியின் ஒரு வாட் விலை $2 ஆக குறைந்தது.

சோவியத் காலங்களில் கூட, 4 ஆயிரம் கிமீ 2 சோலார் தொகுதிகள் முழு உலகத்தின் வருடாந்திர மின்சார தேவைகளை ஈடுசெய்ய முடிந்தது என்று மதிப்பிடப்பட்டது. அந்த நேரத்தில் பேட்டரிகளின் செயல்திறன் 6% ஐ விட அதிகமாக இல்லை.

கடந்த நூற்றாண்டில், 10 மெகாவாட் சூரிய மின் நிலையங்கள் (SPP) அமெரிக்கா, பிரான்ஸ், ஸ்பெயின், இத்தாலி மற்றும் பிற "சூரிய" நாடுகளில் நிறுவப்பட்டன. சோவியத் ஒன்றியத்தில், 5 மெகாவாட் திறன் கொண்ட முதல் சோதனை சோலார் ஆலை கெர்ச் தீபகற்பத்தில் கட்டப்பட்டது, அங்கு வருடத்திற்கு சன்னி நாட்களின் எண்ணிக்கை பிராந்தியத்தில் மிக உயர்ந்த ஒன்றாகும்.

இந்த நிலையங்களில் சில இன்னும் செயல்பாட்டில் உள்ளன, பல செயல்படுவதை நிறுத்திவிட்டன, ஆனால் அவை கொள்கையளவில் நவீன சூரிய ஒளிமின்னழுத்த அமைப்புகளுடன் போட்டியிட முடியாது என்று சொல்வது பாதுகாப்பானது.

சூரிய மின் நிலையங்கள்:

சூரிய மின் நிலையங்களின் வகைகள்

மிதக்கும் சூரிய மின் நிலையங்கள்

சூரிய செறிவூட்டிகள்

தொழில் வல்லுநர்கள்

சூரிய சக்தியின் பலம் அனைவருக்கும் தெரியும் மற்றும் விரிவான விளக்கம் தேவையில்லை.

முதலாவதாக, சூரியனின் வளங்கள் நீண்ட காலம் நீடிக்கும் - ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஆயுட்காலம் சுமார் 5 பில்லியன் ஆண்டுகள் என விஞ்ஞானிகளால் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

இரண்டாவதாக, சூரிய ஆற்றலின் பயன்பாடு கிரீன்ஹவுஸ் வாயு உமிழ்வு, புவி வெப்பமடைதல் மற்றும் பொது சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டை அச்சுறுத்தாது, அதாவது. கிரகத்தின் சுற்றுச்சூழல் சமநிலையை பாதிக்காது.

1 மெகாவாட் திறன் கொண்ட ஒரு ஒளிமின்னழுத்த ஆலை ஆண்டுக்கு சுமார் 2 மில்லியன் கிலோவாட் உற்பத்தி செய்கிறது. இது பின்வரும் அளவுகளில் எரிப்பு மின் நிலையத்துடன் ஒப்பிடும்போது கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தைத் தடுக்கிறது: எரிவாயு மீது சுமார் 11 ஆயிரம் டன்கள், எண்ணெய் பொருட்களில் 1.1-1.5 ஆயிரம் டன்கள், நிலக்கரி மீது 1,7-2,3 ஆயிரம் டன்...

பாதகம்

சூரிய ஆற்றலின் இடையூறுகள், முதலாவதாக, இன்னும் போதுமான திறன் அதிகமாக இல்லை, இரண்டாவதாக, ஒரு கிலோவாட் மணிநேரத்திற்குப் போதுமான செலவு குறைவாக இல்லை-எந்தவொரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலத்தின் பரவலான பயன்பாடு குறித்த கேள்விகளை எழுப்புகிறது.

பூமியின் மேற்பரப்பில் ஒரு நியாயமான அளவு சூரிய கதிர்வீச்சு கட்டுப்பாடில்லாமல் சிதறுகிறது என்பதும் இதனுடன் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

சுற்றுச்சூழலின் பாதுகாப்பும் கண்டிப்பாக கேள்விக்குரியது - எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, பயன்படுத்தப்பட்ட கூறுகளை அகற்றுவதில் என்ன செய்வது என்பது இன்னும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை.

இறுதியாக, சூரிய ஆற்றல் பற்றிய ஆய்வின் அளவு-அவர்கள் என்ன சொன்னாலும்-இன்னும் சரியானதாக இல்லை.

சூரிய ஆற்றலின் பலவீனமான இணைப்பு பேட்டரிகளின் குறைந்த செயல்திறன் ஆகும்; இந்த பிரச்சனைக்கு தீர்வு என்பது காலத்தின் ஒரு விஷயம் மட்டுமே.

பயன்பாடு

ஆம், சூரியனிடமிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவது மலிவான திட்டம் அல்ல. ஆனால், முதலில், கடந்த முப்பது ஆண்டுகளில், ஃபோட்டோசெல்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு வாட் பத்து மடங்கு மலிவானதாகிவிட்டது. இரண்டாவதாக, பாரம்பரிய எரிசக்தி ஆதாரங்களைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்க ஐரோப்பிய நாடுகளின் விருப்பம் சூரிய ஆற்றலின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. மேலும், கியோட்டோ நெறிமுறை பற்றி மறந்துவிடாதீர்கள். அறிவியலின் பார்வையிலும் வணிகத்தின் பார்வையிலும் சூரிய ஆற்றல் ஒரு நிலையான வேகத்தில் வளர்ந்து வருகிறது என்று நாம் இப்போது கூறலாம்.

இன்று, சூரிய ஆற்றல் மூன்று நோக்கங்களுக்காக மிகவும் தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• வெப்பம் மற்றும் சூடான நீர் மற்றும் ஏர் கண்டிஷனிங்;

• சூரிய ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகளைப் பயன்படுத்தி மின் ஆற்றலாக மாற்றுதல்;

• வெப்ப சுழற்சியின் அடிப்படையில் பெரிய அளவிலான மின் உற்பத்தி.

சூரிய ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை, ஆனால் அதை வெப்பமாகப் பயன்படுத்துவது மிகவும் சாத்தியம். உதாரணமாக, குடியிருப்பு மற்றும் தொழில்துறை வசதிகளின் வெப்பம் மற்றும் சூடான நீருக்கு.

சூரிய வெப்ப அமைப்புகளின் வடிவமைப்பின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையின் அடிப்படையானது உறைதல் தடுப்பு வெப்பமாக்கல் ஆகும்.வெப்பம் பின்னர் சேமிப்பு தொட்டிகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, பொதுவாக அடித்தளத்தில் அமைந்துள்ளது, மேலும் அங்கிருந்து நுகரப்படும்.

ஒளிமின்னழுத்த ஆற்றலின் மிகப்பெரிய சாத்தியமான நுகர்வோர்களில் ஒன்று விவசாயத் துறையாகும், இது ஆண்டுக்கு நூற்றுக்கணக்கான மெகாவாட் உச்ச சூரிய சக்தியை சுயாதீனமாக உட்கொள்ள முடியும். இதில் வழிசெலுத்தல் ஆதரவு, தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகளுக்கான சக்தி, ரிசார்ட் மற்றும் சுகாதாரம் மற்றும் சுற்றுலா வணிகத்திற்கான அமைப்புகள், அத்துடன் வில்லாக்கள், சோலார் தெரு விளக்குகள் மற்றும் பலவற்றைச் சேர்க்கலாம்.

இன்று, முற்றிலும் அற்புதமான சாத்தியக்கூறுகள், சாதாரண மனிதனின் பார்வையில், சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழிகள் தீவிரமாக பரிசீலிக்கப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, சூரிய மின் நிலையங்களைச் சுற்றிச் சுற்றுவதற்கான திட்டங்கள் அல்லது இன்னும் அற்புதமாக, சந்திரனில் உள்ள சூரிய மின் நிலையங்கள்.

மற்றும் உண்மையில் அத்தகைய திட்டங்கள் உள்ளன. விண்வெளியில், நமது நீல கிரகத்துடன் ஒப்பிடும்போது சூரிய சக்தியின் செறிவு அதிகமாக உள்ளது. இயக்கிய ஒளி (லேசர்) அல்லது அல்ட்ராஹை அதிர்வெண் (மைக்ரோவேவ்) கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி பூமிக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் சாத்தியமாகும்.

தலைப்பை தொடர்கிறேன்: உலகில் சூரிய சக்தியை வளர்க்கவும்