A napenergia hasznosítása a nyári házak (magánterületen)
Napenergia hasznosítása a villa épületek (telken)
VP Breusov
d. r. n. professzor SPbSPU
Szinte az összes energiaforrás egyébként használja a napenergiát: szén, kőolaj, földgáz nem több, mint egy „konzerv” napenergia. A település az üzemanyag emberemlékezet óta; hatása alatt napenergia és a fény a világban nőnek a növények felhalmozni az energiát, majd ennek eredményeként a további kémiai folyamatok váltak az üzemanyag-ma is használatos. Sun minden évben ad az emberiség milliárd tonna gabona és fa. Az energia a folyók és hegyi vízesések is született a nap cselekvés, amely támogatja a víz körforgásának a Földön.
Mindezekben a példákban, a napenergia használják közvetetten a számos közbenső transzformációk. Nagyon csábító, hogy kizárja az átalakítás, és megtalálják a módját, hogy közvetlenül átalakítani a hő és fénysugárzás a nap esik a földre, a mechanikai vagy elektromos energia.
A mindössze három nappal a nap küld a Földre annyi energiát, mint kiderül, az összes feltárt tartalékokat a fosszilis tüzelőanyagok. A legtöbb ilyen energia elnyelődik, vagy elnyeli a légkör, különösen a felhők, és csak egyharmada eléri a Föld felszínét.
Az összes kibocsátott energia a Nap, annál nagyobb lesz a része, amely megkapja a Földön, a 5000000000-szor. De még egy ilyen „elhanyagolható” érték 1600-szer több energiát, ami által a többi minden más források együttvéve. A napenergia felületére eső egy kis tó, egyenértékű egy nagy teljesítmény kapacitását.
Ember ősidők óta ismerte ezt a kimeríthetetlen energiaforrás. Mindannyian tudjuk, hogy a személyes tapasztalat, hogy egy egyszerű nagyítóval tud koncentrálni a napfényt egy pont, ahol a forró sugarai a fény gyulladásra bármilyen éghető anyag. Valószínűleg néhány már volt az erdőben, annak hiányában a mérkőzést, használja a nagyítót tüzet. Van egy legenda, hogy az ókori görög matematikus és fizikus Archimedes során pun háború útján rendszert tükrök felgyújtották a fából készült római hajók Syracuse. Ma ez a történelem úgy tűnik, hogy nekünk nagyon kétséges, hiszen a III BC emberek nem elég, és a legpontosabb tükör, mindenre képes, hogy éget a távolban. De érdekes, hogy az ötlet nyúlik vissza az ősi időkben: ez azt jelenti, hogy az emberek már gondolkodtam, hogyan kell elkapni, és a nap sugarai, tudott róla, hogy az a lencsék és a konkáv tükrök koncentrálni a sugarak egy pontban - a fókuszt. Ez használt lencsék görög papok fény szent tűz templomában Vesta, az istennő.
Azonban minden alkalommal, mert az első szerény kísérletet a XVII században. és űrutazások, a közvetlen napenergia használata fizetett elegendő figyelmet.
Jól ismert, hogy a napenergia jellemzi extrém zavarokat és nagyon alacsony koncentráció. Ha akartuk építeni gelioelektrostantsiyu kapacitása 1000 MW a Szaharában, ahol elég sok „napsütéses napok”, akkor nem lenne szükség, hogy rögzítse az összes napsugárzást a területe 35 km2; Szicília (Olaszország) terület lenne növelni 50 km2; és Japán, hogy megfeleljen miatt a nap az egész energia igény lett volna összegyűjteni napsugárzást területe 73,5 km2,
Az összes megújuló energia a Nap, valamint a szél, ez a leginkább elérhető és környezetbarát. Ahhoz, hogy használni az energiát, meg kell megoldani az ilyen problémákat: hogyan kell elkapni a legnagyobb áramot, tárolja hőt adnak át a fogyasztónak veszteség nélkül.
A legegyszerűbb módja, hogy használja a nap energiáját víz melegítésére - fekete tartály vagy hordó található a napot. Így lesz a víz melegítésére, például egy zuhanyzó, egy tiszta nyári napon. És ha egy ilyen tartály van elhelyezve a dobozban egy üveg fedél, egy jól szigetelt hőveszteség ellen, és található a napos oldalon, majd a víz felmelegszik annyira, hogy tudja, hogy egy zuhany, vagy mosogatni még egy hűvös és felhős napon.
Mivel az energia a napsugárzás eloszlik egy nagyobb területen (más szóval, van egy kis sűrűségű), hogy növelje a hatékonyságot a növény közvetlen napenergia használata szükséges, hogy a gyűjtemény eszköz (kollektor) egy fejlett felülete. A legegyszerűbb ilyen típusú készüléket - síkkollektor. Ideális esetben ez egy fekete lapos abszorber (hőtároló) helyezünk egy jól szigetelt lapos doboz. Top fedelének üvegből vagy műanyagból. Üveg fényt, de nem küldi el az infravörös hősugárzás. A dobozban között az alsó és az üveg gyakran rendezett cső, amelyen keresztül hűtőközeg áramlik - ez lehet víz, olaj, levegő, kén-dioxid, stb Tubes abszorber (hőtárolót) ...
A napsugárzás áthatoló az üveg vagy műanyag a kollektor csövekben felszívódik, és felmelegíti a munkaközeg a csövek. Hőmérsékleti sugárzás nem kerülheti el a tartályból, úgy, hogy a hőmérséklet az ott lényegesen magasabb, mint a környezeti hőmérséklet. Ez azt mutatja, az úgynevezett üvegházhatást. Rendes Kerti melegházak, lényegében egyszerű napkollektorok.
Fűtésre ház, és a forró víz háztartás szükségleteit és sok más alkalmazás, a fő probléma az, tárolására napenergia foglyul kollektor. A legegyszerűbb esetben a forró víz gyűjtése a cső kap egy hőszigetelt tartály, ahonnan ki lehet választani a rossz időjárás vagy az esti órákban. Mivel a hőtároló használják egy jól szigetelt tartályban.
Egy tiszta napsütésben nem felhős víz a rendszerben elérheti a hőmérséklet 70-75 ° C-on Planar radiátor található a déli oldalán a tető szögben 45-48 ° C-on Azokon a napokon, változó felhő hőmérséklet elérte 40-60 ° C-on
Tipikus a termikus napenergia rendszerek egy fűtési rendszer, amely egy hatékony tartály, a szivattyú egységet, a vezérlő és a meghajtó. Ebben az esetben a kollektor nem kell erős napfény, akkor a hő a hűtőfolyadék a téli és a felhős napokon. Főtt melegvíz lehet használni fűtésre, vízmelegítésre úszómedencékben. Contemporary kollektor terület 2,5 m2, a súlya 30-60 kg. Általában, a kollektor van szerelve a tetőn a ház szögben 40-50 °. A legjobb hely a telepítés - a déli lejtőkön a tető. Az anyag és a tetőszerkezet nincs értelme. Termikus napenergiával működő rendszer egy kis ház állhat gyűjtők és egy 2-4 akkumulátor kapacitása 300 és 700 liter. A minimális területe a telepítéshez a hajtás 60x60 cm, a hajtások különböző konfigurációjú lehet kimondottan keskeny telephelyén. A gyűjtők vannak csatlakoztatva a hajtások a hőcserélőn keresztül, a kollektor kör réz- és kitöltve egy speciális fagyálló folyadékot, hogy nem kell egyesíteni alacsony hőmérsékleten, és ami mindig állandó üzemkész. A szivattyú működését egység szabályozza vezérlő, amely méri a hőmérsékletet a kollektor és a targonca. Amint lehetővé válik, hogy hőt vonjunk el a tartályból, a vezérlő tartalmaz egy szivattyú egység telepítve közelében a meghajtót.
Mi lesz több rendszeres használata napenergia rendszerek és külső vízmelegítők otthoni fűtés. Persze, sokkal kényelmesebb a szabályozás alkalmazása a megfelelő helyre, a felhalmozási és lehetővé teszi, így elég magas hőmérsékleten.
De ahhoz, hogy a maximális hatás, meg lehet építeni a nagy komplexek a drága anyagok (réz, alumínium).
Itt van a kollektor, hogy a hő a vizet 90 ° C-on:
Az előnye az ilyen rendszerek - növeli a felszívódás mértéke a napsugárzás és a jó szigetelés, a képesség, hogy megtartja a hőt a téli napokon. Általában ezek a rendszerek beépülnek a bentlakásos otthon fűtési rendszer
Az ötlet, hogy a lakás fűtésére napenergia már ősidők óta ismert, amikor őseink építették a házat, déli fekvésű (északi félteke). A mi korunkban, azt láthatjuk, hogy a mérnökök tervezését önkormányzati és magán alapuló passzív fűtés. Ha egyszerű építészeti eszközökkel, akkor mentse a hő a sikeres helyét az ablakok, falak és a tető, és ezért pénzt. Köztudott, hogy a legnagyobb mennyiségű napfény felszívódik nem a tető és a falak, a ház, főleg a déli oldalon. Ez lehetővé teszi, hogy használja a napenergiát a legegyszerűbb módja, egy nagy szigetelt ablakok a déli falon. Olyan építészeti megoldásokat, mint a nagy ablakok a déli, napos oldalán, és a kis ablakok, az északi, hogy „hagyja, hogy” több nap a házba. Ez, természetesen, a cselekvés hiánya a hő otthonában, de kombinálva más módon fűtési és szigetelési nyújt egy kis korrekció a kapott energiát a ház.
A gyakorlatban a ház passzív fűtési rendszer melegíti még jobb, ha azok a rajongók, amelyen keresztül a meleg levegő kering a szobák között.
Miért van a szoba meleg? Ezt a kérdést meg lehet válaszolni, emlékezve tulajdonságait napsugárzás. A nappali órákban a házunkban az üvegen keresztül megy napenergia (rövidhullámú) sugárzás. Ott felmelegíti tárgyakat, és bemegy a hosszú hullámú sugárzás, ami nem jut vissza az üvegen keresztül, hogy van, kifelé. Így a szoba fokozatosan melegítjük. Így működik az üvegházhatás, amely felmelegíti azonos bolygó. Ebben az esetben a szerepe az üveg, ami megakadályozza a kijárat a külső a visszavert napsugárzás játszik olyan légkört, ahol az üvegházhatást okozó gázok halmozódnak.
Ott a következőkből áll: egy több kis koncentráló gyűjtők, amelyek mindegyike egymástól függetlenül figyeli a napot. Az ilyen csomópontok lehetnek több tíz vagy annál több. Minden általuk továbbított napenergia hőhordozó folyadék, amely gyűjtött összes gyűjtők a központi erőművek, és átalakult a gőzfejlesztő tápláljuk tovább elektromos áram formájában a fogyasztó számára.
Az egyre népszerűbb módszer, amely lehetővé teszi, hogy megkapjuk az elektromos energiát közvetlenül a napsugárzásból a napelemek. Annak ellenére, hogy az egyik hátránya, mint minden eszköz fut napsugárzás - csak akkor működik, egy tiszta napsütésben. Napelemek átalakítani napenergiát elektromos árammá a fotoelektromos hatás. Fotoelektromos hatás - az elektronok emisszióját a felületről a tárgyak hatása alatt könnyű részecskék (fotonok). A fotoelektromos hatás léphet fel a fém felületén a folyadék és a gáz egy egyetlen atom. A legegyszerűbb és legkényelmesebb anyag fém. Azonban nem minden fém adhat azonos minden a fényelektromos hatást. Így, réz és platina nem képesek, hogy egy fényelektromos hatás, ha ki vannak téve a látható fény. Kiderült, hogy a legjobb anyag a szilícium. Ezen túlmenően, a világ állományok csak a második oxigént, ami a jövőben fog járulni a nagyszabású fejlesztés.
Ma ez az energia drágább, mint az energia származik fosszilis tüzelőanyagok (2-3 dollár per watt beépített kapacitás). De a technológia „napenergia” gyorsan fejlődő, és a villamos energia által keltett napelemek egyre versenyképesebbé minden évben. A fejlesztés a napelemek intenzív, mint az űrkutatás, ahol fotocellák tervezett műholdak és űrállomások és csak a 20. század végén, az ipar a hangulat a nemzetgazdaságban. A fotocellák árak csökkennek, és már látjuk azok használatát a lakóépület, a gépjárművek és háztartási (például a hatalom zsebszámológép vagy óra).