في عصرنا ، لا ينسى العلماء أن يذكروا مرة واحدة على الأقل في الشهر أن النفط ينفد ، والغاز ينفد ، والطاقة الذرية خطيرة ، وبشكل عام ، في مائتي عام ، ستتحول البشرية إلى الحجر المحاور ، حيث سيقف الاقتصاد العالمي والإنتاج بدون وقود. في المقابل ، هناك العديد من المقالات في وسائل الإعلام حول تطوير تقنيات استخدام طاقة الهواء والماء والنفايات الحيوانية والبشرية وخيارات أخرى متنوعة. بعضها يشبه الخيال العلمي ، والبعض الآخر لديه تطورات تقنية حقيقية ويتم استخدامه بالفعل بقوة وأساسية ، مثل الطاقة الشمسية.
الطاقة الشمسية
اعتدنا على حقيقة أن النجم المفضل لدينا يمنحنا الدفء والضوء ، ويساعد على زراعة المحاصيل ، ويسخن المياه في البحيرات والأنهار والبحار. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام طاقة أشعة الشمس بطرق أخرى. قبل بضعة عقود ، ظهرت الآلات الحاسبة التي تعمل بالطاقة الشمسية في السوق. الآن هذا لن يفاجئ أحد. هناك مشاريع جاهزة: تم بالفعل بناء المنازل الأولى عليها ، والتي يتم تسخينها بالطاقة الشمسية ويتم تشغيلها في روسيا في ظروف الشتاء. يوفر المشروع تدفئة احتياطية ، حيث يمكن للشمس في منطقتنا أن تغطي بالغيوم لفترة طويلة.
يمكن لكل ساكن شراء الألواح الشمسية ، لكن السعر يضر كثيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، من الأرخص الحصول على الطاقة والتدفئة بالطريقة المعتادة. ومع ذلك ، في حالة عدم وجود مصادر الطاقة التقليدية ، على سبيل المثال ، في الرحلات الاستكشافية البعيدة أو في الفضاء ، فإن الألواح الشمسية هي المصادر الرئيسية. في أوروبا ، يضعها سكان القطاع الخاص على أسطح منازلهم ويبيعون فائض الكهرباء لدولتهم. لكن ألمانيا ليست أكثر دولة مشمسة. ميزة الطاقة الشمسية أنها متجددة. على الرغم من أن العلماء يقولون إن الشمس لن تشرق دائمًا ، ولكن بالمقارنة مع حياة الإنسان ، فإن نورنا أبدي.
الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية
في عصرنا ، تم بناء مثل هذه الطائرة. قد لا يكون سريعًا جدًا ويمكن المناورة به ، لكن وقوده لا يكلف شيئًا ، ولا توجد انبعاثات ضارة. توجد الألواح الشمسية على جميع أسطح الأجنحة والبدن نفسه. في رحلة تجريبية ، قطعت الطائرة 1541 كم من فينيكس إلى دالاس. أقصى ارتفاع 8200 متر ومتوسط السرعة 84 كم / ساعة
تم قيادة الطائرة التي تعمل بالطاقة الشمسية بواسطة أحد مبتكريها ، أندريه بورشيرغ. هذه الرحلة هي واحدة من سجلاته التالية ، لقد قام سابقًا برحلة مدتها 26 ساعة على نفس الطائرة المسماة سولار إمبلس. الآن يقوم المختبر بعمل خطط بنشاط لعبور أمريكا بأكملها ، ثم القيام برحلة حول العالم.
الفريق بأكمله الذي أنشأ السفينة وأعدها للتشغيل ،تحاول أن تفعل كل ما هو ممكن حتى يتم تغطية عملها قدر الإمكان في وسائل الإعلام. بعد كل شيء ، تتمثل المهمة الرئيسية لمثل هذه الأحداث في إظهار للعالم أجمع أن طاقة ضوء الشمس لها آفاق كبيرة ويمكن أن يستخدمها الشخص إلى أقصى حد.
تاريخ الخلق
سولار إمبلس هي طائرة شراعية يبلغ طول جناحيها 63.4 مترًا ، كتلتها 1.5 طن ، بها أربعة محركات كهربائية بطاقة إجمالية 7 كيلوواط. من المتصور أن إضاءة الألواح الشمسية قد تكون غير متساوية. يتم احتساب أكثر من أربعمائة كجم بواسطة بطاريات الليثيوم ، والتي يتم شحنها في موقف السيارات. أي طائرة سابقة تعمل بالطاقة الشمسية كانت تطير فقط عن طريق إعادة الشحن من الشمس ، وكانت البطاريات ، إن وجدت ، صغيرة.
الآن تم إنشاء Solar Impulse 2 ، وهو أكبر بكثير من سابقه ، ويحتوي على عدد أكبر من الخلايا الشمسية - ما يصل إلى 17 ألف. جناحيها - أكثر من 70 مترا. تم تصنيعه من ألياف الكربون لتقليل الوزن. ومع ذلك ، فهي تزن 2.3 طن. بفضل البطاريات القوية ، يمكنها الطيران لعدة أيام وليالٍ بسرعات من 50 إلى 100 كم / ساعة.
آفاق الوقود الشمسي
هناك عدد هائل من الأمثلة على استخدام الطاقة الشمسية. تم عرض أبسطها في الفيلم السوفيتي "3 + 2" ، حيث قام طبيب العلوم الفيزيائية بوضع مرايا في مظلة وطعام ساخن في قدر مع ضوء منعكس. الآن العلم يطور تقنية لاستخدام العزل الحراري ، والتي لديهاسطح يستقبل الطاقة الشمسية.
باستخدام نفس التكنولوجيا ، يتم بالفعل إنتاج وتشغيل منشآت لتجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل. من أجل عدم جعلها كبيرة جدًا في المساحة ، يتم عمل أخاديد في سطح السخانات ، مما يزيد من مساحة المادة التي تستقبل الطاقة الشمسية.
في مناطق كوكبنا حيث يكون الشتاء قاسياً ، يتم إنفاق معظم الطاقة على التدفئة. لتوفير الطاقة ، يتم تطوير أنظمة الطاقة الشمسية السلبية ، والتي لها مساحة كبيرة تواجه الشمس ، وتجمع الطاقة وتدفئة المنزل. الفكرة جيدة ، لكن من الصعب تنفيذها. يجب أن يكون المنزل معزولًا جيدًا ، ويجب تنظيم التهوية ، وعند استخدام الطاقة الشمسية فقط ، لا يتم الوصول إلى درجة الحرارة المثلى في المنزل حتى منتصف النهار ، وفي الصيف يكون الجو حارًا جدًا.
الطائرة التي تعمل بالطاقة الشمسية هي مثال ممتاز للإمكانيات غير المستغلة. يتم تثبيت نموذج أولي معين لنظام سلبي عليه. ولكن هناك أيضًا أنشطة نشطة. يسخنون الماء أو الهواء. عندها فقط يدخلون المنزل كمبردات. يسهل التحكم فيها ، ويمكن تثبيتها على المنازل المبنية بالفعل ، لكن فعاليتها غير كافية لفصول الشتاء القاسية في روسيا. ومع ذلك ، في الأنظمة الهجينة ، عند دمجها مع مصادر الطاقة التقليدية ، يمكن للأنظمة الشمسية النشطة توفير ما يصل إلى 60 في المائة من الطاقة.
صن موبايل
الطائرة التي تعمل بالطاقة الشمسية ليست وسيلة النقل الحديثة الوحيدة التي تعمل بواسطة هذا النوع من الطاقة. هناك سيارة شمسية ، ولا حتىواحد. كل عام في سويسرا ، هناك منافسة بين هذه الآلات تسمى Tour de Sol. السباق يستمر ستة أيام. كل يوم يجب على المشاركين تجاوز 80 إلى 150 كم على طرق سويسرا والنمسا.
منذ عدة سنوات ، مرت مثل هذه السيارة الشمسية عبر روسيا. اتضح أن عجلاته لم تكن قادرة على القيادة على طرق بلادنا ، وكانت الحركة على الطرق السريعة. روسيا كبيرة ولا توجد شمس كافية في كل مكان. ولكن ، على الرغم من كل الصعوبات ، أكملت السيارة الشمسية مسارها. السرعة القصوى لهذا النقل - 170 كم / ساعة. تلقى استخدام الطاقة الشمسية في شكل سيارة شمسية تأكيدًا إيجابيًا آخر. في أوروبا ، دخلت بعض الموديلات السلسلة بالفعل.
بطاريات شمسية. السعر. الإنتاج
الألواح الشمسية هي في الأساس خلايا شمسية تقوم بتحويل الطاقة الشمسية. في فيلم "المريخ" يظهرون بوضوح عندما ينظفهم بطل الرواية من الغبار بعد وقوع كارثة. في روسيا ، لا تحظى بشعبية ولا يتم إنتاجها. يتم تشكيل الحد الأدنى المعتاد للطلب الخاص بمبلغ 9 آلاف روبل. الألواح الشمسية نفسها ، والتي يختلف سعرها حسب حجم المنتج ، تكلف من ألف ونصف روبل إلى 15 ألف.
استخدم في روسيا
في بلادنا تشرق الشمس بانتظام ، ولكن ليس بقوة شديدة. يمكن تطبيق أمثلة استخدام الطاقة الشمسية ، الموضحة أعلاه ، في اتساع بلدنا. لسوء الحظ ، فإن عمر البطارية لن يؤتي ثماره إلا على المدى الطويل. ولكن ليس فقطمبلغ من المال ، ولكن أيضًا توفير الموارد الطبيعية ، يمكننا أن نقول بثقة أن هذه التكنولوجيا بحاجة إلى التطوير والاستخدام الفعال قدر الإمكان.
