Son illərdə alimlər alternativ enerji mənbələrinə xüsusi maraq göstərirlər. Neft və qaz gec-tez tükənəcək, ona görə də indi bu vəziyyətdə necə sağ qalacağımızı düşünməliyik. Avropada külək dəyirmanları fəal şəkildə istifadə olunur, kimsə okeandan enerji çıxarmağa çalışır və biz günəş enerjisindən danışacağıq. Axı, demək olar ki, hər gün səmada gördüyümüz bir ulduz bizə bərpa olunmayan resurslara qənaət etməyə və ətraf mühiti yaxşılaşdırmağa kömək edə bilər. Günəşin Yer üçün dəyərini qiymətləndirmək çətindir - o, istilik, işıq verir və planetdəki bütün həyatın işləməsinə imkan verir. Bəs niyə bunun üçün başqa istifadə tapmayasınız?
Bir az tarix
19-cu əsrin ortalarında fizik Alexander Edmond Becquerel fotovoltaik effekti kəşf etdi. Və əsrin sonunda Charles Fritts günəş enerjisini elektrik enerjisinə çevirə bilən ilk cihazı yaratdı. Bunun üçün nazik bir qızıl təbəqə ilə örtülmüş selenium istifadə edilmişdir. Təsiri zəif idi, lakin bu ixtira tez-tez günəş enerjisi dövrünün başlanğıcı ilə əlaqələndirilir. Bəzi alimlər bu təriflə razılaşmırlar. Günəş enerjisi dövrünün banisini dünya şöhrətli alim Albert Eynşteyn adlandırırlar. 1921-ci ildəil o, xarici fotoelektrik effektin qanunlarını izah etdiyinə görə Nobel mükafatı aldı.
Görünür ki, günəş enerjisi perspektivli inkişaf yoludur. Amma onun hər evə daxil olması üçün bir çox maneələr var - əsasən iqtisadi və ekoloji. Günəş panellərinin qiymətinin nədən ibarət olduğunu, onların ətraf mühitə nə kimi zərər verə biləcəyini və enerji əldə etməyin başqa yollarını aşağıda öyrənəcəyik.
Qənaət üsulları
Günəşin enerjisini ram etmək ilə bağlı ən aktual vəzifə təkcə onun alınması deyil, həm də yığılmasıdır. Və ən çətini də budur. Hazırda alimlər günəş enerjisini tam ram etməyin yalnız 3 yolunu işləyib hazırlayıblar.
Birincisi parabolik güzgüdən istifadəyə əsaslanır və bir az uşaqlıqdan hamıya tanış olan böyüdücü şüşə ilə oynamağa bənzəyir. İşıq obyektivdən keçir, bir nöqtədə toplanır. Bu yerə bir kağız parçası qoysanız, işıqlanacaq, çünki kəsişən günəş şüalarının temperaturu inanılmaz dərəcədə yüksəkdir. Parabolik güzgü dayaz bir qaba bənzəyən konkav diskdir. Bu güzgü, böyüdücü şüşədən fərqli olaraq, ötürmür, əksinə günəş işığını əks etdirir, bir nöqtədə toplayır, bu da adətən su ilə qara boruya yönəldilir. Bu rəng işığı ən yaxşı mənimsədiyi üçün istifadə olunur. Borudakı su günəş işığı ilə qızdırılır və elektrik enerjisi istehsal etmək və ya kiçik evləri qızdırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Yastı Qızdırıcı
Bu üsuldan istifadə edilirtamamilə fərqli bir sistem. Günəş enerjisi qəbuledicisi çoxqatlı quruluşa bənzəyir. Onun işləmə prinsipi belə görünür.
Şüşədən keçərkən şüalar qaralmış metala dəyir, bildiyiniz kimi, işığı daha yaxşı qəbul edir. Günəş radiasiyası istilik enerjisinə çevrilir və dəmir lövhənin altında olan suyu qızdırır. Bundan əlavə, hər şey birinci üsulda olduğu kimi baş verir. Qızdırılan su həm məkanı isitmək, həm də elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər. Düzdür, bu metodun effektivliyi hər yerdə istifadə olunacaq qədər yüksək deyil.
Bir qayda olaraq, bu yolla alınan günəş enerjisi istilikdir. Elektrik enerjisi yaratmaq üçün üçüncü üsul daha çox istifadə olunur.
Günəş hüceyrələri
Ən çox enerji əldə etməyin bu yolu ilə tanışıq. Bu, bir çox müasir evlərin damlarında tapıla bilən müxtəlif batareyaların və ya günəş panellərinin istifadəsini nəzərdə tutur. Bu üsul əvvəllər təsvir ediləndən daha mürəkkəbdir, lakin daha perspektivlidir. Məhz o, günəş enerjisini sənaye miqyasında elektrik enerjisinə çevirməyi mümkün edir.
Şüaları tutmaq üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi panellər zənginləşdirilmiş silisium kristallarından hazırlanır. Onların üzərinə düşən günəş işığı elektronu orbitdən çıxarır. Bir başqası dərhal onun yerini tutmağa çalışır, beləliklə, cərəyan yaradan davamlı hərəkət edən zəncir əldə edilir. Lazım gələrsə, dərhal cihazları təmin etmək üçün istifadə olunur və ya formada yığılırxüsusi batareyalarda elektrik.
Bu metodun populyarlığı onunla əsaslandırılır ki, o, yalnız bir kvadratmetr günəş panelindən 120 vattdan çox enerji əldə etməyə imkan verir. Eyni zamanda, panellərin nisbətən kiçik qalınlığı var ki, bu da onları demək olar ki, hər yerdə yerləşdirməyə imkan verir.
Silikon panellərin növləri
Günəş batareyalarının bir neçə növü var. Birincisi tək kristal silisiumdan istifadə etməklə hazırlanır. Onların effektivliyi təxminən 15% -dir. Bu günəş panelləri ən bahalıdır.
Polikristal silisiumdan hazırlanan elementlərin səmərəliliyi 11%-ə çatır. Onlar daha ucuz başa gəlir, çünki onlar üçün material sadələşdirilmiş texnologiyadan istifadə etməklə əldə edilir. Üçüncü növ ən qənaətcildir və minimum səmərəliliyə malikdir. Bunlar amorf silikondan, yəni kristal olmayan panellərdir. Aşağı effektivliyə əlavə olaraq, onların daha bir əhəmiyyətli çatışmazlığı var - kövrəklik.
Bəzi istehsalçılar səmərəliliyi artırmaq üçün günəş panelinin hər iki tərəfindən istifadə edirlər - arxa və ön. Bu, böyük həcmdə işığı tutmağa imkan verir və alınan enerjinin miqdarını 15-20% artırır.
Yerli istehsalçılar
Yer kürəsində Günəş enerjisi daha geniş yayılır. Hətta bizdə də bu sənayeni öyrənməkdə maraqlıdırlar. Rusiyada alternativ enerjinin inkişafının o qədər də aktiv olmamasına baxmayaraq, müəyyən uğurlar əldə edilib. Hazırda bir neçə təşkilat günəş enerjisi üçün panellərin yaradılması ilə məşğuldur - əsasənmüxtəlif sahələrin elmi institutları və elektrik avadanlıqlarının istehsalı üzrə zavodlar.
- NPF "Kvark".
- ASC Kovrov Mexanika Zavodu.
- Ümumrusiya Elmi-Tədqiqat Kənd Təsərrüfatının Elektrikləşdirilməsi İnstitutu.
- QHT Mühəndisliyi.
- AO VYEN.
- ASC "Ryazan metal-keramika qurğuları zavodu".
- JSC Pravdinsky Pozit Enerji Mənbələrinin Pilot Zavodu.
Bu, Rusiyada alternativ enerjinin inkişafında fəal iştirak edən müəssisələrin yalnız kiçik bir hissəsidir.
Ətraf mühitə təsir
Kömür və neft enerji mənbələrindən imtina təkcə bu resursların gec-tez tükənməsi ilə bağlı deyil. Fakt budur ki, onlar ətraf mühitə böyük ziyan vururlar - torpağı, havanı və suyu çirkləndirirlər, insanlarda xəstəliklərin inkişafına kömək edirlər və toxunulmazlığı azaldırlar. Buna görə də alternativ enerji mənbələri ekoloji cəhətdən təmiz olmalıdır.
Fotovoltaik elementlərin istehsalı üçün istifadə edilən silikon təbii material olduğundan özü təhlükəsizdir. Amma təmizlədikdən sonra tullantılar qalır. Onlar düzgün istifadə edilmədikdə insanlara və ətraf mühitə zərər verə bilənlərdir.
Bundan əlavə, tamamilə günəş panelləri ilə doldurulmuş ərazidə təbii işıqlandırma pozula bilər. Bu, mövcud ekosistemdə dəyişikliklərə səbəb olacaq. Lakin ümumilikdə günəş enerjisini çevirmək üçün nəzərdə tutulmuş cihazların ətraf mühitə təsiri minimaldır.
İqtisadiyyat
Günəş panellərinin istehsalı üçün ən böyük xərclər xammalın yüksək qiyməti ilə bağlıdır. Artıq aşkar etdiyimiz kimi, silikondan istifadə edərək xüsusi panellər yaradılır. Bu mineralın təbiətdə geniş yayılmasına baxmayaraq, onun çıxarılması ilə bağlı böyük problemlər var. Məsələ burasındadır ki, yer qabığının kütləsinin dörddə birindən çoxunu təşkil edən silisium günəş batareyalarının istehsalı üçün uyğun deyil. Bu məqsədlər üçün yalnız sənaye üsulu ilə əldə edilən ən təmiz material uyğun gəlir. Təəssüf ki, qumdan ən təmiz silisium əldə etmək olduqca problemlidir.
Bu resursun qiyməti atom elektrik stansiyalarında istifadə olunan uranla müqayisə edilə bilər. Buna görə də günəş panellərinin qiyməti hazırda kifayət qədər yüksək səviyyədə qalır.
Müasir texnologiyalar
Günəş enerjisini ram etmək üçün ilk cəhdlər çoxdan ortaya çıxdı. O vaxtdan bəri bir çox elm adamı ən səmərəli avadanlıqların axtarışı ilə fəal məşğul olur. O, təkcə sərfəli deyil, həm də yığcam olmalıdır. Onun effektivliyi maksimuma çatmalıdır.
Günəş enerjisini qəbul etmək və çevirmək üçün ideal cihaza doğru ilk addımlar silikon batareyaların ixtirası ilə atılıb. Əlbəttə ki, qiymət kifayət qədər yüksəkdir, lakin panellər evlərin damlarına və divarlarına yerləşdirilə bilər, burada heç kəsi narahat etməyəcəklər. Və belə batareyaların səmərəliliyi danılmazdır.
Ancaq günəş enerjisinin populyarlığını artırmağın ən yaxşı yolu onu ucuzlaşdırmaqdır. Alman alimləri artıq silisiumu birləşdirilə bilən sintetik liflərlə əvəz etməyi təklif ediblərparça və ya digər materiallar. Belə bir günəş batareyasının səmərəliliyi çox yüksək deyil. Lakin sintetik liflərlə səpələnmiş köynək ən azı smartfon və ya oyunçunu elektrik enerjisi ilə təmin edə bilər. Nanotexnologiyalar sahəsində də fəal iş aparılır. Çox güman ki, onlar günəşin bu əsrdə ən populyar enerji mənbəyinə çevrilməsinə imkan verəcəklər. Norveçdən olan Scates AS mütəxəssisləri artıq nanotexnologiyanın günəş panellərinin qiymətini 2 dəfə azaldacağını bildiriblər.
Ev üçün günəş enerjisi
Özünü təmin edən mənzil çoxlarının arzusudur: mərkəzləşdirilmiş istilikdən asılılıq, hesabların ödənilməsində problem və ətraf mühitə zərər yoxdur. Artıq bir çox ölkələr aktiv şəkildə yalnız alternativ mənbələrdən əldə edilən enerjini istehlak edən yaşayış evləri tikirlər. Parlaq bir nümunə günəş evi deyilən binadır.
Tikinti prosesində ənənəvi olandan daha çox investisiya tələb olunacaq. Ancaq bir neçə illik istismardan sonra bütün xərclər ödəyəcək - istilik, isti su və elektrik üçün pul ödəməli olmayacaqsınız. Günəş evində bütün bu kommunikasiyalar damda yerləşdirilən xüsusi fotovoltaik panellərə bağlanır. Üstəlik, bu yolla əldə edilən enerji resursları təkcə cari ehtiyaclara sərf edilmir, həm də gecə və buludlu havalarda istifadə üçün toplanır.
Hazırda belə evlərin tikintisi təkcə ekvatora yaxın, günəş enerjisi əldə etməyin ən asan olduğu ölkələrdə həyata keçirilmir. Onlar da tikilibKanada, Finlandiya və İsveç.
Müsbət və mənfi cəhətlər
Günəş enerjisindən hər yerdə istifadə etməyə imkan verən texnologiyaların inkişafı daha aktiv ola bilərdi. Ancaq bunun hələ də prioritet olmamasının müəyyən səbəbləri var. Yuxarıda dediyimiz kimi, panellərin istehsalı zamanı ətraf mühitə zərərli maddələr əmələ gəlir. Bundan əlavə, hazır avadanlıqda qalium, arsen, kadmium və qurğuşun var.
Fotovoltaik panellərin təkrar emal edilməsi zərurəti də bir çox suallar doğurur. 50 illik istismardan sonra onlar yararsız hala düşəcək və birtəhər məhv edilməli olacaqlar. Təbiətə böyük zərər verəcəkmi? Günəş enerjisinin səmərəliliyi günün vaxtından və hava şəraitindən asılı olan dəyişkən bir mənbə olduğunu da nəzərə almağa dəyər. Və bu əhəmiyyətli çatışmazlıqdır.
Ancaq təbii ki, müsbət cəhətləri də var. Günəş enerjisi Yer kürəsinin demək olar ki, hər yerində hasil edilə bilər və onu istehsal etmək və çevirmək üçün avadanlıq smartfonun arxasına sığacaq qədər kiçik ola bilər. Daha da önəmlisi, o, bərpa olunan mənbədir, yəni günəş enerjisinin miqdarı ən azı daha min il dəyişməz qalacaq.
Perspektivlər
Günəş enerjisi sahəsində texnologiyaların inkişafı elementlərin yaradılması xərclərinin azalmasına səbəb olmalıdır. Pəncərələrə quraşdırıla bilən şüşə panellər artıq peyda olur. Nanotexnologiyanın inkişafı günəş panellərinə səpiləcək və silikon təbəqəni əvəz edə biləcək boya ixtira etməyə imkan verib. Günəş enerjisinin qiyməti həqiqətən bir neçə dəfə azalarsa, onun populyarlığı da dəfələrlə artacaq.
Fərdi istifadə üçün kiçik panellərin yaradılması insanlara günəş enerjisindən istənilən mühitdə - evdə, avtomobildə və hətta şəhərdən kənarda istifadə etməyə imkan verəcək. Onların paylanması sayəsində mərkəzləşdirilmiş elektrik şəbəkəsindəki yük azalacaq, çünki insanlar kiçik elektronikanı özləri doldura biləcəklər.
Shell mütəxəssisləri hesab edirlər ki, 2040-cı ilə qədər dünya enerjisinin təxminən yarısı bərpa olunan mənbələrdən istehsal olunacaq. Artıq Almaniyada günəş enerjisi istehlakı aktiv şəkildə artır və batareyanın gücü 35 GW-dən çoxdur. Yaponiya da bu sənayeni fəal şəkildə inkişaf etdirir. Bu iki ölkə dünyada günəş enerjisi istehlakına görə liderdir. Birləşmiş Ştatlar tezliklə onlara qoşulacaq.
Digər alternativ enerji mənbələri
Alimlər elektrik və ya istilik yaratmaq üçün başqa nəyin istifadə oluna biləcəyi üzərində baş sındırmaqdan əl çəkmirlər. Budur ən perspektivli alternativ enerji mənbələrinə dair nümunələr.
Külək dəyirmanlarını indi demək olar ki, istənilən ölkədə tapmaq olar. Hətta Rusiyanın bir çox şəhərlərinin küçələrində külək enerjisindən özlərini elektrik enerjisi ilə təmin edən fənərlər quraşdırılır. Şübhəsiz ki, onların dəyəri orta qiymətdən yüksəkdir, lakin zamanla onlar bu fərqi ödəyəcəklər.
Uzun müddət əvvəl istifadə edərək enerji əldə etməyə imkan verən texnologiya icad edilmişdir.okeanın səthində və dərinliyində suyun temperaturu fərqi. Çin bu istiqaməti fəal şəkildə inkişaf etdirməyə hazırlaşır. Yaxın illərdə Orta Krallığın sahillərində bu texnologiya ilə işləyən ən böyük elektrik stansiyasını tikəcəklər. Dənizdən istifadə etməyin başqa yolları da var. Məsələn, Avstraliyada cərəyanların gücündən enerji istehsal edən elektrik stansiyası yaratmağı planlaşdırırlar.
Elektrik və ya istilik yaratmaq üçün bir çox başqa yollar var. Lakin bir çox başqa variantların fonunda günəş enerjisi elmin inkişafında həqiqətən də perspektivli istiqamətdir.
