Всемирный день Солнца

Солнце
Звезда
Описание: Со́лнце — одна из звёзд нашей Галактики и единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V.
Температура поверхности: 5 778 К
Масса: 1,989E30 кг
Площадь поверхности: 6,07877⋅1018 м²; (11 918 площадей Земли)
Температура ядра: ~15 700 000 К
Температура короны: ~1 500 000 К
Эффективная температура поверхности: 5772 К

Солнце — ближайшая к Земле звезда, все другие находятся от нас неизмеримо дальше. Например, ближайшая к нам звезда Проксима из системы aльфа Центавра находится на расстоянии 4,22 световых лет от Солнца.

Для Земли Солнце — мощный источник космической энергии. Оно дает свет и тепло, необходимые для растительного и животного мира, и формирует важнейшие свойства атмосферы Земли.

В целом, Солнце определяет экологию планеты. Без него не было бы и воздуха, необходимого для жизни, — воздух превратился бы в жидкий азотный океан вокруг замерших вод и обледеневшей суши. Для нас, землян, важнейшая особенность Солнца в том, что около него возникла наша планета, и на ней появилась жизнь.

Солнце, ветер, морские волны и биомасса являются энергетическим сырьем, которое постоянно окружает нас и которое легко использовать. Его не надо добывать из земли. Оно не приводит к образованию радиоактивных отходов, а токсичных совсем не производит. Это возобновляемая энергия.

Чтобы привлечь внимание к возможностям использования возобновляемых источников энергии и напомнить, что Солнце жизненно важно для жизни на Земле, Европейское отделение Международного общества солнечной энергии (МОСЭ) (ISES-Europe) и организует на добровольной основе ежегодное проведения 3 мая Дня Солнца.

Энтузиасты и профессионалы, общественные организации и фирмы разных стран организуют мероприятия и акции, связанные с демонстрацией возможностей солнечной энергии.

Со́лнечная эне́ргия — энергия от Солнца в форме радиации и света. Эта энергия в значительной мере управляет климатом и погодой, и является основой жизни. Технология, контролирующая солнечную энергию, называется солнечной энергетикой

Энергия солнечного света
В настоящее время ученые работают над поиском альтернативных источников энергии. Однако, некоторые из них человечеству известны достаточно давно и активно используются. Таковыми являются ветер, а также энергия солнечного света или солнечная энергия.

Согласно определению, солнечной энергией называется энергия, источником которой являются радиация и свет Солнца. То есть основным источником солнечной энергии является Солнце. Главная роль солнечной энергии заключается в том, что она оказывает значительное влияние на климат и погоду, а также является основой всего живого на Земле. На сегодняшний день существует специальная технология, которая занимается изучением и контролем солнечной энергии, - солнечная энергетика.

Применение солнечной энергии.
История использования солнечной энергии уходит своими корнями в далекое прошлое. Конечно же, ее применение было принципиально иным, существенно отличавшимся от современности. Ученые утверждают, что люди использовали солнечную энергию еще в VII веке до нашей эры для разведения костра с помощью увеличительных стекол. Несколько столетий спустя, греки и римляне также пользовались солнечным светом для поджигания факелов, которые были неотъемлемым атрибутом проведения религиозных обрядов. Делали они это при помощи зеркал, которые так и называли «горящие зеркала». Также одним из вариантов наиболее раннего использования солнечного света являются достаточно привычные и популярные сегодня солярии. Ранее здания соляриев строилось таким образом, чтобы получать как можно больше света, соответственно, это были конструкции с огромными окнами с южной стороны. С помощью специальных стекол добивались максимальной концентрации солнечных лучей в одной точке, таким образом, можно было загорать. Солярии существуют и сегодня, однако в них используется более удобным способ загара – не солнце, а специальные ультрафиолетовые лампы. Во ІІ столетии нашей эры учеными был совершен успех – им удалось применить солнечный свет для в работе мощных печей, предназначенных для очень длительных путешествий.

На сегодняшний день существует два основных способа применения солнечной энергии:

ее преобразование в тепловую энергию;
ее преобразование в электрическую энергию.
Для этого существуют специальные системы солнечной энергии, позволяющие ее получать, накапливать, и, соответственно, преобразовывать в нужную энергию. Данные системы отличаются своим разнообразием, а кроме этого, выполняют совершенно разные функции.

Так, на сегодняшний день существуют так называемые солнечные коллекторы (СК), представляющие собой технические устройства, посредством которых и осуществляется прямое преобразование солнечного излучения в тепловую энергию в системах теплоснабжения для нагрева воздуха, воды, а также различных других жидкостей. Такие системы принято разделять на два типа: активные и пассивные. Последние являются самым простым и недорогим решением преобразования солнечного света, так как его сбор и распределение осуществляется посредством специально сконструированных архитектурных и строительных элементов зданий и сооружений, не требующих какого-либо дополнительного оборудования.

Однако, не смотря на простоту и дешевизну, все же пассивные системы значительно проигрывают активным, которые получили свою широкую популярность в применении в настоящее время. Такие системы имеют специально сконструированное оборудование, предназначенное для сбора, хранения и распространения солнечной энергии. Благодаря использованию данных систем, применение солнечной энергии становится более эффективным.

Также существуют плоские солнечные коллекторы, представленные в виде теплоизолированного ящика, внутри которого расположена тепловоспринимающая металлическая или пластиковая панель. Для того, чтобы панель лучше поглощала солнечную энергию, ее специально окрашивают в черный цвет. Именно панель представляет собой теплообменник, по каналам которого прокачивается нагреваемая вода. Уровень температуры, до которого происходит нагрев воды, зависит от объема бака и площади солнечного коллектора, а также от условий окружающей среды. В течение дня вода может неоднократно проходить через коллектор, нагреваясь до необходимой температуры.

Еще одной системой солнечной энергии являются так называемые солнечные фотоэлектрические установки. Благодаря таким установкам происходит получение солнечной энергии, после чего солнечное излучение напрямую преобразовывается в электроэнергию. В данном процессу участвуют специальные фотопреобразователи. Конструкция данной установки состоит из солнечных батарей, имеющих вид плоских поверхностей прямоугольной формы, напоминающих ячейки, заключенные в одну общую рамку.

Как работает солнечная энергия
Для изготовления ячеек солнечных панелей используют полупроводниковый материал, примером которого является кремний. Солнечные лучи попадают на полупроводник, в результате чего происходит повышение его температуры, т.е. он нагревается и частично поглощает полученную энергию солнечного света. В то же время происходит высвобождение электронов внутри этого полупроводника. К фотоэлементу прилагается электрическое поле, которое и является основным двигателем свободных электронов. Именно посредством имеющегося электрического поля происходит направленное движение свободных электронов. В результате данного процесса образуется электрический ток. Для того, чтобы полученный ток направить по проводам и применить его для работы электроприборов, необходимо на верхней и нижней части фотоэлемента расположить металлические контакты.

В связи с тем, что природные источники энергии являются абсолютно экологичными, не влияют на здоровье человека, а также не наносят вреда окружающей среде, то с каждым годом их популярность возрастает. Однако, прежде, чем отдать полное предпочтение такой энергии, следует учитывать ее некоторые особенности. Особенности солнечной энергии состоят в том, что источником получения данной энергии является солнечный свет. Чем больше солнца, чем яснее солнечный день, тем больше солнечной энергии получается системами. Однако, в пасмурную погоду количество получаемой солнечной энергии снижается, а в ночное время суток она и вовсе отсутствует. Поэтому, следует помнить, что системы солнечной энергии должны иметь такую емкость, которая позволит накопить необходимое количество энергии для форс-мажорных ситуаций, например, когда портятся на длительный период погодные условия, или же на период зимнего времени, когда продолжительность солнечного дня существенно сокращается. Кроме того, они должны иметь такое расположение, которое позволит им максимально получить солнечный свет на протяжении всего дня, в идеале, существуют динамические панели, которые способны поворачиваться за Солнцем в течение дня.

Однако, существует еще один вариант получения энергии от Солнца – энергия солнечного ветра. Солнечным ветром называется поток ионизированных частиц, которые истекают из солнечной короны в окружающее космическое пространство и имеют скорость от 300 до 1200 км/ч. Учеными уже несколько лет ведутся работы, направленные на создание систем, позволяющих собирать энергию солнечного ветра и использовать ее для жизнедеятельности людей. Так исследователи Вашингтонского университета предложили концепцию использования солнечного ветра. Она заключается в использовании специальных спутников Дайсона – Харропа. Эти спутники являются простыми электростанциями, способными осуществлять сбор электронов из солнечного ветра. Спутники имеют длинный металлический стержень, который расположен в направлении к Солнцу. Именно этот стержень используется для генерации магнитного поля путем подачи на него напряжения. Сбор электронов будет осуществляться посредством данного магнитного поля, которое будет их притягивать. С другого конца данного стержня расположен специальный приемник-ловушка, конструкция которого содержит приемник и парус. Согласно расчетам ученых, что стержень длинной 300 метров и толщиной 1 см, при этом имеющий ловушку размером в 10 метров, на орбите Земли способен собрать порядка 1,7 МВт. Такое количество энергии вполне достаточно для обеспечения электроэнергией 1000 частных домов. Чем длиннее стержень и больше ловушка, тем больше можно собрать энергии солнечного ветра.

Эра солнцемобилей
Первый в мире автомобиль на солнечных батареях был представлен публике в 50-х годах прошлого века. По тем временам эта машина казалась настоящим технологическим прорывом: мало того, что ее двигатель получал энергию от солнца, автомобиль был оборудован системой дистанционного управления и мог ездить без водителя. В серию это чудо техники, конечно, не пошло. Прототип был создан лишь для того, чтобы продемонстрировать принципиальную возможность производства подобного рода машин. Тем не менее концепция автономного в энергетическом плане средства передвижения, которому не нужны заправки, не давала покоя изобретателям и конструкторам всей планеты.

Небесный тихоход
Если солнцемобили, появившись больше полувека назад, уже плотно вошли в нашу жизнь, то самолеты, использующие для движения исключительно солнечную энергию, – пока товар штучный.

Одна из самых продвинутых на данный момент моделей, первый полет которой состоялся в 2009 году, называется Solar Impulse. Из-за своих гигантских узких крыльев, которые имеют размах 63 метра (кстати, такой же, как у дальнемагистрального Airbus A340), этот прототип больше похож на планер, чем на самолет. Однако такая нестандартная конструкция – не футуристическая причуда дизайнера – на крыльях конструкторы разместили 12 000 солнечных батарей, которые используются для питания четырех электродвигателей и зарядки аккумуляторов.
Несмотря на то что быстротой этот самолет похвастаться не может, его крейсерская скорость всего 70 км/ч (крейсерская скорость того же Airbus A340 – 875 км/ч), в начале июля 2010 года Solar Impulse установил сразу два мировых рекорда для летательных аппаратов на солнечных батареях. Так, максимальная высота полета составила 8700 м, а сам полет длился неслыханные до этого 26 часов! В течение дня солнечные батареи заряжали аккумуляторы, которые питали двигатели ночью. Таким образом, создатели Solar Impulse доказали, что теоретически этот одноместный самолет может находиться в воздухе бесконечно долго.

Лучи вместо ветра
В 2010 году германские инженеры представили миру еще одно средство передвижения на солнечной тяге. Им стал катамаран TURANOR PlanetSolar стоимостью 17,5 млн евро – самый большой «солнечный» корабль в мире.
Как и Solar Impulse, эта машина создавалась специально для того, чтобы продемонстрировать принципиальную возможность бесконечного автономного плавания. И со своей задачей корабль справился – за 18 месяцев TURANOR PlanetSolar совершил кругосветное путешествие, чего до этого не удавалось ни одному кораблю, использующему лишь солнечную энергию.

Вся поверхность палубы 35-метрового судна покрыта солнечными панелями – 38 000 улавливающих свет элементов разместили на площади 537 кв. метров. Корпус катамарана выполнен из углеродного волокна – всего было использовано свыше 20 тонн карбоновых волокон, более 11 тонн пенного материала и 23 тонны резины и затвердителя. Максимальная скорость судна – 26 км/ч, вместимость – 50 человек.
Источник: http://greenbelarus.info/articles/15-01-2015/na-solnechnoy-tyage-razvitie-transporta-na-energii-solnca