Download
1 / 24
240 likes | 571 Views
Słońce. Słońce-Opis Jak pozyskiwać energie ze Słońca? Podziękowania. Słońce-Opis.
E N D
Słońce Słońce-Opis Jak pozyskiwać energie ze Słońca? Podziękowania
Słońce-Opis • Słońce (łac. Sol) – gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi. Astronomiczny symbol Słońca to okrąg z punktem w środku. Słońce jest oddalone od Ziemi o około 150 mln km, leży w jednym z ramion spiralnych Galaktyki, 26 tysięcy lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równikaGalaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością ok. 220-260 km/s w czasie ok. 226 milionów lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy.
Słońce jest kulą zjonizowanego gazu o masie około 2×1030kg, z czego 74% stanowi wodór, 25% hel, a niespełna 1% pierwiastki cięższe i sporadycznie występujące proste związki chemiczne. Kula plazmy utrzymywana jest w równowadze hydrostatycznej dzięki sile grawitacji materii znajdującej się powyżej z jednej strony i rosnącym wraz z głębokością ciśnieniem gazu. W centrum ciśnienie osiąga 1016Pa. Temperatura Słońca rośnie wraz z głębokością dochodząc w centrum do kilkunastu milionów K, w której to temperaturze mogą zachodzić reakcje syntezy jądrowej. W przypadku gwiazd ciągu głównego reakcją jądrową, która dostarcza energii jest przemiana wodoru w hel. Gęstość materii w jądrze Słońca wynosi 1,5×105 kg/m³, wysoka temperatura utrzymuje materię w stanie plazmy, natomiast gęstość gazu na powierzchni spada w przybliżeniu wykładniczo i w fotosferze (obszarze uznawanym za powierzchnię) wynosi 10-4 kg/m³, czyli jest to prawie próżnia.
Ciekawostki • Klasyfikacja: Gwiazda (typ G2 V)Średnica równikowa: 1.392.000 kmŚrednica południkowa: 1.392.000 kmTemperatura max: 6.000 °CTemperatura min.: 3.870 °CTemperatura jądra: 15 mln °CMasa (Ziemia=1): 332.950Gęstość (Woda=1): 1,41Okres obrotu: W przybliżeniu 27 dniPrzyśpieszenie grawitacyjne: 273 m/s2Szybkość ucieczki: 620 km/s
Jak pozyskiwać energię słoneczną? • Energia promieniowania słonecznego zaczęła być wykorzystywana przez człowieka w sposób bezpośredni już dawno temu. Pierwsi budowniczowie, w sposób pasywny wykorzystywali ciepło, jakie daje słońce. Budowali swoje domy w miejscach nasłonecznionych, ponieważ wiedzieli, że nagrzane za dnia budynki, oddadzą ciepło w nocy. Przewietrzanie domostw ciepłym powietrzem, zapobiegało rozwojowi pleśni i grzybów na ścianach budynków. Dziś również stosuje się tego typu rozwiązania. Największe okna budynku wstawia się od strony południowej i zachodniej, czyli tam, gdzie występuje największe promieniowanie słoneczne. • Aktywne wykorzystanie energii promieniowania słonecznego zaczęło się wraz z wynalezieniem kolektorów słonecznych i ogniw fotowoltaicznych. Kolektory umożliwiły podgrzewanie wody i powietrza, natomiast ogniwa – wytwarzanie energii elektrycznej. Baterie słoneczne odmieniły los wielu ludzi na Świecie. Dzięki nim, możliwe stało się zaopatrzenie wielu domostw w energię elektryczną. Montowane są one wszędzie tam, gdzie koszty podłączenia do sieci elektrycznej są poza opłacalnymi normami. • W czasach współczesnych, gdzie powraca się do proekologicznego stylu życia, kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne zyskują coraz większe zainteresowanie. Co roku powstają nowe firmy produkujące akcesoria solarne. Rozwój nowych technologii powoduje, że gotowe instalacje wykorzystujące energię promieniowania słonecznego do np.: podgrzewania ciepłej wody użytkowej są coraz tańsze. Moda na proekologiczne domy nie tylko przyczynia się do poprawy stanu środowiska naturalnego, ale również pozwala na zaoszczędzenie pieniędzy.
Metoda heliotermiczna • W metodzie tej przemienia się promieniowanie słoneczne w ciepło, które następnie doprowadzane jest do napędzającej generator turbiny, a generator znowuż wytwarza elektryczną energię. W metodzie heliometrycznej stosuje się dwa główne elementy: • heliostaty, czyli zwierciadła, które są ogrzewane słoneczną energią, odbijają one promienie słoneczne na położony centralnie, wysoko na wieży drugi ważny element, a mianowicie: • absorber, złożony z rurek, które ogniskują na sobie skierowane z heliostatów słoneczne promieniowanie. Wewnątrz tych rurek znajduje się krążący czynnik roboczy (np. azotan potasu, lit, sód), pary którego napędzają turbinę. • Jedną z odmian elektrowni tego typu są liniowe słoneczne kolektory pod postacią paraboloidów. W ich ogniskowych umieszczone są rurowe absorbery, w których przepływa medium robocze. Moc, jaką można uzyskać w takim rozwiązaniu, to nawet 1MW.
Największa na świecie słupowa elektrownia wieżowa -PS20(Sewilla,Hiszpania)
Stawy Cieplne • Energię słoneczną można również wykorzystać przy użyciu tak zwanych stawów cieplnych. Taki staw cieplny posiada czarne dno, które absorbuje promienie słoneczne oraz warstwy wody: silnie zasoloną dolną i górną, którą stanowi zwykła woda, bądź woda morska. Dzięki dolnej warstwie pochłaniane są słoneczne promienie, dzięki jej dużej gęstości utrudnione jest przewodzenie ku górze ciepła, dlatego coraz bardziej się ona nagrzewa. Ciepło oddawane jest w wymiennikach ciepła czynnikowi odparowującemu przy dość niskiej temperaturze, napędzającemu turbinę. Woda ma dużą pojemność cieplną, co w efekcie powoduje dużą kumulacyjną zdolność stawu, a to z kolei pozwala instalacji pracować przy zmniejszonym promieniowaniu słonecznym (likwidując tym samym główną wadę słonecznych elektrowni). Staw cieplny, który ma powierzchnię 25 hektarów może dać moc 5MW, podczas gdy w 1984 roku w Izraelu koszt kW wynosił 3000 USD.
Metoda helioelektryczna • Ta metoda polega na przemianie energii słonecznego promieniowania w sposób bezpośredni do elektrycznej energii przy użyciu ogniw fotoelektrycznych. Takie ogniwa potrafić przemieniać w energię nie tylko promieniowanie bezpośrednie, ale również i promieniowanie występujące przy zachmurzeniu, czyli rozproszone.
Ogniwa fotoelektryczne • Wykonuje się je z krzemu krystalicznego, siarczku kadmu lub arsenku galu. Planowana jest budowa elektrowni tego typu z mocą 10MW. Zastosowana jest w nich koncentracja słonecznego promieniowania dzięki użyciu soczewek Fresnela lub parabolicznych zwierciadeł. Ogniwa takie zajmują wielką powierzchnię. Chcąc uzyskać elektrownię z mocą 1000MW, potrzebna by była powierzchnia 50 km2. Również ich sprawność jest niska, ponieważ wynosi 10% dla ogniw zawierających krzem polikrystaliczny, od 12 do 16% dla ogniw zawierających krzem monokrystaliczny, bądź 23% dla ogniw zawierających arsenek galu. Mimo to w kosmicznej technice fotoelektryczne ogniwa znalazły szerokie zastosowanie. • Ogniwa słoneczne, które przetwarzają słoneczną energię bezpośrednio do elektrycznej energii są nazywane fotowoltaicznymi (po angielsku- photovoltaic). Moc fotoelektrycznych elektrowni to od 2 do 10 000kW. Największa z nich to uruchomiona w roku 1984 CarissaPlain umiejscowiona w Kalifornii, która ma moc 6,5MW. • W planach jest również budowa kosmicznych elektrowni słonecznych, umieszczonych na geostacjarnych satelitach. Wykorzystano by fakt, iż słoneczne promieniowanie na orbicie satelity tego typu pozwala uzyskać przynajmniej 10 razy tyle energii, co na Ziemi. Ta energia, pod postacią ultrakrótkich fal, została by przesłana na Ziemię i tu przy użyciu falowników zamieniana do postaci prądu przemiennego. Brzmi to może chwilowo nierealnie, ale jest to przyszłościowa technika XXI w., a uruchomienie takich instalacji jest planowane na rok 2030.
Ogniwo słoneczne Budowa baterii słonecznych Panele słoneczne złożone z baterii ogniw
Kolektory słoneczne - Urządzenia energetyczne, które zaabsorbowaną energię promieniowania słonecznego przetwarzają w energię cieplną. • Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje kolektorów słonecznych: płaskie i próżniowe. • Kolektory słoneczne płaskie składają się z absorbera wykonanego najczęściej z metalowej płyty, pokrytej powłoką o specjalnych własnościach optycznych, pokrywy szklanej, rurociągu cieczowego i odpowiednio zaizolowanej obudowy • Kolektory słoneczne próżniowe - rurowy kolektor próżniowy z rurką cieplną to najbardziej zaawansowany produkt techniki solarnej. Zbudowany jest z kilkunastu lub kilkudziesięciu rur próżniowych wsuniętych w przepływowy wymiennik ciepła.
Rodzaje kolektorów słonecznych: 1-Kolektor słoneczny próżniowy 2-Kopektor słoneczny płaski 3-Panele słoneczne 2 1 3
Energia biomasy • Kolejną metodą wykorzystania słonecznej energii jest fotosynteza, czyli asymilacja dwutlenku węgla pochodzącego z powietrza przez organizmy roślinne, wskutek czego zostaje wytwarzana energia biomasy. • CO2 + H2O = CH2O + O2 • Powstająca biomasa może zostać bezpośrednio spalona, np. pod postacią drewna, bądź przetworzona na metan, czy metanol, lecz z takim samym przeznaczeniem. • Biomasa przetworzona do postaci odpadów zwierzęcych oraz rolniczych po sfermentowaniu ich przekształca się w biogaz, zawierający od 55 do 70% metanu. Jest on wykorzystywany w paleniskach, parnikach oraz kotłach wodnych, dzięki czemu dostarcza niezbędnego w rolnej gospodarce ciepła. Jeśli jest go dużo produkowane, może być wykorzystany jako paliwo napędzające średnioprężne silniki pracujące wg obiegu Otto, które są sprzęgnięte z generatorami elektrycznej energii. Ciepło z procesu chłodzenia silnika oraz odbierane ze spalinowych gazów może posłużyć do wytworzenia ciepłej wody, którą następnie można wykorzystać np. do przyspieszenia fermentacji biomasy. Eksperymentalne instalacje takiego typu wdrażane są w Polsce.
Trzcina cukrowa Proso rózgowe, jedna z roślin wykorzystywanych w USA jako paliwo
Podziękowania dla : • www.wikipedia.pl • www.bryk.pl • www.google.pl • www.solarprojobs.com • www.elektroonline.pl • www.aqua.net.pl • www.news.cnet.com • www.pgkslupsk.pl • www.soltec.pl • www.dziennikwschodni.pl • Firmie Microsoft
Spis treści pokazu slajdów o temacie Słońce • Slajd 1-Wstęp • Slajdy od 2 do 5-Opis Słońca • Slajdy od 7 do 20-”Jak pozyskiwać energie za Słońca?” • Slajd 21-Podziękowania
