Energie slunce

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: rox85
Typ práce: Referát
Dátum: 01.04.2009
Jazyk: Čeština
Rozsah: 1 061 slov
Počet zobrazení: 4 836
Tlačení: 483
Uložení: 514
ÚVOD
Já jsem si toto téma vybral proto, protože je teď v poslední době celkem aktuální. Lidé se snaží nahradit elektřinu získávanou s elektráren na energii ze slunce a také energii země ( vítr, voda ). I když ta energie Slunce je nestabilní, lidé se snaží co nejvíce ji využít. U nás v ČR to bude asi trochu problém, ale můžeme třeba využívat energii z vody. Spousta lidí, kteří žijí v horských oblastech to tak dělají.
 
PRVNÍ POKUS
Solar Challenger, letadlo poháněné výlučně slunečním světlem, přeletělo v roce 1981 úspěšně kanál La Manche. Bylo pokryto 16 000 slunečními byteriemi, schopnými přeměňovat energii slunečního záření přímo na elektřinu, a ukázalo jasně, že ve slunečním záření se ukrývá využitelná energie. Během dvou desetiletí bychom měli být schopni vystavět elektrárny s megawattovým výkonem, poháněné pouze slunečním zářením. Ale i nyní existují poněkud méně náročné způsoby, jak získávat energii v severozápadních Spojených státech a v mnoha zemích Středozemí.

OBECNĚ
Během jediné sekundy vydá Slunce tolik energie, že by jí bylo možno zásobovat veškerou spotřebu USA po 13 milionů let. Většina této energie se vyzáří do prostoru, něco z ní se pohltí v zemské atmosféře a malý zlomek pronikne na zemský povrch ve formě viditelného a infračerveného záření. Při dopadu na povrch má toto záření poměrně nízký výkon ( asi 200 W / m2 ) a je rozloženo po obrovské ploše, takže je nemožné je shromažďovat. Avšak sluneční energie je obrovský nevyčerpatelný zdroj a není pochyb o tom, jak ji využívat, dříve než vyčerpáme zásoby fosilních paliv.

ENERGIE V OHNISKU
Způsoby, jak zachycovat sluneční energii, jsou nejméně tři: fotoelektrický, pasivní a aktivní. Fotoelektrické systémy používají slunečních baterií  (článků) z polovodičového materiálu k přímému převedení světla na elektrický proud. Nejstarší články toho druhu byly vyvinuty pro cesty do vesmíru jako zdroj energie pro družice, ale byly drahé, okolo 2 000 dolarů na výkon 1 wattu. Dnešní verze už stojí pouze 5 dolarů za 1 watt, což je cena podobná, jako při navrhování jadrných elektráren. 

Pasivní systémy sběru sluneční energie jsou založeny na absorpci tepla konstrukcemi bez pohyblivých součástí. Energie se při tom zachycuje jednoduchou technikou a velmi levně. Tak například sluneční pec není nic vín než dobře izolovaná skříň s černým vnitřkem s skleněným víkem. V konstantním slunci se snadno zahřeje na 130°C, což stačí k uvaření jídla. V rozvojových zemích představuje použití této techniky ohromné úspory palivového dříví a času při jeho hledání. Aktivní solární systémy jsou mnohostrannější. Kapalina, často voda, protéká slunečním kolektorem, kde se ohřívá a pak se vede tam, kde je jí potřeba. Malé systémy, složené ze sad černých vodovodních trubek mezi dvěma skleněnými deskami už dnes v některých středozemských státech poskytují 70% horké vody.

Ve velkém měřítku se pak používá tisíce parabolických zrcadel k soustředění světla na centrální kolektor. Voda čerpaná kolektorem se rychle přemění na tlakovou páru, která pak může pohánět turbíny. Takové sluneční elektrárny mohou mít výkon 100MW s přibližně padesáti hektarů a vytápět jím kolem 30 000 domácností.

OŽIVENÍ STAROBYLÝCH TECHNOLOGIÍ

Sluneční energie se ovšem přirozeně přeměňuje na energii větrných proudů, které vznikají nestejným ohříváním vzduchu nad mořem a nad souší. Větrné mlýny schopné tuto energii využívat patřily mezi vůbec první stroje člověkem vyrobené – užívalo se jich k mletí zrní a k čerpání vody více než 5 000 let. Dnes se takových mlýnů, lépe řečeno turbín, používá v modernizované formě a dá se čekat, že v budoucnosti budou hrát celosvětově významnou úlohu. Ve srovnání s tradičními mnohalopatkovými mlýny obsahují moderní větrné turbíny pouze dvě nebo tři ohromné lopatky aerodynamického tvaru a připojený počítač, který je nastavuje tak, aby pracovaly co nejúčinněji v silném větru.

USPOKOJIT POTŘEBU
I když jsou solární systémy schopny produkovat ohromné množství levné a čisté energie, nejsou vždy tam, kde jich je zapotřebí. Ukládání elektrické energie v bateriích je málo účinné, a tak se hledají jiné cesty. Nejslibnější z nich je pravděpodobně využití energie k elektrolýze vody na vodík a kyslík. Tyto produkty se dají zkapalnit pro snazší transport a pak znovu spojit v palivovém článku pro výrobu elektřiny podle potřeby. Lze je také spálit ve spalovacím motoru, aniž by vznikaly toxické nebo skleníkové plyny. 
 
POPISY K OBRÁZKŮM

Obrázek A – Fotonové pasti:
Fotoelektrický solární článek (A) se skládá ze dvou křemíkových polovodičů z nichž jeden má tendenci sbírat kladné náboje (1), druhý pak náboje záporné (2). Křemíkové vrstvy jsou uloženy mezi dvěma kovovými kontakty a pokryty ochranou mřížkou (3). Jakmile dopadne foton na spoj mezi polovodiči (4) vysune odtud elektron a nechá po sobě oblast kladného náboje, takzvanou díru. Elektrony a díry jsou přitahovány k příslušným polovodičům. Jsou-li připojeny k elektrickému zdroji, probíhá mezi nimi elektrický proud.
 
Obrázek B – Moderní větrné mlýny:
Větrné turbíny (B) jsou vybaveny párovými aerodynamickými lopatkami o průměru 60 m. Komerční turbíny dosahují výkonu až několika set kW. Jsou vyrobeny z velmi odolného a lehkého materiálu, například dřeva impegrovaného epoxydovou pryskyřicí. Rotor se otáčí rychlostí mezi 20 a 50 otáčkami za minutu a je připojen na generátor sadou převodů.
 
Obrázek C – Sluneční farma:
Solární zařízení na obrázku se skládá z 1818 zrcadel o rozměrech 7x7 m, která soustřeďují sluneční světlo do obrovského kolektoru na 90-ti metrovém stožáru. Voda, která se čerpá přes kolektor, se zahřívá na více než 500°C a výsledná pára pohání turbíny s výkonem okolo 10 MW přibližně osm hodin denně.
 
Obrázek D – Solární články:
Jednotlivé fotoelektrické články se spojují do panelů a fungují v nejrůznějších zařízeních, od kalkulaček přes hodinky k přenosným přijímačům. Poskytují elektřinu odlehlým končinám a družicím na oběžné dráze kolem Země.
 
Obrázek E – Závan změny:
V budoucnosti může energie větru výrazně přispívat k výrobě energie ve světovém měřítku. Komerční využití se může soustřeďovat na „větrné farmy“, což jsou soustavy tisíců turbín umístěných na horských hřebenech, na mořském pobřeží a na širokých pláních, přičemž by poskytovaly elektřinu přímo pro dálkové vedení. Největší takové „farmy“ jsou v Kalifornii a poskytují tam výkon přes 1,5 GW, tedy tolik jako tři slušně velké jaderné elektrárny.
Ani tyto farmy však nejsou všelékem, protože mají někdy nepříznivý vliv na okolí, jsou hlučné a ohrožují ptactvo.
 
ZÁVĚR
Já si myslím, že přírodní energie se bude stále více využívat a je jen na lidech, za jak dlouho se stane přirozenou součástí každé domácnosti. Představte si obyčejný rodinný domek, který má střechu ze slunečních panelů, vedle domku je voda, kde je umístěna nějaká turbína. Podle mě, takto to bude vypadat za pár set let. Pokud mezi vědci budou nějací rozumní lidé, kteří toto budou prosazovat, pak se toho dočkáme. Jestli ovšem lidstvo bude dále stavět jaderné elektrárny, pak se lidé sami zničí.

Použitá literatura: Scott Beagrie – vědecké objevy v praxi

Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE – Referáty, ťaháky, maturita:

Vygenerované za 0.023 s.
Zavrieť reklamu