Energia słoneczna
Autorzy:
Damian Momot
Sylwester Maleszka
Energia słoneczna
Autorzy:
Damian Momot
Sylwester Maleszka
Słońce
• Słońce to typową gwiazdą typu G2, ma około 4.5 miliarda lat.
Od czasu swych narodzin zużyło około połowę wodoru ze swego
rdzenia. Zawiera ono ponad 99.8% całkowitej masy układu
słonecznego. W chwili obecnej Słońce, jest zbudowane z około
70% wodoru i 28% helu, reszta to pierwiastki cięższe i
sporadycznie występujące proste związki chemiczne, ich
zawartość to mniej niż 2%. Zmienia się to powolnie, gdyż
Słońce zmienia wodór w hel wewnątrz swojego jądra. Słońce
produkuje energię około 3.86x10^33 erg/s. Warunki przy
rdzeniu Słońca są ekstremalne. Temperatura wynosi 15.6
milionów(K) a ciśnienie 250 miliardów atmosfer (około1016
Pa). Gęstość materii w jądrze Słońca wynosi 1,5×105 kg/m3,
jednak wysoka temperatura utrzymuje materię w stanie
gazowym, natomiast gęstość gazu na powierzchni wynosi 10-4
kg/m3, czyli jest to prawie próżnia. Na podstawie odmiennych
własności plazmy i procesów w niej zachodzących, które
wynikają z różnic w gęstości i temperaturze, można wyróżnić
trzy różne obszary wewnątrz Słońca.
Reakcje termojądrowe w gwiazdach
• Cykl protonowy
Szczegółowy przebieg reakcji
Reakcja
Wydzielona energia
w MeV
w
TJ/kg
p + p → D + e
+
1,442
69,1
D + p →
3
He
5,494
175,5
3
He +
3
He →
4
He + 2p
12,86
205,8
3
He +
4
He →
7
Be + γ
1,558
21,4
7
Be →
7
Li + e
+
0,826
11,9
7
Li + p → 2
4
He
17,346
208,4
• Cykl węglowo-azotowo-tlenowy
Szczegółowy przebieg cyklu
Reakcja
Wydzielona energia
w MeV
w TJ/kg
12
C + p →
13
N + γ
1,944
14,4
13
N →
13
C + e
+
2,22
16,5
13
C + p →
14
N
7,551
52
14
N + p →
15
O + γ
7,297
46,9
15
O →
15
N + e
+
2,754
17,7
15
N + p →
12
C +
4
He
4,966
30,1
raz na tysiąc reakcji zachodzi
15
N + p →
16
O + γ
16
N + p →
17
F + γ
17
F →
17
O + e
+
17
O + p →
14
N +
4
He
Zastosowania ogniw fotowoltaicznych
• Baterii słonecznych używa się w elektrowniach słonecznych,
małych kalkulatorach, lampach solarnych i zegarkach.
• Przydatne jest zastosowanie ich w przestrzeni kosmicznej, gdzie
promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.
• W 1981 r. Słoneczny samolot Solar Challenger przeleciał nad
kanałem La Manche wykorzystując jako źródło zasilania tylko
energię słoneczną. Skrzydła tego samolotu pokryte były
bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny.
• W niektórych miejscach na świecie ogniwa fotowoltaiczne
wykorzystują np publiczne automaty telefoniczne (baterie
słoneczne montowane są na dachu).
• Karawaning - w postaci paneli na dachu wozu kampingowego są
w stanie doładowywać akumulator samochodu na postoju przy
używaniu różnych odbiorników energii jak telewizory przenośne
itp.
• Żeglarstwo - ogólnie stosowane do doładowywania akumulatora
jachtu - bardzo istotne w związku z wymogiem posiadania radia
(krótkofalówki) na pokładzie jachtów pełnomorskich .
• podgrzewania wody o termosyfonowe podgrzewacze wody
• suszenia płodów rolnych
• Ogniwo fotowoltaiczne (inaczej fotoogniwo, solar lub ogniwo
słoneczne) jest urządzeniem służącym do bezpośredniej konwersji
energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną,
poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w
którym pod wpływem fotonów, o energii większej niż szerokość
przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony przemieszczają
się do obszaru n, a dziury (zob. nośniki ładunku) do obszaru p.
Takie
przemieszczenie
ładunków
elektrycznych
powoduje
pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.
Gigantyczna elektrownia słoneczna
• W Australii już być może w tym roku ruszy budowa potężnej
elektrowni słonecznej. Pomysł jest niezwykły. Zbudowana
będzie potężna wieża o wysokości jednego kilometra na
środku gigantycznej szklarni w kształcie koła o średnicy
siedmiu kilometrów. Lekko spadzisty dach umieszczony kilka
metrów nad ziemią zasłoni powierzchnię 3800 hektarów.
Szklarnia będzie otwarta, bez zewnętrznych ścian na
brzegach koła, co zapewni swobodny przepływ powietrza.
Obiekt nazwano "Wieżą Słońca". Ze względu na zachęty
ekonomiczne rządu, silne słońce i brak trzęsień ziemi,
australijskie pustkowia są idealną lokalizacją. Koszt
wzniesienia elektrowni szacuje się na 350 mln dolarów.
