Солярные системы - Солнечная радиация





Источник энергии Солнца представляют термоядерные реакции, протекающие в центральных областях Солнца, называемые тоже ядерный синтез, при котором возникает огромное количество энергии. С точки зрения человека Солнце представляет собой огромный почти неисчерпаемый источник энергии, который нам бесплатно предлагает энергию, превышающую существующую потребность человечества  в энегии в 11000 раз. В принципе это значит примерно то, что в течении времени меньше получаса (!) Солнце излучает на Землю столько энергии, сколько человечество ей расходует за один год. Каждый м2 Солнцем освщаемой поверхности Земли принимает из Солнца больше, чем 2000 квтч энергии в год.

Солнечная мощность, т. е. радиация Солнца составляет 3,8*1023 квт – это многократно больше, чем расходуется всем человечеством. Из этого в планетарной системе зафиксируется одна стомиллионная часть и на Земле лишь одна двухмиллиардная часть. Правда, речь идет о малой части общей солнечной радиации, но и вопреки этому она для Земли жизненно важна: Эта энергия попадает в верхние слои атмосферы Земли, которые поглощают некоторые виды радиации, опасные для жизни на Земле (рентгеновские и ультрафиолетовые лучи) и другие, наоборот, пропускает на поверхность Земли.

Виды солнечной радиации - . Солнечная радиация, которая проходит атмосферой и попадает на поверхность Земли, или отражается (примерно 1/3 из общей солнечной радиации, попавшей на Землю) или его поглощает материк и море и меняет в тепло. На поверхности Земли регистрируются три основных вида радиации – прямая солнечная радиация, рассеянное (диффузионное) излучение и излучение, которое отражается или от поверхности Земли или от других объектов.

Энергетический спектр солнечной радиации - очень близкое излучению идеально черного тела. Вне атмосферы спектр излучения непрерывно в диапазоне с 200 по 2500 нанометров, после прохождения атмосферой некоторые волновые длины поглощаются элементами атмосферы – кислородом, озоном, парами воды и углекислым газом. Интегральная величина спектра (сумма энергий всех спектральных составляющих) на границе атмосферы называется солярная постоянная и составляет 1371 вт/м2 – ее величина однако немного меняется в зависимости от солнечных циклов, среди которых самый известный имеет период 11,5 года. После перехода атмосферой при идеальных условиях (безоблачная погода) приблизительно 75 % солнечной радиации попадает на поверхность Земли в виде прямого освещения – остаток рассеивается или поглощается.

Прямое и диффизионное излучение – самую высокую долю при приеме энергии путем солнечных коллекторов представляют прямое и диффузионное излучения, которых интенсивность меняется в ходе года в связи с периодами года. Естественно, больше всего солнечной энергии приобретается в летние месяцы, когда интенсивность максимальная. Максимум солнечной радиации у нас регистрируется в июле, минимум на пределе декабрь-январь. С точки зрения суток в общем действителен принцип, что больше всего радиации попадает на Землю в полдень, когда положение Солнца на небесном своде выше всего и путь прохождения солнечных лучей сквозь атмосферу самый короткий. В результате этого получается самое низкое рассеяние и абсорбция излучения в атмосфере.

Использование солярной энергии

1. ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (с помощью фотовольтаического эффекта):

a) домашние электроприборы, освещение, телевидение, радио, холодильник, стиральная машина, игрушки, часы, ....
б) профессиональные варианты применения: метеорологические станции, маяки, буи,гидронасосы, ...
в) самостоятельно    работающие   фотовольтаические   системы:  для  отдаленных  населенных пунктов
без электрификации. г) фотовольтаические системы, подключенные к общей электросети:фотовольтаические электростанции

2. ОБОГРЕВ ТЕПЛОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ (путем перемены солнечного света в тепло):
а) обогрев воды в домохозяйствах: частные дома, квартиры в жилых домах, дачи, обогрев воды для      бассейнов, предварительный обогрев  воды для стиральных машин и моек посуды, в переходное время      поддержка низкотемпературного отопления ...
б) обогрев воды для промышленных систем: обогрев воды  для  бассейнов  и  плавательных  комплексов, для   гостиничных  и   ресторанных   объектов,   школ,    гостиниц,    прачечных,   продовольственных предприятий, обогрев воды для производственных процессов и т. д.