Историческая справка о солнечной энергетике

Преобразование солнечной энергии при помощи специально созданных приспособлений люди начали значительно раньше, чем мы могли бы подумать. Еще 3000 лет назад турецкий султан использовал во дворце воду, нагретую солнцем. Тогда для этого процесса использовали зеркала и увеличительные стекла.

Великий Архимед оставил нам трактат «О зажигательных зеркалах». С его именем связана поэтическая легенда, рассказанная византийским поэтом Цецесом. Во время Пунических войн (264—146 гг. до н. э.) родной город Архимеда Сиракузы был осажден римскими кораблями. Сиракузцы использовали для защиты грозные механические боевые машины, придуманные Архимедом. В том числе и большие зеркала, которыми Сиракузские женщины направляли солнечные лучи в однк точку одного судна. Через короткое время на судне вспыхивал пожар.

Огюст Мушо (Augustin Mouchot)

Начало XVIII столетия знаменует бурное развитие науки. Первый солнечный нагреватель был родом из Франции. Принцип работы строился на точечном направлении солнечных лучей через большое вогнутое зеркало. В солнечный день это приспособление поджигало сухое дерево на расстоянии 68 метров. Следующим изобретением стал водонагреватель из Швеции — ящик со стеклянной крышкой, где вода могла прогреться до 88°С. Затем была схема с использованием линзы. После в Англии отшлифовали большое двояковыпуклое стекло, расплавлявшее чугун за 3 секунды и гранит — за 1 минуту. Все же передовиками в этой технологии можно смело назвать французов. В Париже в конце XIX века на Всемирной выставке была проведена презентация инсолятора. Француз Огюст Мушо (Augustin Mouchot) сумел создать систему, при которой сфокусированные и преобразованные солнечные лучи приводили в движение печатную машину. Это был аппарат, фокусировавший солнечные лучи с помощью зеркала на паровом котле. Котел, в свою очередь, приводил в действие печатную машину, печатавшую по 500 оттисков газеты в час. Спустя несколько лет в США сконструировали аналогичный аппарат мощностью в 15 лошадиных сил.

Инсолятор, приводивший в действие печатную машину

Инсолятор О. Мушо (Augustin Mouchot), приводивший в действие печатную машину.

В 1901 г., на страусиной ферме близь города Пасадена (штат Калифорния, США) был построен солнечный двигатель, приводивший в действие насос. Этот солнечный агрегат был способен перекачивать 1 400 галлонов воды в минуту.

Солнечный двигатель, приводивший в действие насос на страусиной ферме близь города Пасадена (штат Калифорния, США)

Шли годы, технологии не стояли на месте, изобретения совершенствовались, однако принцип не менялся: солнце→вода→пар.

Первым, кто смог экспериментально обнаружить взаимодействие между светом и электрической энергией, был знаменитый немецкий физик Генрих Герц. Также известно, что явление, аналогичное открытому позднее фотоэффекту наблюдал и исследовал в 1839 г. Эдмон Беккерель. Он сумел выяснить, что ультрафиолет значительно способствует возникновению и прохождению разряда между двумя проводниками электрической энергии. Однако, проведя ряд экспериментов, Герц не стал больше развивать эту тему.

Генрих Герц

Эдмон Беккерель

Прорывом стало изобретение первой в мире работоспособной схемы по выработке и передаче электрической энергии с применением лучей света русским учёным из Москвы Александром Столетовым. Он создал прообраз первого в мире фотоэлемента. В 1889 году он опубликовал фундаментальную работу «Актино-электрические исследования», в которой дал описание закономерностей фотоэффекта (закон Столетова), ещё не зная о существовании электронов.

Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

Александр Столетов

Джакомо Луиджи Чамичан

Альберт Ейнштейн

Развитие исследований по преобразованию солнечной энергии в электрическую в XX веке ознаменовалось работой А. Эйнштейна по открытию фотоэффекта (явление отрывания заряженных частиц от поверхности некоторого вещества, находящегося под действием другого вещества или света). Это привело к появлению первых фотоэлементов на основе селена (Se–34), а затем и таллия (Tl–81).

В 1930-x гг. учёными-физиками Академии наук СССР Юрием Маслаковым и Борисом Коломийцем был создан медно-таллиевый (Cu-Tl) фотоэлемент с наибольшим для тех времён КПД в 1%. Это означало, что в электричество превращалась лишь сотая часть световой энергии. Сейчас КПД промышленно выпускаемых фотоэлементов превышает 25%, а в экспериментах — более 40% и эти цифры постоянно растут.

25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании: Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson).

Кельвин Соулзер Фуллер (Calvin Souther Fuller), Дэрил Чапин (Daryl Chapin) и Геральд Пирсон (Gerald Pearson)

Первые солнечные батареи, в близком к нынешнему внешнему виду, были установлены в США и СССР на искусственные спутники Земли Vanguard 1 и Спутник—3 в 1959 г. Этот прорыв науки используется и до наших дней.

Искусственный спутник Земли Vanguard 1, США

Искусственный спутник Земли Спутник-3, СССР

Историческая справка о солнечной энергетике

Почти 20 лет солнечные батареи использовались только для космоса и для небольшого перечня задач,— такая энергия стоила слишком дорого. В 1977 году стоимость электроэнергии удалось снизить до 76 долларов за одноваттную ячейку.

Постепенно КПД повышалось: 15% в середине 90-х годов прошлого века и 20% к 2000 году. За последнее десятилетие был сделан большой рывок, удалось достичь отметки КПД в 26%. Сегодня стоимость электроэнергии, полученной таким путем, составляет менее одного доллара за одноваттную ячейку.

Но наука и технологии не стоят на месте. Современные ученые не останавливаются на пределах нашей атмосферы и разрабатывают проекты построения солнечных электрических станций там, где лучи солнца не теряют своей энергии.

Уловленное на земной орбите излучение предлагается переводить в другой тип энергии — микроволны — и затем уже отправлять на Землю. Может это звучит, как фантастика?! Но современная технология позволяет осуществить такое уже в самом близком будущем.

white Историческая справка о солнечной энергетике

Опубликовано: 03-11-2015 Просмотров: 13761

Солнечная электростанция мощностью 10 кВт

от 4 790 USD Сетевая солнечная электростанция для дома и зеленого тарифа, пиковой мощностью 10 кВт. КПД системы: 98%; Годовая выработка: ≈10 547 кВт*ч Годовой доход: ≈2 192 USD Гарантийный ...

Опубликовано: 03-11-2015 Просмотров: 3379

Солнечная электростанция мощностью 15 кВт

от 6 962 USD Сетевая солнечная электростанция для дома и зеленого тарифа, пиковой мощностью 15 кВт. КПД системы: 98%; Годовая выработка: ≈16 500 кВт*ч Годовой доход: ≈3 089 USD Гарантийный ...

Опубликовано: 03-11-2015 Просмотров: 6809

Солнечная электростанция мощностью 30 кВт

от 13 238 USD Сетевая солнечная электростанция для дома и зеленого тарифа, пиковой мощностью 30 кВт. КПД системы: 98%; Годовая выработка: ≈32 000 кВт*ч Годовой доход: ≈5 800 USD Гарантийный ...