Сколько энергии вырабатывает солнце: Сколько энергии дает нам Солнце? — magazinakb.ru

Содержание

Сколько энергии дает нам Солнце?

Каждый сходит с ума по-своему. У меня тоже имеется индивидуальная, запатентованная технология.

Недавно меня крайне заинтересовал вопрос: какую площадь имеет такая часть поверхности Солнца, которая излучает ровно столько энергии, сколько Земля получает от всего Солнца в целом? Как вам вопрос?

Поискав готовый ответ на просторах интернета, я ничего толкового не нашел. Зато приметил на нескольких форумах обсуждающийся похожий вопрос: какая доля всей излучаемой солнечной энергии достается Земле? И тут же во всех источниках дается приблизительно такое решение: доля солнечной радиации, которую получает Земля, равна отношению площади сечения Земли диаметральной плоскостью к площади сферы c радиусом, равным радиусу земной орбиты.

Ну что же, давайте проверять.

Для начала придется сделать несколько допущений. Во всех дальнейших расчетах мы будем предполагать, что: Земля и Солнце являются идеальными шарами; Земля обращается вокруг Солнца по круговой орбите; излучение исходит от Солнца и распределяется в пространстве равномерно. Решать задачу мы будем исключительно на геометрическом уровне и не будем брать в расчет, что некоторая часть излучения вовсе не доходит до Земли, поглощаясь и отражаясь по пути сначала космической пылью и газами, а затем и земной атмосферой.

Для расчетов возьмем справочные средние значения нужных нам величин.

Радиус Земли r₁ = 6 371 км.

Расстояние от центра Земли до центра Солнца R = 149 597 870 км.

Искомая доля излучения = π(r₁)² / 4πR² = 0,000000000453…

То есть Земля получает приблизительно одну двухмиллиардную часть от общего солнечного излучения.

Теперь вычисляем площадь такой части поверхности Солнца, которая выдает именно эту долю излучения. Очевидно, что она будет равна произведению площади поверхности всего Солнца на только что найденную долю.

Радиус Солнца r₂ = 695 700 км.

Искомая площадь части поверхности:

S = 4π(r₂)² х 0,000000000453… = 2 757,771439343673… кв. километров.

Однако, выпив и рассудив трезво, я обнаружил, что такое решение нельзя назвать правильным. Если бы нам нужно было только оценить порядок этой величины, то можно было бы согласиться и с таким результатом. Но меня интересует точное решение, поэтому для его поиска придется немного пораскинуть мозгами. Хорошо бы заиметь какое-нибудь ненаглядное пособие.

Скажите мне, Киса, как художник – художнику: вы рисовать умеете? Нет? Я тоже. Но надо.

Рисовать мы будем на плоскости, а представлять нарисованное – в пространстве.

Рисуем Землю, рисуем Солнце. Рисуем, конечно, без соблюдения масштабов. Пунктирной линей разделяем Землю по диаметру. Для наглядности чертим круговую орбиту, по которой Земля обращается вокруг Солнца.

Проводим из центра Солнца касательные к окружности Земли (красные линии). Также проводим касательные между окружностями Земли и Солнца (синие линии).

Посмотрите, в каких точках красные касательные соприкасаются с Землей. Эти точки не совпадают с условными полюсами Земли, через которые проведена пунктирная линия.

А ведь в ранее рассмотренном алгоритме, который предлагают на различных сайтах и форумах, мы брали в расчет площадь сечения Земли, которое проходит через ее центр.

Теперь становится понятно, что приведенное выше решение является неверным.

Конечно же, невозможно провести из центра Солнца красные касательные к окружности Земли так, чтобы они коснулись Земли в точках условных полюсов. И чем ближе будут находиться друг к другу Земля и Солнце, или, чем больше будет отношение радиуса Земли к радиусу Солнца, тем дальше от полюсов будут отодвинуты точки, в которых красные касательные касаются Земли.

Теперь соединим отрезком точки пересечения красных касательных с поверхностью Солнца.

Этот отрезок отсекает часть Солнца. Перенеся построенную модель с плоскости в пространство, мы получим отсеченный от Солнца шаровой сегмент. Площадь его боковой (то есть выпуклой) поверхности, без учета площади основания, и будет равна той самой площади части Солнца, которую я ищу (вспомните мучивший меня вопрос).

Возможно, некоторый читатель воскликнет: не может быть! Ведь излучение исходит от Солнца не только перпендикулярно его поверхности! Солнце освещает Землю не только с части поверхности, ограниченной двумя красными касательными, но также и с других участков поверхности, что находятся между красными и синими касательными!

Конечно, это так. Но излучение, исходящее от Солнца с части поверхности, ограниченной двумя красными касательными, не всё идет на Землю, а частично уходит и в других направлениях. И если мы допускаем, что излучение исходит от Солнца и распределяется в пространстве равномерно, то становится очевидным, что количество излучения, исходящего от участков поверхности, находящихся между красными и синими касательными и направленного при этом на Землю, будет абсолютно равно количеству излучения, исходящему от части поверхности, ограниченной двумя красными касательными, но при этом не направленному в сторону Земли.

Следовательно, для вычисления нужной нам величины достаточно иметь только лишь рассмотренный выше отсеченный от Солнца шаровой сегмент. Если кто-то этого пока не понял, значит нужно поработать с более тщательным представлением модели сначала на плоскости, а потом и в пространстве.

Итак, мы будем искать площадь боковой (выпуклой) поверхности шарового сегмента, полученного отсечением части Солнца по точкам, где красные касательные пересекаются с его поверхностью.

Площадь боковой поверхности шарового сегмента:

S = 2πr₂h, где r₂ – радиус Солнца, h – высота шарового сегмента.

Теперь нам необходимо найти высоту шарового сегмента. Без тригонометрии здесь уже не обойтись. Проводим отрезки от центра Земли к точкам, в которых красные касательные касаются Земли. Соединяем отрезком центры Земли и Солнца.

Всем образующимся на нашей модели точкам даем имена.

Малюсенький отрезочек между точкой L и необозначенной точкой на поверхности Солнца – это и есть высота шарового сегмента, которую нам нужно найти. Точку на поверхности Солнца я не стал обозначать, чтобы она не сливалась с точкой L.

Но если увеличить картинку, то можно обозначить и вторую точку. Высота шарового сегмента равна длине отрезка NL.

Возвращаемся к предыдущей полной картинке, чтобы она была здесь, перед глазами.

Касательные, проведенные к окружности, всегда перпендикулярны радиусу, проведенному в точке касания.

Таким образом, мы имеем большой прямоугольный треугольник ACB и входящий в него маленький прямоугольный треугольник KLB. Углы ACB и KLB – прямые. Теперь нам нужно выяснить, чему равны острые углы треугольников.

Синус угла ABC будет равен отношению радиуса Земли к расстоянию между Землей и Солнцем.

sin (ABC) = AC / AB = 6 371 / 149 597 870 = 0,000042587504…

Зная синус угла ABC, определяем, что сам угол ABC = 0,002440084283… градуса.

Очевидно, что также и угол LBK = 0,002440084283… градуса.

Далее, угол LKB = 90 – 0,002440084283… = 89,997559915716… градусов.

Вычисляем длину отрезка LB, ведь нам теперь известны все углы и гипотенуза маленького треугольника, которая равна радиусу Солнца.

LB = KB х sin (LKB) = 695 699,999369105998… км.

Определяем высоту шарового сегмента:

NL = NB – LB = 0,000630894001… км, то есть всего около 63 сантиметров!

Площадь боковой поверхности шарового сегмента:

S = 2πr₂h = 2 757,771440594113… кв. километров.

Это и есть та самая часть поверхности Солнца, которая излучает ровно столько энергии, сколько Земля получает от всего Солнца в целом. Сей участок сравним по площади с Москвой в её границах по состоянию на 2019 год.

Теперь сравним полученный результат с тем, что был найден ранее, при расчете по неверному алгоритму.

Было: 2 757,771439343673… кв. километров.

Стало: 2 757,771440594113… кв. километров.

Казалось бы, разница ничтожна: всего лишь в 1,25 квадратных метра! Однако, такая разница возникает не из-за округлений или погрешностей в расчетах, а из-за того, что Земля очень маленькая по сравнению с Солнцем, находится от него очень далеко, и красные касательные касаются Земли почти рядом с ее условными полюсами. На нашем рисунке, где масштабы не соблюдены, этого, конечно, не видно.

Но стоит нам изменить стартовые параметры, как разница в результатах будет более значительная.

Увеличим радиус Земли в 100 раз, до 637 100 км.

Уменьшим радиус Солнца в 100 раз, до 6 957 км.

Уменьшим расстояние от Земли до Солнца в 100 раз, до 1 495 978,70 км.

Подставим полученные значения в расчетные формулы и получим следующее.

При расчете по первому (неверному) алгоритму S = 27 577 714,3934… кв. километров.

При расчете по второму (моему) алгоритму S = 28 956 294,8228… кв. километров.

Как видите, разница стала более ощутимой.

Таким образом, мы убедились в том, что вести расчеты по первому принципу (делением площади сечения Земли диаметральной плоскостью на площадь сферы c радиусом, равным радиусу земной орбиты) нельзя.

И на десерт – несколько удивительных фактов о мощности Солнца.

Солнце излучает колоссальное количество радиации и теряет при этом свою массу: каждую секунду в результате термоядерных процессов 4,26 миллиона тонн солнечного вещества превращаются в лучистую энергию. Чтобы увезти такой груз на товарном поезде, понадобится 71 000 вагонов, в каждый из которых будет загружено 60 тонн. Длина такого состава будет равна 994 км.

Представьте себе, что мимо вас такой поезд проносится за одну секунду. 60 поездов в минуту. 3 600 поездов в час. И так постоянно: миллиарды лет в прошлом и миллиарды – в будущем. Вот с какой скоростью Солнце расходует свою массу! И тем не менее, для него это ничтожно мало и похудение Солнцу абсолютно не грозит: за один миллиард лет оно теряет таким образом всего лишь одну пятнадцатитысячную долю своей массы.

Полная мощность излучения Солнца составляет 3,83 х 10 (в 20 степени) МВт. Соответственно, плотность мощности излучения на его поверхности приблизительно равна 62,97 МВт на квадратный метр, чего достаточно для безостановочной постоянной работы в полную силу 10 000 бытовых электрических плит с четырьмя нагревательными элементами или 1 000 000 лампочек накаливания мощностью по 60 Вт каждая. На каждом квадратном метре!

За один год Солнце генерирует 33,57 х 10 (в 23 степени) МВт·час энергии. До верхних слоев атмосферы Земли доходит, как мы ранее установили, приблизительно одна двухмиллиардная часть, а именно 1,52 х 10 (в 15 степени) МВт·час. В среднем 53% излучения отражаются, рассеиваются и поглощаются атмосферой Земли, и только лишь 7,15 х 10 (в 14 степени) МВт·час достигает поверхности нашей планеты в течение одного года. Маловато будет?

Если всю эту энергию распределить равномерно во времени и по всей поверхности Земли, то на каждый квадратный метр придется всего лишь 0,16 кВт мощности (не стоит путать это значение с Солнечной постоянной – суммарной мощностью солнечного излучения, проходящего через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно потоку, на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца вне земной атмосферы, которая составляет 1,37 кВт на квадратный метр).

Полученной на поверхности Земли среднесуточной мощности 0,16 кВт на квадратный метр хватит, чтобы зажечь только лишь две с половиной лампочки. И тем не менее, в масштабах всей Земли эта энергия огромна.

Согласно справочным данным, мировое потребление всей энергии в 2008 году составило 143 000 000 ГВт·час (в это значение входит суммарно вся потребляемая человечеством и промышленностью энергия, получаемая на всех видах электростанций и от всех видов энергоресурсов и добываемого топлива). Так вот, суммарно солнечное излучение, достигшее поверхности Земли, приносит энергии в 5 000 раз больше, чем фактически расходуется во всем мире.

Для сравнения, самая мощная электростанция в России (Саяно-Шушенская ГЭС) имеет мощность 6 400 МВт, а годовая выработка электроэнергии на ней составляет 23 500 ГВт·час (так как станция работает приблизительно на 40 процентов от максимальной проектной мощности).

Количество фактически вырабатываемой станцией энергии меньше мирового потребления в 6 085 раз. Именно столько Саяно-Шушенских ГЭС потребовалось бы создать на нашей планете для обеспечения ее потребностей, если бы на Земле больше не было других электростанций и источников энергии. Выходит, что Солнце дает нам на поверхности Земли энергии в 30 425 000 раз больше, чем вырабатывает Саяно-Шушенская ГЭС!

Однако, использование человечеством энергии Солнца пока ничтожно мало. По состоянию на 2017 год, суммарная установленная электрическая мощность всех солнечных электростанций в России составляла всего 75,20 МВт, то есть 0,03% от мощности всех электростанций нашей страны, вместе взятых. В США и странах Европы солнечную энергию используют куда более активно, но все равно несоизмеримо меньше, чем другие виды энергоносителей.

Несмотря на то, что солнечная энергия бесплатна и экологически чиста, существуют факторы, сдерживающие развитие этого вида энергетики: фотоэлементы весьма дороги, а плотность потока солнечного излучения на поверхности Земли такова, что придется строить поистине гигантские сооружения для получения мощных электростанций.

Поскольку в среднем на один квадратный метр поверхности Земли приходится 0,16 кВт мощности солнечной энергии, то для построения солнечной электростанции такой же мощности, как и фактическая мощность Саяно-Шушенской ГЭС, необходимо будет всплошную укрыть фотоэлементами поле площадью 17 квадратных километров. И это при условии, что КПД таких солнечных батарей составит 100 процентов.

Но в реальности на сегодняшний день мы имеем средний КПД фотоустановок около 15-20 процентов. И тогда, с учетом такой производительности, чтобы перевести всю энергетику Земли на солнечную, под установку фотоэлементов потребуется выделение территории площадью около 600 000 кв. километров (при равномерном распределении электростанций по всей Земле, по разным ее широтам). Это сравнимо с площадью всей Украины (извините, но вместе с Крымом).

Поэтому строить такие электростанции целесообразно в районах с наибольшей инсоляцией – в широтах, близких к экватору, где реальное значение поступающей на поверхность Земли мощности в дневное время в ясную погоду может достигать 0,8-0,9 кВт на квадратный метр, что позволит более эффективно использовать энергию Солнца и сократить площадь необходимой для строительства территории.

Так сможем ли мы научиться эффективно использовать энергию Солнца и спасти Землю от экологической катастрофы, до которой остался один шаг? На этот вопрос я ответа уже найти не могу.

Буду рад видеть ваши вопросы, комментарии и замечания.

P.S. Эта статья – уникальный контент, который не был откуда-либо скопирован, а был создан автором с нуля. На подбор материалов, проверку фактов, математические расчеты, создание графики, написание статьи, редактирование, коррекцию, а также типографскую подготовку к публикации было затрачено около 60 часов времени. Если эта работа заинтересовала вас, вы можете отблагодарить автора, отослав ему посильную сумму на Яндекс Деньги 4100189981909.

Солнечная энергия — Eesti Gaas

Солнечная энергия — неисчерпаемый и бесплатный источник

Солнечная энергия – это простая и экологически безопасная возможность локально производить для себя электричество. Ресурсы, необходимые для производства электроэнергии, доступны бесплатно по всей Эстонии, а само производство не влияет на здоровье или благосостояние людей. Производство солнечной электроэнергии – надежная инвестиция, которая обеспечивает экономию за счет снижения объемов покупаемого из сети электричества и расходов на сетевое обслуживание.

У владельца солнечной электростанции есть также возможность получать доход от продажи излишков производимой электроэнергии в электросеть. Мы устанавливаем солнечные панели как на свободную поверхность крыш, так и на неиспользуемые участки земли. Годовой объем производимой солнечной электроэнергии зависит от способа установки солнечных панелей и их положения по отношению к синоптическим картам, в среднем – от 700 до 1000 кВт⋅ч на один кВт солнечных панелей.

Kонтакт

Maido Märss
бизнес-менеджер по солнечной энергии
[email protected]
+372 5198 2590

Преимущества использования солнечной энергии

Чистота– производство солнечной электроэнергии чистое и экологически безопасное.
Бесплатный солнечный ресурс– электроэнергию можно производить независимо от местоположения.
Снижение расходов на электричество– при производстве солнечной электроэнергии вы меньше зависите от электросети и ее ценовой политики.

Низкие расходы на техническое обслуживание– в солнечной электростанции отсутствуют движущиеся механизмы и узлы, которые требуют постоянного обслуживания и проверок.

Повышение энергоэффективности здания – солнечные панели улучшают энергетическую маркировку здания, а в случае новостроек являются наиболее экономически эффективным способом для достижения целей энергоэффективности.
Производите, пока потребляете– при производстве солнечной электроэнергии можно одновременно потреблять электричество в домах и зданиях.
Легкая эскалация– легко расширить существующее производство солнечной электроэнергии добавлением новых солнечных панелей.

Наше ценностное предложение

Рассчитаем потенциал солнечной энергии– найдем потенциал производства солнечной электроэнергии для единицы недвижимости.
Спроектируем и построим солнечную электростанцию, соответствующую ожиданиям и потребностям клиента.
Обслужим и наладим эксплуатацию– позаботимся о том, чтобы производство было максимальным и емким.

В случае крупных проектов (полезная площадь для установки солнечных панелей от 1 га) мы также предлагаем возможность сотрудничества без финансирования со стороны клиента, в ходе которого Eesti Gaas проектирует, строит и эксплуатирует солнечную электростанцию, а клиент получает рентный доход или экономию за счет расходов на электроэнергию.

ЧАСТНЫЙ ДОМ

решения для солнечной энергии
до 22 кВт

Кому подходит?

Частные дома, квартирные товарищества с совместной закупкой электроэнергии и пр.

Условия

Решения для солнечной энергии мощностью от 6 кВт.
Можно устанавливать на поверхности земли, двускатных и плоских крышах.
Свободная площадь для установки солнечных панелей от 30 м².

Пример решения

10 кВт, состоит из 40 солнечных панелей, требует 90 м

2 свободного пространства на двускатной крыше и производит 12 МВт⋅ч электроэнергии в год.

Запросить предложение

КОММЕРЦИЯ

решения для солнечной энергии
от 22 кВт

Кому подходит?

Предприятия, школы, детские сады, другие государственные учреждения, холодильные склады, торговые центры, производства с дневной сменой и пр.

Условия

Потребители на низком напряжении с главным предохранителем не менее 32 А или потребители на среднем напряжении.
Можно устанавливать на поверхности земли, двускатных и плоских крышах.
Свободная поверхность для установки солнечных панелей на поверхностности земли от 440 м², на двускатной крыше – 180 м², на плоской крыше – 270 м

Пример решения

50 кВт, состоит из 200 солнечных панелей, требует 600 м² свободного пространства на плоской крыше и производит 60 МВт⋅ч электроэнергии в год.

Запросить предложение

ПРОЕКТЫ РАЗВИТИЯ

решения для солнечной энергии
более 1 МВт

Кому подходит?

Компании со свободной поверхностью крыш(и) или земли от 2 га

Условия

Делаем индивидуальное предложение.

Отправьте нам запрос с описанием полезной площади для установки солнечных панелей, и мы проведем оценку потенциала солнечной энергии. Мы найдем решение, как ваша неиспользуемая площадь может приносить вам деньги.

Запросить предложение

Процесс создания солнечной станции

Производство электричества из солнечной энергии

Эффективность солнечной энергии

ЧАВО

Малые и средние предприятия, квартирные товарищества, сообща закупающие электроэнергию (покупка осуществляется на основании одного счетчика КТ), школы и детские сады.

Солнечные панели можно устанавливать как на пологих, так и на двускатных крышах.
На крыше должно быть достаточно незатененного и не занятого инженерными системами пространства:
- ~400 м² на двускатной крыше
- ~1000 м² на пологой крыше
Панели можно установить также на свободном участке земли площадью ~1000 м2.

Устанавливаемые на пологих крышах системы являются более гибкими, что позволяет независимо от расположения здания менять направление установки солнечных панелей. Вследствие этого не имеет значения то, обращена ли крыша на юг.
Для двускатных крыш обращенность на юг обеспечивает максимальную производительность, однако мы производим установку также на крыши, которые обращены в направлении между юго-западом и юго-востоком.

В обоих случаях важно, чтобы с южной стороны от здания не было препятствующих поступлению солнечного света объектов (высотные здания и т. д.).

Перед установкой солнечных панелей наши эксперты произведут оценку того, способны ли кровельные конструкции выдержать дополнительную нагрузку, создаваемую солнечными панелями.

Вам не придется платить за установку ни одной части панелей. Eesti Gaas осуществляет инвестицию и установку и в дальнейшем в качестве собственника производственной единицы занимается обслуживанием солнечных панелей. Вы покупаете производимую электроэнергию.
При желании можно произвести предоплату определенного количества электроэнергии. В этом случае вам может быть предложена льготная цена на электричество.

Экономия денег начнется с того самого момента, когда панели начнут вырабатывать электричество.

Производство электричества из солнечной энергии

Производство электричества из солнечной энергии происходит в солнечных панелях, где свет преобразуется в электроэнергию. Помимо солнечных панелей в систему входит также инвертор, задача которого превратить вырабатываемую панелями электроэнергию в электроэнергию, соответствующую качеству электросети. Из инвертора электричество поступает для потребления на месте в качестве альтернативы сетевому электричеству.

Потенциал производства солнечной энергии в Эстонии такой же, как в Германии (10% электропотребления в Германии обеспечивается за счет солнечной энергии). Более прохладная температура благоприятно влияет на производство электроэнергии из солнечной энергии, сокращая время на производство.

В Эстонии система солнечной энергии производит больше всего электричества в мае, июне и июле. Примерно 40% всей произведенной за год электроэнергии приходится на летний период.

Да, от обоих источников (сетевое электричество и солнечное электричество) электрооборудование работает совершенно одинаково.

При хороших условиях установки производственное оборудование мощностью 1 кВт вырабатывает в год ~970 кВт/ч электроэнергии.
Таким образом, система мощностью, например, 50 кВт производит за год в среднем ~48 000 кВт/ч электроэнергии, что покрывает потребности потребления примерно 15 домохозяйств.

Здание, оснащенное панелями, не отключается от электросети. Если производимой панелями электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления, то недостающее количество автоматически поступает из электросети.

Избыток энергии солнечных панелей поступает в электросеть.

За производственными показателями можно следить на инфотабло инвертора в реальном времени. Кроме того, обзор клиент может получить в интернет-приложении.

Заполнить форму и запросить предложение

Энергия солнца на Земле

Источник солнечной энергии – Солнце, которое имеет примерный радиус в 695300 км и массы около 2×10³⁰ кг. Температура поверхности Солнца – около 6 000^oС, внутри Солнца – около 40 000 000^oС. В течение года Солнце излучает в космическое пространство около 1,3×10²⁴ Кал.

На верхней границе атмосфера Земли получает инсоляцию, равную 1,39 кВт•/м^—2, или 1,39×10³Дж•м^—2•с^—1. Это так называемая «солнечная постоянная» (e_o), которую примем за 100%. Значение e_o в действительности меняется в течение года: на ±1,5% из-за изменения потока солнечного излучения во времени; на ±4% из-за изменения расстояния между Землей и Солнцем в течение года (рис. 1). Кроме того, солнечное излучение меняется и по годам из-за изменения интенсивности по так называемым многолетним годовым циклам солнечной активности. Из них наиболее известен цикл Вольфа, равный 11 годам (рис. 2). Из сказанного следует, что для получения достаточно доверительных результатов фотоэлектрических расчетов требуется наличие длительных периодов наблюдений за солнечным излучением – не менее 25—50 лет в зависимости от вида расчетов.

Рисунок 1. Солнечная постоянная.

Рисунок 2. Цикл Фольфа.

Основные газы атмосферы (азот, кислород) почти не поглощают инсоляции, но вот переменные её составные части сильно поглощают именно длинноволновую часть излучения. Особенно хорошо она поглощается и рассеивается водяными парами, меньше — окислами азота и соединениями углерода, пылью и т. д. Большое значение в поглощении имеют углекислый газ и озон. При прохождении через атмосферу 25% тепловых лучей (инсоляции) рассеивается молекулами воздуха, пылью, водяными парами; эту часть называют «диффузным рассеянием». При этом 9% возвращается обратно в космос, т.е. остается так называемая рассеянная радиация неба, или противоизлучение, равное 16%. Далее, 33% от общей солнечной радиации составляет отражение от облаков и тоже уходит в космос. Таким образом, из солнечной постоянной для Земли теряется 42%. Поэтому говорят, что отражение, или альбедо Земли, равно 0,42 (или 42%). Следовательно, в атмосферу проникает только 58% от общего солнечного излучения. 15% общей инсоляции поглощается газами при прохождении через атмосферу, что вызывает частичное нагревание воздушной оболочки. То есть до земной поверхности доходит лишь 43% от общей инсоляции (солнечной постоянной, e_o). Но из этих 43%, как мы уже говорили, 16% составляют рассеянную радиацию неба (или противоизлучение). В итоге из прямого солнечного излучения (солнечной постоянной) до поверхности Земли доходит только 27% (рис. 3, 4).

Рисунок 3. Рассеивание солнечной энергии.

Рисунок 4. Пути расходования солнечной энергии на поверхности Земли.

На всю поверхность Земли приходится около 0,85—1,2×10¹⁴ кВт или 7,5—10×10¹⁷ кВт×ч/год при среднем удельном поступлении солнечной инсоляции 200—250 Вт/м² или 1752—2190 кВт×ч/м²×год. При этом диапазон удельного прихода солнечной энергии на Землю меняется весьма значительно, как во времени, так и по ее территории: 170—1000 Вт/м² или 17—100×10⁴ Вт×ч/км². Приход всех прочих видов энергии составляет всего 19 кВт/км², что говорит об огромных возможностях солнечной энергии на Земле.

Если принять, что мощность всех видов энергоустановок на Земле составляет сегодня около 10 ТВт или 10×10⁹ кВт, то мощность солнечной энергии превышает современные потребности человечества в тысячи раз.

Основной естественный потребитель солнечной энергии на Земле — зелёные растения (фотоавтотрофы). Пигменты фотоавтотрофов, поглощая кванты солнечных лучей, преобразуют их энергию в энергию разделенных электрических зарядов, что, в конечном счете, приводит к формированию химических связей высокоэнергетических органических соединений. Этот процесс составляет важнейший на Земле фотобиологический процесс — фотосинтез. Помимо того, что в ходе фотосинтеза запасается свободная энергия, процесс этот сопровождается выделением в атмосферу молекулярного кислорода, образующегося при фоторазложении воды. Благодаря фотосинтезу, в атмосфере поддерживается постоянное нужное для животных и человека содержание кислорода. Мир гетеротрофных организмов — преобладающая часть бактерий, животные и человек — потребляют для своей жизнедеятельности свободную энергию, запасаемую фотоавтотрофными организмами, способными осуществлять фотосинтетический процесс.

Фотосинтез фотоавтрофных организмов ЕДИНСТВЕННЫЙ источник кислорода на Земле. Кроме того, фотоавтотрофные организмы — НАЧАЛО И ОСНОВАНИЕ пищевой цепи на Земле (рис. 5).

Масштабы фотосинтеза на Земле грандиозны. При помощи энергии Солнца и СO₂ атмосферы каждый год фотосинтезирующими организмами Земли создаётся около 2,4•10¹⁰ т органического углерода. Еще выше продуктивность фотоавтотрофов Мирового океана, синтезирующих до 1,55•10¹¹ т углерода в составе органических веществ. Для сравнения укажем, что современный земной расход энергии человеком, который для этой цели использует нефть и каменный уголь, существенно ниже — 3,4•10⁹ т органического углерода (рис. 6).

Рисунок 5. Схема пищевой цепи.

Рисунок 6. Продукция органического углерода.

За этот же промежуток времени приблизительно такое же количество живого вещества окисляется, превращаясь в CO₂ и H₂O в результате дыхания живых организмов. За последние 150 лет существенное влияние на состав атмосферы оказала хозяйственная деятельность человека (активное использование человечеством ископаемых энергоносителей в качестве топлива и вырубка лесов) — концентрация CO₂ в атмосфере значительно повысилась, что создало глобальную проблему в связи с изменением климата. Начиная с 2000 г. скорость прироста CO₂ в атмосфере Земли составляет 1,7% ежегодно.

Углекислый газ ядовит для животных и человека. При его концентрации 5—8% появляются признаки раздражения слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, головная боль, шум в ушах, возбуждение, головокружение, ощущение жара, сердцебиение, одышка, тошнота, учащение и углубление дыхания, повышение артериального давления, понижение температуры тела. Уже при содержании в закрытом помещении 3% углекислого газа и 13,6% кислорода может наступить удушение. Вдыхание высоких концентраций двуокиси углерода вызывает смерть от остановки дыхания.

Попадающая на Землю энергия солнечных лучей огромна — 20,9•10²⁰ кДж/мин (5•10²⁰ ккал/мин). Зеленые растения усваивают до 2% энергии солнечных лучей, достигающих земной поверхности. Остальное излучение преобразуется в энергию, которая идет на испарение и нагрев воды, нагрев атмосферы, образование ветров, волн, течений и т.д. Энергия этого излучения такжеи доступна нам, как неисчерпаемый источник альтернативной энергии.

Опубликовано: 03-11-2015 Просмотров: 11946

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: 2259

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: 4658

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 …

Опубликовано: 28-10-2015 Просмотров: 3509

от 0,92 USD за 1 Вт

Опубликовано: 04-11-2015 Просмотров: 3360

от 1,17 USD за 1 Вт

Опубликовано: 03-11-2015 Просмотров: 3305

от 1,10 USD за 1 Вт

Опубликовано: 09-11-2018 Просмотров: 1287

Опубликовано: 09-11-2018 Просмотров: 1273

Опубликовано: 09-11-2018 Просмотров: 1582

Опубликовано: 09-11-2018 Просмотров: 1011

Использование энергии солнца на Крайнем Севере: от фантазии к реальности

Фото: Kate Brady

Вчера на вебинаре, организованном объединением Bellona и Ассоциацией развития возобновляемой энергетики (АРВЭ), создавалось впечатление, что будущее уже наступило: человечеству удалось приручить солнце в суровых условиях Крайнего Севера. Да, именно там, где полгода зима, три-четыре месяца отсутствует солнечный свет, крайне суровый климат и хрупкая экосистема, появляется все больше и больше проектов по использованию энергии солнца.

Старший советник по электромобильности и возобновляемой энергетике объединения Bellona Юрий Сергеев рассказал, ссылаясь на доклад Международного Энергетического Агентства, что солнце уже к 2025 году может стать самым главным источником электроэнергии в Европе. Согласно самому консервативному сценарию Агентства, фотоэлектрическая солнечная энергетика будет расти на 13% в год в среднем до 2030 года. Возобновляемая же энергетика (ВИЭ) будет обеспечивать порядка 80% роста мирового потребления электроэнергии в течении следующего десятилетия.

Юрий также отметил, что солнечная энергетика уже стала дешевле энергии угольных станций в большинстве стран. Рынок солнечных панелей демонстрирует рекордное снижение себестоимости: солнечные модули могут себе позволить как предприятия, так и частные потребители. Они легко монтируются, не загрязняют окружающую среду, неприхотливы в обслуживании.

А что же Крайний Север?

Очень иллюстративными проектом в этом направлении является переоборудование аэропорта на архипелаге Шпицберген. По словам бывшего управляющего аэропорта в Лонгербюене Карла Эйнара, главной задачей проекта было сократить выбросы СО2 с помощью возобновляемых источников энергии.

«Мы начали работать в этом направлении в 2015 году и столкнулись с очень мощной критикой и скептическим отношением. Было сказано много: что это невозможно в условиях темноты, что это будет дорого, оборудование не выдержит суровых климатических условий. Да, четыре месяца в году у нас темнота, еще четыре – полярный день, когда солнце не садится вообще, и еще четыре месяца у нас есть и день, и ночь. Но было два показателя, которые вселяли в нас энтузиазм. Во-первых, вся энергия, которую получал наш аэропорт [ранее], была получена с помощью дизеля и угля, что дорого и экологически неприемлемо для Арктики. Во-вторых, у нас показатель дневного света – 3 500 часов в год. Для сравнения в Осло 4 200 часов», – рассказал он.

Начали с малого, построив в 2015 году небольшую солнечную электростанцию мощностью 7,5 кВт, и уже только благодаря ей удалось сократить использование дизеля на 50% в год.

Это был экспериментальный проект, на котором его участники учились применять технологии на Крайнем Севере. Они видели, что многие панели повреждались из-за льда, и стали устанавливать их с определенной стороны и под определенным углом. Оборудуя панелями само здание аэропорта, они устанавливали часть из них вертикально на стенах, часть – на крыше под углом 15 градусов, отметив, что вертикальные панели оказались в два раза эффективнее панелей на крыше. Позже облицевали панелями ангары.

У этих панелей нет ограничений по температуре, но на Шпицбергене и нет большого перепада температур. Да, столбик термометра может опускаться до минут 30 и ниже, но это редкость. Средняя температура по году здесь колеблется в районе -5 градусов.

«Мы сделали однозначный вывод: солнечные панели на Крайнем Севере работают очень хорошо, а низкие температуры повышают их эффективность. Солнечные установки оказались более чем в два раза рентабельней на Шпицбергене, чем на материке. Технических сложностей вообще никаких не было: ни проблем со снегом – он просто скатывался с панелей, ни с ветром. Но главное для нас – это полученная экологическая выгода за счет замены угля солнечной энергией», – рассказал Эйнар.

По его словам, с мая по июль до 17% энергопотребностей аэропорта покрывается за счет солнечных панелей. Сейчас компания экспериментирует с ветроустановками и использованием биогаза в дополнение к энергии солнца.

Еще один неочевидный, но крайне успешный проект – использовать солнечные панели на крышах домов не только для получения энергии, но и для освобождения от снега. Его разработчик – Томми Стронберг из норвежской компании Innos даже получил награду за свою идею. Крыша освобождается от снега за несколько часов работы системы.

Томми также рассказал, что с 1970-х годов поменялся не только климат, но и качество снега. Раньше снег выпадал и таял, а сейчас леденеет, примерзает к крыше и накапливается, он стал более влажным и плотным. Поэтому крыши домов, построенных полвека назад, не выдерживают нынешней снеговой нагрузки более 150 кг на 1 кв. м.

«Мы стали разрабатывать технологии, как убрать снег с крыши, и что делать со снегом по весне. Наша технология растапливает снег на крыше быстрее, чем он накапливается при самом мощном снегопаде, а талая вода уходит по сточным трубам. При растапливании снега начинается производство энергии – панели разогреваются и очищают крышу. Наши установки работают в Норвегии, Швеции и Германии. Панели устанавливаются «домиком», растапливая снег они вырабатывают энергию. Обычно мы стаиваем 50 кг в день с квадратного метра в центре страны, а на севере показатель доходит до 100 кг», – самым рутинным голосом рассказал Стронберг.

И тут российские участники вспомнили, каким образом происходит очистка крыши от снега на их домах, что в Москве, что в городах на Крайнем Севере. Непроизвольно встал вопрос, а что же в России? Насколько можно приручить энергию солнца в нашей стране, большая часть которой находится за Полярным кругом.

По словам первого заместителя председателя Комитета по энергетике Госдумы РФ Валерия Селезнева среднегодовое поступление энергии прямого солнечного излучения в Арктике варьируется от 2 до 4 кВт/час на квадратный метр ежедневно, а это очень хороший показатель. Для сравнения, в южных регионах Германии он достигает 3,4 Квт/час. В Якутии в ясные летние дни поступление солнечной энергии могут достигать показателей в 6-8 Квт/час.

Использование энергии солнца в Якутии Фото: Кадр из презентации Алексея Скоробатюка, директора ООО «Новый Полюс»

Он подчеркнул, что вопрос стоит не в эффективности использования энергии солнца на Крайнем Севере, а в стратегической целесообразности использования ВИЭ в стране. Признание или непризнание Россией современных технологий будет во многом определять уровень развитости страны.

«Крайний Север – это не только Северный Морской Путь, экология Арктики, но и ее общемировая ценность. Может это не будет только солнечная энергетика, это будут разные ВИЭ, но солнце может по всем показателям занимать достойную часть энергообеспечения Крайнего Севера», – рассказал он.

Селезнев отметил, что количество сложностей в электро- и тепло обеспечении «северов» зашкаливает: проблема завоза топлива, сложная навигация в короткие сроки, сложная перевалка с одного транспорта на другой, большая доля дорогого дизельного топлива, износ ЛЭП, потери в электросетях.

«Все это дает возможность экономически обоснованно применять современные дорогостоящие технологии, тем более что у нас есть все основания стратегического, экономического и нормативно-правового характера. Другая проблема в отрицании. Россия богата традиционными энергоресурсами, мы привыкли не считать деньги. По большому счету, у нас нет острой экономической необходимости перехода на ВИЭ, но нас к этому подталкивает международное сообщество. Важно понимать, что если мы не будем принимать эти тенденции, и ВИЭ технологии как технологии будущего, у нас в ближайшем будущем будут и неконкурентные технологии и товары, и технологическая отсталость», – уверенно заявил первый заместитель председатель Комитета по энергетике Госдумы РФ.

Он уверен, что России в обозримом будущем нужно будет адекватно перестроить свой энергобаланс, чтобы ВИЭ в нем занимали не менее 20% (как подчеркнул спикер, атомная энергетика не должна при этом учитываться как ВИЭ, хотя иногда в России ее причисляют к ВИЭ-технологиям).

Директор АРВЭ Алексей Жихарев тоже согласен, что вся российская нормативно-правовая база декларирует использование ВИЭ в труднодоступных и удаленных регионах. Приняты важные стратегические документы и программы поддержки ВИЭ, но в части удаленных территорий существуют только стратегические документы по Арктике, которые носят уровень декларации без конкретных мероприятий и источников финансирования и т.д.

«Это одна из причин, по которой мы не наблюдаем большого развития ВИЭ. Нужна конкретная программа, которая должна включать развитие инвестиций и стимулирование развития технологий. Сейчас много мифов, что ВИЭ в Арктике плохо работают и неэффективны. Перед нами стоит важная задача – показать, как эти мифы опровергнуть и какие технологии лучше применять в Арктических районах», – уверен он.

Как рождается энергия Солнца? — Hi-News.ru

Есть одна причина, по которой Земля является единственным местом в Солнечной системе, где существует и процветает жизнь. Конечно, ученые подозревают, что под ледяной поверхностью Европы или Энцелада может тоже существовать микробная или даже водная форма жизни, также ее могут найти и в метановых озерах Титана. Но до поры до времени Земля остается единственным местом, которое обладает всеми необходимыми условиями для существования жизни.

Одна из причин этому заключается в том, что Земля расположена в потенциально обитаемой зоне вокруг Солнца (так называемой «зоне Златовласки»). Это означает, что она находится в нужном месте (не слишком далеко и не слишком близко), чтобы получать обильную энергию Солнца, в которую входит свет и тепло, необходимые для протекания химических реакций. Но как именно Солнце обеспечивает нас энергией? Какие этапы проходит энергия на пути к нам, на планету Земля?

Ответ начинается с того, что Солнце, как и все звезды, может вырабатывать энергию, поскольку является, по сути, массивным термоядерным реактором. Ученые считают, что оно началось с огромного облака газа и частиц (т. е. туманности), которое коллапсировало под силой собственной тяжести — это так называемая теория туманности. В этом процессе родился не только большой шар света в центре нашей Солнечной системы, но и водород, собранный в этом центре, начал синтезироваться с образованием солнечной энергии.

Технически известный как ядерный синтез, этот процесс высвобождает огромное количество энергии в виде тепла и света. Но на пути из центра Солнца к планете Земля эта энергия проходит через ряд важных этапов. В конце концов, все сводится к слоям Солнца, и роль каждого из них играет важную роль в процессе обеспечения нашей планеты важнейшей для жизни энергией.

Ядро

Ядро Солнца — это область, которая простирается от центра до 20-25% радиуса светила. Именно здесь, в ядре, производится энергия, порождаемая преобразованием атомов водорода (H) в молекулы гелия (He). Это возможно благодаря огромному давлению и высокой температуре, присущим ядру, которые, по оценкам, эквивалентны 250 миллиардам атмосфер (25,33 триллиона кПа) и 15,7 миллионам градусов по Цельсию, соответственно.

Конечным результатом является слияние четырех протонов (молекул водорода) в одну альфа-частицу — два протона и два нейтрона, связанных между собой в частицу, идентичной ядру гелия. В этом процессе высвобождается два позитрона, а также два нейтрино (что меняет два протона на нейтроны) и энергия.

Ядро — единственная часть Солнца, которая производит значительное количество тепла в процессе синтеза. По сути, 99% энергии, произведенной Солнцем, содержится в пределах 24% радиуса Солнца. К 30% радиуса синтез почти целиком прекращается. Остаток Солнца подогревается энергией, которая передается из ядра через последовательные слои, в конечном счете достигая солнечной фотосферы и утекая в космос в виде солнечного света или кинетической энергии частиц.

Солнце высвобождает энергию, преобразуя массу в энергию со скоростью 4,26 миллиона метрических тонн в секунду, что эквивалентно 38,460 септиллионам ватт в секунду. Чтобы вам было понятнее, это эквивалентно взрывам 1 820 000 000 «царь-бомб» — самой мощной термоядерной бомбы в истории человечества.

Зона лучистого переноса

Эта зона находится сразу после ядра и простирается на 0,7 солнечного радиуса. В этом слое нет тепловой конвекции, но солнечная материя очень горячая и достаточно плотная, чтобы тепловое излучение запросто передавало интенсивное тепло из ядра наружу. В основном она включает ионы водорода и гелия, испускающие фотоны, которые проходят короткое расстояние и поглощаются другими ионами.

Температура этого слоя пониже, примерно от 7 миллионов градусов ближе к ядру до 2 миллионов градусов на границе конвективной зоны. Плотность тоже падает в сто раз с 20 г/см³ ближе к ядру до 0,2 г/см³ у верхней границы.

Конвективная зона

Это внешний слой Солнца, на долю которого приходится все, что выходит за рамки 70% внутреннего радиуса Солнца (и уходит примерно на 200 000 километров ниже поверхности). Здесь температура ниже, чем в радиационной зоне, и тяжелые атомы не полностью ионизированы. В результате радиационный перенос тепла проходит менее эффективно, и плотность плазмы достаточно низка, чтобы позволить появляться конвективным потокам.

Из-за этого поднимающиеся тепловые ячейки переносят большую часть тепла наружу к фотосфере Солнца. После тог, как эти ячейки поднимаются чуть ниже фотосферической поверхности, их материал охлаждается, а плотность увеличивается. Это приводит к тому, что они опускаются к основанию конвективной зоны снова — где забирают еще тепло и продолжают конвективный цикл.

На поверхности Солнца температура падает до примерно 5700 градусов по Цельсию. Турбулентная конвекция этого слоя Солнца также вызывает эффект, который вырабатывает магнитные северный и южный полюса по всей поверхности Солнца.

Именно в этом слое также появляются солнечные пятна, которые кажутся темными по сравнению с окружающей область. Эти пятна соответствуют концентрациям потоков магнитного поля, которые осуществляют конвекцию и приводят к падению температуры на поверхности по сравнению с окружающим материалом.

Фотосфера

Наконец, есть фотосфера, видимая поверхность Солнца. Именно здесь солнечный свет и тепло, излученные и поднятые на поверхность, распространяются в космос. Температуры в этом слое варьируются между 4500 и 6000 градусами. Поскольку верхняя часть фотосферы холоднее нижней, Солнце кажется ярче в центре и темнее по бокам: это явление известно как затемнение лимба.

Толщина фотосферы — сотни километров, именно в этой области Солнце становится непрозрачным для видимого света. Причина этого в уменьшении количества отрицательно заряженных ионов водорода (H-), которые с легкостью поглощают видимый свет. И наоборот, видимый свет, который мы видим, рождается в процессе реакции электронов с атомами водорода с образованием ионов H-.

Энергия, испускаемая фотосферой, распространяется в космосе и достигает атмосферы Земли и других планет Солнечной системы. Здесь, на Земле, верхний слой атмосферы (озоновый слой) фильтрует большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, но пропускает часть на поверхность. Затем эта энергия поглощается воздухом и земной корой, согревает нашу планету и обеспечивает организмы источником энергии.

Солнце находится в центре биологических и химических процессов на Земле. Без него жизненный цикл растений и животных закончился бы, циркадные ритмы всех земных существ были бы сорваны, и жизнь на Земле перестала бы существовать. Важность Солнца была признана еще в доисторические времена, и многие культуры рассматривали его как божество (и зачастую помещали его в качестве главного божества в свои пантеоны).

Однако только в последние несколько столетий мы начали понимать процессы, которые питают Солнце. Благодаря постоянным исследованиям физиков, астрономов и биологов, мы теперь можем понять, как Солнце производит энергию и как она проходит через нашу Солнечную систему. Изучение известной Вселенной с ее разнообразием звездных систем и экзопланет также помогает нам провести аналогию с другими типами звезд.

Российский закон о зеленой энергетике – выгодно или нет?

Закон, позволяющий частным лицам подключать солнечные батареи к электросетям сетям и получать за отданную электросетям энергию компенсацию — в виде взаимозачета или в денежном эквиваленте.

На сайте ГосДумы опубликовано текущее состояние разработки и принятия Закона о микрогенерации.

В ходе заседания экспертного совета 11 декабря в Госдуме были внесены предложены поправки, которые были внесены законодателям в итоговых документах заседания. По содержанию законопроекта сформулированы следующие вопросы и замечания:

1. Представляется целесообразным установить Федеральным законом способ расчета за поставленную гарантирующему поставщику энергию источника микрогенерации на основе сальдирования по розничной цене. Ввиду того, что население платит за электроэнергию по фиксированным тарифам, расчеты с гарантирующим поставщиком за выработанную микрогенерацией электроэнергию удобно осуществлять по тем же тарифам, что существенно упростит регулирование этих отношений.

2. Также представляется обоснованным в определении микрогенерации установить максимальной мощностью объектов микрогенерации не установленную мощность генератора, а мощность выдачи в сеть или предельную суточную величину выдачи в сеть, так как собственное потребление собственника объекта микрогенерации никоим образом не затрагивает механизма продажи такой электроэнергии. При этом величина этого ограничения в 15 кВт никак не связана с мощностью реально производимых отечественных и импортных генераторов, имеющихся в продаже.

3. При отпуске электрической энергии в сеть практически отсутствует транспорт электроэнергии, так как она тут же потребляется. В связи с этим представляется целесообразным проработать вопрос о введении нормы по неоплате сетевого тарифа.

Если эти поправки будут приняты, то это означает следующее:

1. Частное лицо может поставить сетевую солнечную станцию в уведомительном порядке — без необходимости подписания каких-либо разрешительных документов в местных электросетях.

2. Сетевая солнечная станция будет вырабатывать электроэнергию в течение всего года – при этом не важно потребляется энергия в самом доме или отдается в внешнюю электросеть. В конце года подсчитываются суммы потребленной из электросети энергии и отданной в электросеть энергии, а частное лицо оплачивает только разницу в этих суммах. Получается что можно позволить себе потреблять большое количество энергии в осенне-зимний сезон и отдавать энергию в весенне-летний сезон. Таким образом чтобы можно реально экономить на счетах за электроэнергию, т.к. стоимость солнечной энергии составляет около 1.75 рубля за 1 кВт*час.

3. При этом вы можете ставить сетевую солнечную электростанцию мощностью более чем 15кВт – главное чтобы мощность отдаваемая в сеть не превышала 15кВт.

Положения данного закона отличается от законов о зеленой энергетике, которые первоначально были приняты в Европе и Америке. В этих странах вся вырабатываемая солнечными батареями энергия покупалось по цене, намного превышающей цены потребления из сети – это стимулировало устанавливать солнечную энергетику. Но в дальнейшем, с увеличением количества и мощности солнечных станций, законы изменили так, что цена продажи энергии в сеть от солнечных станций стала намного меньше, чем цена покупки энергии из сети. Таким образом те, кто самым первым установил солнечную станцию, получил наибольшую прибыль.

Наш закон, построенный по принципу сальдирования потребленной и выработанной энергии, является более выгодным чем ситуация в странах, которые уже давно приняли закон о зеленой энергетике. Вполне возможно что со временем и у нас произойдет ухудшение условий этого закона — если вы хотите реально сэкономить на счетах за солнечную энергию, то надо быть в первых рядах тех, кто установит такие станции.

Для того, чтобы рассчитать выгоду от установки солнечной электростанции, воспользуйтесь калькулятором выработки энергии от солнечных панелей. Для этого зайдите на описание любой из них сетевых солнечных электростанций, нажмите на ссылку «Рассчитать выработку энергии по месяцам», выберите ваш регион проживания и нажмите кнопку «Рассчитать» — вы получите расчет энергии, которой вы можете получить выбранной солнечной станции. Умножив количество выработанной за год энергии на цену текущей стоимости 1 кВт*час их сети, вы сможете увидеть вашу потенциальную выгоду. Если учесть, что тарифы на электроэнергию стабильно растут год от года, окупаемость вложений составляет 5-8 лет, а оставшиеся 20-30 лет вы получаете этот объем энергии бесплатно!

И целого Солнца мало. Как восполнить дефицит витамина D без лекарств

https://ria.ru/20210421/vitamin_d-1729156831.html

И целого Солнца мало. Как восполнить дефицит витамина D без лекарств

И целого Солнца мало. Как восполнить дефицит витамина D без лекарств — РИА Новости, 20.07.2021

И целого Солнца мало. Как восполнить дефицит витамина D без лекарств

Жителям северных широт, прежде всего горожанам, не хватает витамина D, особенно зимой. Это приводит к хрупкости костей, обменным нарушениям и психоэмоциональной РИА Новости, 20.07.2021

2021-04-21T08:00

2021-07-20T11:45

наука

здоровье

биология

коронавирус covid-19

витамин d

солнце

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/07e5/04/0c/1727847511_0:209:3077:1940_1920x0_80_0_0_8771c079bb57beb6e8fc0ec0e528467d.jpg

МОСКВА, 21 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Жителям северных широт, прежде всего горожанам, не хватает витамина D, особенно зимой. Это приводит к хрупкости костей, обменным нарушениям и психоэмоциональной нестабильности, нередко сопровождает тяжелую форму COVID-19. Как восполнить недостаток «солнечного витамина» естественным путем — в материале РИА Новости.Водоросли изобретают витамин DМиллиарды лет назад в океане одноклеточные организмы стали использовать солнечный свет для производства энергии. При этом некоторые виды грибов, дрожжей и фитопланктона синтезируют не только глюкозу, но и витамин D2. Их клетки содержат много эргостерола, который при солнечном облучении образует нестабильное соединение — предшественник витамина D2 (провитамин). Он, в свою очередь, переходит в стабильный D2 или распадается на неактивные продукты.До конца не ясно, зачем такие сложные превращения. Ученые из Медицинского центра Бостонского университета предполагают, что эргостерол поглощает ультрафиолет, защищая белки, ДНК и РНК от повреждений. Возможно, количество провитамина D2 и его фотопродукты сигнализировали одноклеточному, что он достаточно побыл на Солнце и пора опускаться на дно. Кроме того, эти вещества облегчают проникновение ионов кальция через мембрану клетки.В организме животных синтезируется другая форма витамина — D3. Происходит это в живых клетках эпидермиса, образующих верхний слой кожи. В их фосфолипидной мембране хранится соединение 7-дегидрохолестерин, которое под действием ультрафиолета превращается в провитамин, а затем в стабильный D3.В лабораторном эксперименте превращение провитамина в стабильную форму заняло несколько дней, но в коже ящерицы и человека, вероятно, при участии каких-то ферментов, процесс идет в разы быстрее.Стабильный D3 легче проникает через мембрану клеток в межклеточное пространство и оттуда в дерму — нижний слой кожи, граничащий с мышцами. В кровяных тельцах он связывается с белком DBP и по капиллярам перемещается в печень и почки. Там претерпевает еще ряд химических превращений, чтобы выполнить основную роль — адсорбировать кальций и фосфор из желудочно-кишечного тракта. Эти элементы необходимы для роста и укрепления костей в течение всей жизни. Витамин D3 участвует в клеточном делении, укреплении иммунитета, выработке инсулина.В коже провитамин D3 полностью превращается в стабильную форму за восемь часов. Но, чтобы попасть в дерму, нужно еще время. Поскольку процесс длительный, то кажется, что для тела не важно, как именно поступает витамин — из кожи, с едой или с пищевыми добавками. Однако выяснилось: синтезированный в организме D3 стабильнее в два-три раза. К тому же он весь связывается с белком DBP, в отличие от полученного в виде пилюли. Не исключено, что и промежуточные соединения, образующиеся при синтезе стабильной формы, благотворно влияют на здоровье.Возвращение загараЛучше всего, конечно, получить витамин естественным путем. Как сообщает Медицинская школа Гарварда, всего 10-15 минут на солнце (а для смуглокожих — до получаса) с открытыми руками и ногами несколько раз в неделю практически ликвидирует дефицит витамина D. Однако может помешать несколько факторов.Начнем с того, что озоновый слой Земли почти полностью поглощает солнечный ультрафиолет — только один процент достигает поверхности. Чем длиннее путь лучей через атмосферу, тем меньше в них фотонов нужной энергии. Из-за этого живущие в северных и околополярных регионах не получают витамина D из кожи от четырех месяцев до полгода. До десяти утра и после 15 часов, даже в летнее время, ультрафиолет снижен и витамина D вырабатывается мало. Прибавим сюда смог в городах — он не пропускает солнечный свет. Играет роль и высота: на равнинах ультрафиолета меньше, чем в горах.Получить передозировку витамина D, находясь на Солнце, невозможно. Он не синтезируется беспрерывно. Когда 15 процентов запасов 7-дегидрохолестерина в клетках исчерпываются, провитамин и его фотопродукты распадаются на соединения, которые не влияют на усвоение кальция. А вот частое использование солнцезащитных кремов способствует дефициту — средства с фактором защиты 30 и больше практически полностью поглощают ультрафиолет. Как и оконные стекла. Кроме того, люди со смуглой и темной кожей изначально получают его меньше. Проблема усиливается с возрастом: кожа теряет 7-дегидрохолестерин. В группе риска — женщины после менопаузы.Для жителей северных стран основной источник витамина D — пища. Это жирная рыба, такая как форель и тунец, тюлений и китовый жир, белые грибы. Однако диета дает лишь 20 процентов необходимой нормы. А при болезнях Крона и целиакии (непереносимости глютена) в принципе невозможно получить достаточно витамина с едой. Некоторые заболевания почек и печени тоже вызывают его дефицит. В этих случаях врач назначает терапию.

https://ria.ru/20210720/vitaminy-1741993785.html

https://sn.ria.ru/20180619/1522906322.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/04/0c/1727847511_311:0:3040:2047_1920x0_80_0_0_9b337eb704f404db0ccf80b240845e3f.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

здоровье, биология, коронавирус covid-19, витамин d, солнце

МОСКВА, 21 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Жителям северных широт, прежде всего горожанам, не хватает витамина D, особенно зимой. Это приводит к хрупкости костей, обменным нарушениям и психоэмоциональной нестабильности, нередко сопровождает тяжелую форму COVID-19. Как восполнить недостаток «солнечного витамина» естественным путем — в материале РИА Новости.

Водоросли изобретают витамин D

Миллиарды лет назад в океане одноклеточные организмы стали использовать солнечный свет для производства энергии. При этом некоторые виды грибов, дрожжей и фитопланктона синтезируют не только глюкозу, но и витамин D2. Их клетки содержат много эргостерола, который при солнечном облучении образует нестабильное соединение — предшественник витамина D2 (провитамин). Он, в свою очередь, переходит в стабильный D2 или распадается на неактивные продукты.

20 июля, 11:40

Витамин Д: как правильно принимать для профилактики болезнейДо конца не ясно, зачем такие сложные превращения. Ученые из Медицинского центра Бостонского университета предполагают, что эргостерол поглощает ультрафиолет, защищая белки, ДНК и РНК от повреждений. Возможно, количество провитамина D2 и его фотопродукты сигнализировали одноклеточному, что он достаточно побыл на Солнце и пора опускаться на дно. Кроме того, эти вещества облегчают проникновение ионов кальция через мембрану клетки.

В организме животных синтезируется другая форма витамина — D3. Происходит это в живых клетках эпидермиса, образующих верхний слой кожи. В их фосфолипидной мембране хранится соединение 7-дегидрохолестерин, которое под действием ультрафиолета превращается в провитамин, а затем в стабильный D3.

В лабораторном эксперименте превращение провитамина в стабильную форму заняло несколько дней, но в коже ящерицы и человека, вероятно, при участии каких-то ферментов, процесс идет в разы быстрее.

Стабильный D3 легче проникает через мембрану клеток в межклеточное пространство и оттуда в дерму — нижний слой кожи, граничащий с мышцами. В кровяных тельцах он связывается с белком DBP и по капиллярам перемещается в печень и почки. Там претерпевает еще ряд химических превращений, чтобы выполнить основную роль — адсорбировать кальций и фосфор из желудочно-кишечного тракта. Эти элементы необходимы для роста и укрепления костей в течение всей жизни. Витамин D3 участвует в клеточном делении, укреплении иммунитета, выработке инсулина.

В коже провитамин D3 полностью превращается в стабильную форму за восемь часов. Но, чтобы попасть в дерму, нужно еще время. Поскольку процесс длительный, то кажется, что для тела не важно, как именно поступает витамин — из кожи, с едой или с пищевыми добавками. Однако выяснилось: синтезированный в организме D3 стабильнее в два-три раза. К тому же он весь связывается с белком DBP, в отличие от полученного в виде пилюли. Не исключено, что и промежуточные соединения, образующиеся при синтезе стабильной формы, благотворно влияют на здоровье.

19 июня 2018, 08:00НаукаСолнце, рыба и грибы: как восполнить дефицит витамина D

Возвращение загара

Лучше всего, конечно, получить витамин естественным путем. Как сообщает Медицинская школа Гарварда, всего 10-15 минут на солнце (а для смуглокожих — до получаса) с открытыми руками и ногами несколько раз в неделю практически ликвидирует дефицит витамина D. Однако может помешать несколько факторов.

Начнем с того, что озоновый слой Земли почти полностью поглощает солнечный ультрафиолет — только один процент достигает поверхности. Чем длиннее путь лучей через атмосферу, тем меньше в них фотонов нужной энергии. Из-за этого живущие в северных и околополярных регионах не получают витамина D из кожи от четырех месяцев до полгода.

До десяти утра и после 15 часов, даже в летнее время, ультрафиолет снижен и витамина D вырабатывается мало. Прибавим сюда смог в городах — он не пропускает солнечный свет. Играет роль и высота: на равнинах ультрафиолета меньше, чем в горах.

Получить передозировку витамина D, находясь на Солнце, невозможно. Он не синтезируется беспрерывно. Когда 15 процентов запасов 7-дегидрохолестерина в клетках исчерпываются, провитамин и его фотопродукты распадаются на соединения, которые не влияют на усвоение кальция. А вот частое использование солнцезащитных кремов способствует дефициту — средства с фактором защиты 30 и больше практически полностью поглощают ультрафиолет. Как и оконные стекла.

Кроме того, люди со смуглой и темной кожей изначально получают его меньше. Проблема усиливается с возрастом: кожа теряет 7-дегидрохолестерин. В группе риска — женщины после менопаузы.

Для жителей северных стран основной источник витамина D — пища. Это жирная рыба, такая как форель и тунец, тюлений и китовый жир, белые грибы. Однако диета дает лишь 20 процентов необходимой нормы. А при болезнях Крона и целиакии (непереносимости глютена) в принципе невозможно получить достаточно витамина с едой. Некоторые заболевания почек и печени тоже вызывают его дефицит. В этих случаях врач назначает терапию.

Сколько энергии вырабатывает Солнце?

Наше Солнце излучает около 3,8 x 1033 эрг энергии в секунду. Эрг — это единица энергии, используемая для определения работы, выполняемой объектом массой один грамм при перемещении на один сантиметр. Хотя один эрг может показаться не впечатляющим, количество эрг, производимых Солнцем, является астрономическим.

СКОЛЬКО ЭНЕРГИИ ЗЕМЛЯ ПОЛУЧАЕТ ОТ СОЛНЦА?

Максимальная выходная мощность Солнца не равна количеству энергии, которую оно делит с Землей.Солнце намного массивнее Земли, и его энергия, свет и ультрафиолетовые лучи распространяются по всему пространству вокруг Солнца. Следовательно, наша планета получает лишь часть потенциальной энергии Солнца.

Однако та небольшая часть энергии, которую мы получаем, все равно складывается. Исследователи используют измерение яркости, чтобы определить количество энергии, которую может излучить солнце.

На международном уровне светимость регистрируется в Джоулях в секунду. Яркость Солнца составляет около 3,8 x 1026 Дж в секунду.С точки зрения массы, вы можете представить себе, что общая выработка энергии составляет около 4 000 000 тонн в секунду.

Если принять во внимание кривизну Земли и плотность света, падающего на нашу планету, мы получаем только около 4,5 фунтов в секунду этой энергии.

ДОСТАТОЧНО ЛИ НАМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА?

Жалкие 4,5 фунта энергии в секунду, которые мы получаем от солнца, на самом деле невероятно мощны. Человеческие существа используют только 10 000-ю часть энергии, которую Солнце дает Земле.

Люди Земли превращают около 20 кг или около 44 фунтов массы в энергию в день. При 4,5 фунтах солнечной энергии в секунду у нас будет вся энергия, необходимая на целый день, менее чем за 10 секунд.

Кроме того, энергия, которую мы производим на нашей планете, создает отходящее тепло, которое мы должны утилизировать. Это тепло удерживается в нашей атмосфере и нагревает Землю. В сочетании с загрязнением, создаваемым сжиганием нефти и ископаемого топлива, избыточное тепло может вызвать серьезные проблемы для жизни человека, прежде чем мы получим шанс по-настоящему использовать чудеса солнечной энергии.

ПОЧЕМУ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА НЕ ЯВЛЯЕТСЯ СТАНДАРТОМ?

Проблемы с инфраструктурой и стоимостью не позволяют солнечной энергии стать нормой. Обилие солнечной энергии заставляет задуматься о том, почему мы не можем использовать эту энергию и устранить вредное производство энергии — но будьте уверены, есть много защитников окружающей среды, работающих над ответом.

ИНФРАСТРУКТУРА ИСПОЛЬЗУЕМОГО ТОПЛИВА

Наша нынешняя инфраструктура построена на идее бесконечных поставок ископаемого топлива. Индустриализация процветала в результате использования нефти и угля, и все процессы, связанные с этим, были рождены изобилием этих видов топлива.Поезда, автомобили и производство энергии полностью зависят от наших запасов ископаемого топлива, поэтому переход на солнечную энергию должен быть постепенным.

СТОИМОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Все существующие альтернативные источники энергии требуют значительных начальных инвестиций и окупятся только при длительном обслуживании и максимальной производительности. Альтернативные виды топлива только начали завоевывать влияние среди широкой публики, и очень немногие готовы рискнуть в предприятии, которое имеет короткую историю и длительную окупаемость инвестиций.

Однако современные альтернативные источники энергии быстро повышаются в эффективности и дешевеют. Умные домовладельцы могут установить на своих крышах солнечные панели и подавать электроэнергию обратно в электросеть. Компании в Техасе и Колорадо используют пространство на крыше и сокращают накладные расходы за счет солнечной энергии. Это первые шаги к использованию невероятной энергии солнца, которая, не забывайте, экспоненциально выше, чем наше текущее энергопотребление.

Как Солнце производит энергию?

Есть причина, по которой Земля является единственным местом в Солнечной системе, где жизнь, как известно, способна жить и процветать.Конечно, ученые считают, что могут существовать микробные или даже водные формы жизни, живущие под ледяными поверхностями Европы и Энцелада или в метановых озерах на Титане. Но на данный момент Земля остается единственным известным нам местом, где есть все необходимые условия для существования жизни.

Одна из причин этого в том, что Земля находится в пределах обитаемой зоны нашего Солнца (также известной как «Зона Златовласки»). Это означает, что он находится в нужном месте (ни слишком близко, ни слишком далеко), чтобы получать обильную энергию Солнца, которая включает свет и тепло, которые необходимы для химических реакций.Но как именно наше Солнце производит эту энергию? Какие шаги необходимо предпринять, и как они попадают к нам здесь, на планете Земля?

Простой ответ заключается в том, что Солнце, как и все звезды, способно создавать энергию, потому что это, по сути, массивная реакция термоядерного синтеза. Ученые считают, что это началось, когда огромное облако газа и частиц (то есть туманность) рухнуло под действием собственной гравитации — это известно как теория туманностей. Это не только создало большой световой шар в центре нашей Солнечной системы, но и запустило процесс, в результате которого водород, собранный в центре, начал плавиться, создавая солнечную энергию.

Технически известный как ядерный синтез, этот процесс высвобождает невероятное количество энергии в форме света и тепла. Но чтобы получить эту энергию от центра нашего Солнца до планеты Земля и дальше, необходимо выполнить несколько важных шагов. В конце концов, все сводится к слоям Солнца и той роли, которую каждый из них играет в обеспечении того, чтобы солнечная энергия попадала туда, где она может помочь в создании и поддержании жизни.

Ядро:
Ядро Солнца — это область, которая простирается от центра примерно на 20–25% радиуса Солнца.Именно здесь, в ядре, энергия вырабатывается атомами водорода (H), превращающимися в молекулы гелия (He). Это возможно благодаря экстремальному давлению и температуре внутри активной зоны, которые, по оценкам, эквивалентны 250 миллиардам атмосфер (25,33 триллиона кПа) и 15,7 миллиона кельвинов соответственно.

Конечный результат — слияние четырех протонов (молекул водорода) в одну альфа-частицу — двух протонов и двух нейтронов, связанных вместе в частицу, идентичную ядру гелия.В результате этого процесса высвобождаются два позитрона, а также два нейтрино (которые превращают два протона в нейтроны) и энергия.

Ядро — единственная часть Солнца, которая выделяет заметное количество тепла посредством термоядерного синтеза. Фактически, 99% энергии, производимой Солнцем, происходит в пределах 24% радиуса Солнца. На 30% радиуса синтез практически полностью прекратился. Остальная часть Солнца нагревается энергией, которая передается от ядра через последовательные слои, в конечном итоге достигая солнечной фотосферы и уходя в космос в виде солнечного света или кинетической энергии частиц.

Солнце выделяет энергию со скоростью преобразования массы в энергию 4,26 миллиона метрических тонн в секунду, что дает эквивалент 38 460 септиллионов ватт (3,846 × 10 ²⁶ Вт) в секунду. Для сравнения: это эквивалентно примерно 9,192 × 10 ¹⁰ мегатонн в тротиловом эквиваленте в секунду, или 1 820 000 000 царь-бомбы — самой мощной термоядерной бомбы из когда-либо созданных!

Внутреннее строение Солнца. Предоставлено: Wikipedia Commons / kelvinsong

Радиационная зона:
Это зона непосредственно рядом с ядром, которая простирается примерно до 0.7 солнечных радиусов. В этом слое нет тепловой конвекции, но солнечный материал в этом слое горячий и достаточно плотный, чтобы тепловое излучение — это все, что нужно для передачи интенсивного тепла, генерируемого в ядре, наружу. В основном это включает ионы водорода и гелия, излучающие фотоны, которые проходят небольшое расстояние, прежде чем повторно поглощаются другими ионами.

Температура в этом слое падает с примерно 7 миллионов кельвинов ближе к ядру до 2 миллионов на границе с конвективной зоной.Плотность также падает в этом слое стократно с 0,25 радиуса Солнца до вершины радиационной зоны, начиная с 20 г / см³, ближайших к ядру, до всего 0,2 г / см³ на верхней границе.

Конвективная зона:
Это внешний слой Солнца, на который приходится все, что находится за пределами 70% внутреннего радиуса Солнца (или от поверхности до примерно 200 000 км ниже). Здесь температура ниже, чем в радиационной зоне, и более тяжелые атомы ионизируются не полностью. В результате лучистый перенос тепла менее эффективен, а плотность плазмы достаточно мала для развития конвективных токов.

Из-за этого восходящие тепловые ячейки переносят большую часть тепла наружу к фотосфере Солнца. Как только эти клетки поднимаются до уровня чуть ниже фотосферной поверхности, их материал охлаждается, в результате чего их плотность увеличивается. Это заставляет их снова опускаться к основанию конвективной зоны — где они собирают больше тепла, и конвективный цикл продолжается.

Иллюстрация структуры Солнца и красной звезды-гиганта с указанием их конвективных зон. Предоставлено: ESO

. На поверхности Солнца температура падает примерно до 5700 К.Турбулентная конвекция этого слоя Солнца также вызывает эффект, который создает магнитные северный и южный полюса по всей поверхности Солнца.

Также на этом слое возникают солнечные пятна, которые выглядят как темные пятна по сравнению с окружающей областью. Эти пятна соответствуют концентрациям в поле магнитного потока, которые препятствуют конвекции и вызывают снижение температуры областей на поверхности по сравнению с окружающим материалом.

Фотосфера:
И, наконец, фотосфера, видимая поверхность Солнца.Именно здесь солнечный свет и тепло, которые излучаются и передаются на поверхность, распространяются в космос. Температуры в слое находятся в диапазоне от 4500 до 6000 К (4230–5730 ° C; 7646–10346 ° F). Поскольку верхняя часть фотосферы холоднее, чем нижняя часть, изображение Солнца в центре кажется ярче, чем на краю лимба солнечного диска, что называется потемнением к краю.

Фотосфера имеет толщину от десятков до сотен километров, и это также область Солнца, где она становится непрозрачной для видимого света.Причины этого кроются в уменьшении количества отрицательно заряженных ионов водорода (H ^—), которые легко поглощают видимый свет. И наоборот, видимый видимый свет образуется в результате реакции электронов с атомами водорода с образованием ионов H ^—.

Энергия, излучаемая фотосферой, затем распространяется через космос и достигает атмосферы Земли и других планет Солнечной системы. Здесь, на Земле, верхний слой атмосферы (озоновый слой) фильтрует большую часть ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, но пропускает часть на поверхность.Полученная энергия затем поглощается воздухом и земной корой, нагревая нашу планету и обеспечивая организмы источником энергии.

Фотосфера Солнца, где видимый солнечный свет и тепло отправляются в космос. Предоставлено: NASA / SDO / AIA)

Солнце находится в центре биологических и химических процессов на Земле. Без него жизненный цикл растений и животных закончился бы, циркадные ритмы всех земных существ были бы нарушены; и со временем вся жизнь на Земле прекратит свое существование.Важность Солнца признавалась с доисторических времен, и многие культуры рассматривали его как божество (чаще всего как главное божество в своих пантеонах).

Но только в последние несколько столетий стали понятны процессы, приводящие в действие Солнце. Благодаря постоянным исследованиям физиков, астрономов и биологов мы теперь можем понять, как Солнце производит энергию и как оно передает ее в нашу Солнечную систему. Изучение известной вселенной с ее разнообразием звездных систем и экзопланет также помогло нам провести сравнения с другими типами звезд.

Мы написали много статей о Солнце и солнечной энергии для Вселенной сегодня. Вот «Какого цвета Солнце?», «Как далеко Земля от Солнца?», «Некоторые интересные факты о Солнце» и «О характеристиках Солнца».

Для тех, кто интересуется по-настоящему спекулятивным и футуристическим, предлагаем книги «Можем ли мы терраформировать Солнце?» И «Сбор солнечной энергии из космоса».

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с Руководством NASA по исследованию Солнечной системы, а вот ссылка на домашнюю страницу миссии SOHO, на которой есть последние изображения Солнца.

Astronomy Cast также есть несколько интересных эпизодов о Солнце. Слушайте сюда, Эпизод 30: Солнце, пятна и все такое и Эпизод 320: Слои Солнца.

Как это:

Нравится Загрузка …

Сколько энергии производит Солнце?

Источник изображения: NASA

Я люблю солнце. Любое купание в нем — бодрящая пауза. Даже когда на улице холодно, излучаемое из космоса тепло заставляет меня чувствовать себя довольно удачливым.Вот 3 причины, по которым я считаю солнце таким удивительным:

# 1: Вы когда-нибудь смотрели в жаркий день и спрашивали: «Интересно, сколько энергии производит солнце?» Что ж, этого часа хватит, чтобы зарядить 2880 трлн лампочек

На изображении ниже вы видите ровно 2 880 триллионов лампочек. Пожалуйста, сделайте паузу на мгновение, чтобы пересчитать их все, чтобы развить уважение к тому, сколько энергии производит солнце.

Это все равно, что подарить каждому человеку на планете (а это 7 миллиардов человек) лампочку, которая будет ярко светить на протяжении всей их жизни.Каждый час на каждый квадратный метр верхних слоев атмосферы поступает 1,367 кВт · ч солнечной энергии. Поскольку 60-ваттная лампа потребляет 60 Вт x часов за один час, или 60 Втч x 24 часа в день = 1440 Втч в день, а в нашей атмосфере 120 триллионов квадратных метров, это все равно, что сбросить 120 ТРИЛЛИОНОВ 60-ваттных лампочек и все равно имея достаточно электричества за один час солнечного света, чтобы ВСЕ эти лампочки светили 24 часа!

Узнайте, сколько солнечных панелей вам нужно для питания вашего дома

# 2: Солнце — гигантский ядерный взрыв!

Солнце, расположенное всего в 93 миллионах миль от поверхности нашей планеты, является реакцией термоядерного синтеза.Хорошо, что это так далеко, поскольку в ядерном синтезе используются температуры, превышающие 5700 ° C (и даже 14 миллионов ° C в случае земного солнца). Эта реакция требует огромного количества чистого газообразного водорода, который находится исключительно в космическом пространстве.

# 3: Солнце непрерывно забрасывает землю энергией, в 35000 раз превышающей количество энергии, необходимое всем нам, кто сейчас использует электричество на планете!

Это ОГРОМНОЕ количество электричества. Этот фиолетовый квадрат наверху — это площадь земли, которая требуется в Соединенных Штатах, покрытая концентрацией солнечных батарей для обеспечения энергией всей нашей страны.

Основная причина, по которой мы должны использовать больше энергии, производимой солнцем, для производства электроэнергии

Из всей этой солнечной энергии на долю электроэнергии, производимой солнцем, приходится менее 0,1% от этой энергии

(около 2% энергии в США поступает от солнца)

Больше, чем любой другой источник, мы зависим от электричества, вырабатываемого при сжигании ископаемого топлива, для питания тепловых двигателей, которые, в свою очередь, вращают электрические турбины.Ископаемое топливо — это материя, которая когда-то жила на поверхности Земли, поглощала лучистую энергию Солнца, умирала, разлагалась и стала частью метаморфической геологии планеты. Когда ископаемое топливо выкапывают и сжигают в атмосфере, выделяется ископаемая солнечная тепловая энергия, которую можно использовать для работы.

Однако это оказывается очень неэффективным использованием энергии. Второй закон термодинамики гласит, что любое преобразование энергии связано с потерей эффективности, а тепловые двигатели являются одним из наименее эффективных способов преобразования энергии.(Дальнейшая неэффективность связана с добычей ископаемого топлива, а также транспортировкой и передачей этой энергии всем нам.)

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии не только неэффективно, но и непрактично. Ископаемое топливо — это продукт миллионов лет непрерывной геологической деятельности. Их сжигание приводит к выбросу углерода в атмосферу со скоростью, которая нарушает экологические процессы.

К счастью, мы разработали более прямые и эффективные способы поглощения солнечной энергии.Огромные зеркала концентрируют солнечные лучи на аккумуляторе тепла, таком как вода, которая, в свою очередь, генерирует пар для работы турбин. Фотоэлектрические элементы преобразуют фотоны солнечного света непосредственно в напряжение и генерируют постоянный электрический ток. Лучистая солнечная энергия влияет на движение атмосферных жидкостей, таких как воздух и вода. А кинетическая энергия движущегося воздуха или воды может быть использована для вращения электрической турбины. Блестяще!

Солнечные батареи, ветряные электростанции и т.п. — отличные решения на долгий срок.Если вам интересно, как можно избежать хлопот и разрушения старого извлечения энергии skül, вы пришли в нужное место. Спросите у местного установщика, как вы можете начать собирать энергию прямо из нашего солнца.

Сколько энергии производит солнце?

Q: Сколько энергии производит солнце, откуда все это берется и что делает его таким стабильным?
CS, Ньютон

A: Солнце — средняя звезда. Он состоит из большой вращающейся сферы из очень горячего газа и плазмы.Солнце не имеет поверхности в обычном понимании. По мере того, как вы въезжаете, он становится все более и более плотным. По нашим стандартам, солнце огромно, и именно это придает ему большую устойчивость. Однако это не так стабильно, как вы думаете.

Солнце излучает равномерно во всех направлениях, в основном видимый свет и инфракрасное излучение, и мы можем рассчитать общее количество излучаемой энергии, измерив количество солнечной энергии в секунду, достигающей каждого квадратного метра Земли, а затем умножив полученное значение на общую поверхность. площадь сферы с радиусом, равным радиусу орбиты Земли.Мы получаем поразительно огромное количество — 400 триллионов триллионов ватт. Чтобы представить это в безумном контексте, каждую секунду солнце производит такую же энергию, как около триллиона бомб мощностью в 1 мегатонну! За одну секунду наше Солнце производит достаточно энергии для удовлетворения текущих потребностей нашей так называемой цивилизации почти на 500 000 лет. Если бы мы только могли собрать все это и использовать!

Откуда берется такое колоссальное количество энергии? Ответ очень простой. Процесс ядерного синтеза, который происходит в центральной части Солнца, преобразует водород в гелий плюс энергию.Одна тысяча граммов водорода производит 993 грамма гелия, при этом 7 граммов массы преобразуются в энергию по формуле E = mc ².

Солнце образовалось из массивного газового облака около 5 миллиардов лет назад. На его формирование ушло около 50 миллионов лет. Когда это была новорожденная звезда, у нее было достаточно водородного топлива на 10 миллиардов лет. К настоящему времени оно израсходовало около половины своего полезного запаса водорода, и за это время количество энергии, выделяемой Солнцем в секунду, увеличилось почти в 2 раза. Солнцу осталось еще около 5 миллиардов лет, и оно увеличится на еще фактор около 2.Когда весь полезный водород будет израсходован, солнце обречено, и ему понадобится около 200 миллионов лет, чтобы очень медленно умереть.

Dr. Knowledge отвечает на ваши вопросы о здоровье и науке каждую неделю. Вопросы по электронной почте [email protected], отправьте факс на 617-929-9263 или напишите доктору Знанию, через The Boston Globe, PO Box 55819, Boston, MA 02205-5819. Укажите свои инициалы и родной город.

Сколько энергии дает нам солнце?

Наши солнечные технологии все еще новы, и их эффективность постоянно растет.Итак, сколько энергии мы можем получить от солнца — это одно, а сколько энергии мы можем получить от солнца — это совсем другое.

В любой момент солнце излучает около 3,86 x 10 ²⁶ Вт энергии. Так что прибавьте к концу этого числа 24 нуля, и вы поймете, насколько это невообразимо большое количество энергии!

Большая часть этой энергии уходит в космос, но около 1,74 x 10 ¹⁷ Вт ударяет по Земле. (т.е. 174 000 000 000 000 000, или 174 квадриллиона ватт).

Если на пути нет облаков, то один квадратный метр земли получит около одного киловатта этой энергии. Таким образом, за шесть часов в разгар солнечного дня площадь размером с небольшой бассейн на заднем дворе (48 м ²) получит около 288 киловатт энергии. Это почти в 10 раз больше, чем средняя семья в США использует за целый день! (В Соединенных Штатах среднее ежедневное потребление электроэнергии составляет около 30 киловатт-часов на одно домохозяйство).

Даже в пасмурный день эта же область получит около 28 киловатт энергии за те же шесть часов.И, что самое главное, солнечная энергия чрезвычайно чистая, с нулевыми выбросами парниковых газов.

Одна из серьезных проблем — найти более эффективные способы использования солнечной энергии. Другой — как хранить его, когда он нам нужен. Но технологии постоянно развиваются. В 2011 году солнечная тепловая электростанция недалеко от Севильи, Испания, использовала передовую технологию расплавленной соли для выработки электроэнергии в течение более 24 часов подряд. Сохраняя солнечное тепло в расплавленной соли, они могли использовать тепло для работы турбин даже посреди ночи.Эта передовая технология, впервые примененная в США, но изначально не представленная там на рынке, может стать одним из ключевых решений проблемы более эффективного использования солнечной энергии.

Дело в том, что у нас есть огромный стимул решать эти проблемы: каждый день от солнца приходит больше чистой энергии, облачно или нет, чем мы можем использовать!

В Википедии есть раздел, посвященный «солнечной постоянной», или количеству энергии, излучаемой солнцем и получаемой землей, в котором даются более технические подробности об этих числах.

Сколько энергии производит Солнце?

За 1 секунду солнце генерирует больше энергии, чем было использовано за всю историю человечества

Это много энергии. Этот факт демонстрирует невероятное количество энергии, которое генерирует наше Солнце.Но сколько в этом энергии и есть ли способ понять это? Давайте посмотрим поближе.

Энергия измеряется в Джоулях, а 1 джоуль — это количество энергия, необходимая для нагрева 1 грамма сухого прохладного воздуха на 1 градус Цельсия. Если ты ушел при обычном 10-ваттном фонаре, включенном на одну минуту, это будет примерно 600 Джоули энергии.Ежегодно (по состоянию на 2010 год) в мире используется 5 x 10 ²⁰ Джоули энергии.

За 1 секунду Солнце генерирует 3,8 x 10 ²⁶ Джоулей. Это 3,8 с 26 нулями. В Великобритании это 380 квадриллионов джоулей. каждую секунду и в коротких цифрах это будет 380 септиллионов джоулей.Эти числа огромны, и их трудно представить себе. Чтобы попытаться помочь немного, оценочное количество звезд во всей наблюдаемой Вселенной увеличилось до 1 квадриллиона (Великобритания) или 1 септиллиона (США). Таким образом, количество энергии, выделяемой Солнцем за 1 секунду, — это число. примерно в 380 раз больше, чем количество звезд во всей наблюдаемой Вселенная.

Если бы только мы могли использовать грубую силу Солнца лучше, чем мы сделать в настоящее время, это решило бы все наши потребности в энергии.

Дополнительная информация: Astronomy News and Science

Вернуться к изучению астрономии

Вот сколько у солнечной энергии потенциала

Солнце с Земли.Такой сильный! НАСА / Рейтер Есть один простой факт, который может изменить ваше мнение о возобновляемых источниках энергии.

За один час количество солнечной энергии, падающей на Землю, больше, чем весь мир потребляет за год.

Чтобы выразить это цифрами, из Министерства энергетики США:

Каждый час 430 квинтиллионов Джоулей энергии Солнца попадает на Землю .Это 430 с 18 нулями после него!

Для сравнения, общее количество энергии, которое все человек используют в год, составляет 410 квинтиллионов джоулей.

Для контекста, в 2013 году средний американский дом потреблял 39 миллиардов Джоулей электроэнергии.

Ясно, что у нас есть источник практически неограниченной (солнце не исчезнет еще 5 миллиардов лет или около того) чистой энергии в виде солнечной энергии — мы просто не улавливаем ее.

Потребление энергии в США. US EIA В прошлом году солнечная энергия обеспечивала только 0.По данным Управления энергетической информации США, в США используется 39% энергии.

Возобновляемые источники энергии, включая солнечную, ветровую, гидроэнергетику, биомассу и геотермальную энергию, составляют 13% от общего количества.

По очевидным причинам возобновляемые источники энергии пользуются большим спросом. Они не увеличивают углеродный след и не усугубляют глобальное потепление, как сжигание ископаемого топлива.

Мы не можем и не должны продолжать использовать нефть и уголь вечно — это, как сказал Илон Маск, «самый глупый эксперимент в истории», потому что мы изменяем атмосферу Земли, не зная о последствиях.

Итак, если солнечная энергия такая мощная, почему мы все еще используем ее так мало?

Будущее за солнечными батареями? Роберт Никельсберг / Getty Images Большая часть проблемы сводится к батареям.Мы не разработали батареи, которые могли бы достаточно эффективно накапливать достаточное количество энергии, производимой солнечными батареями, чтобы обеспечивать надежное питание. По сути, нам нужны батареи, которые достаточно хороши, чтобы хранить невероятное количество солнечной энергии, которая постоянно попадает на Землю, чтобы мы могли использовать ее, когда не солнечно.

Другая проблема — наша способность улавливать всю эту энергию солнца. По данным Северо-Западного университета, исследователи по всему миру в государственных лабораториях и энергетических компаниях каждый год разрабатывают более совершенные солнечные панели, но сегодня типичный массив в домах людей может преобразовать только 14% энергии, которую он улавливает, в электричество.Лабораторные тесты увеличились за последние 20%, но, вероятно, потребуются годы, чтобы воплотить в реальность рыночного использования.

Однажды мы сможем уловить всю энергию, которую дает наше солнце. Просто это потребует времени, инвестиций и множества инноваций.

Примечание редактора: В более ранней версии этой истории мы неправильно рассчитали процент энергии США, полученной за счет солнечной энергии в прошлом году. Было 0,39% .

Сколько энергии дает нам Солнце?

Солнечная энергия — Eesti Gaas

Солнечная энергия — неисчерпаемый и бесплатный источник

Kонтакт

Преимущества использования солнечной энергии

Наше ценностное предложение

ЧАСТНЫЙ ДОМ

КОММЕРЦИЯ

ПРОЕКТЫ РАЗВИТИЯ

Процесс создания солнечной станции

Производство электричества из солнечной энергии

Эффективность солнечной энергии

ЧАВО

Производство электричества из солнечной энергии

Энергия солнца на Земле

Рисунок 1. Солнечная постоянная.

Рисунок 2. Цикл Фольфа.

Рисунок 3. Рассеивание солнечной энергии.

Рисунок 4. Пути расходования солнечной энергии на поверхности Земли.

Рисунок 5. Схема пищевой цепи.

Рисунок 6. Продукция органического углерода.

Использование энергии солнца на Крайнем Севере: от фантазии к реальности

Как рождается энергия Солнца? — Hi-News.ru

Ядро

Зона лучистого переноса

Конвективная зона

Фотосфера

Российский закон о зеленой энергетике – выгодно или нет?

И целого Солнца мало. Как восполнить дефицит витамина D без лекарств

Водоросли изобретают витамин D

Возвращение загара

Сколько энергии вырабатывает Солнце?

СКОЛЬКО ЭНЕРГИИ ЗЕМЛЯ ПОЛУЧАЕТ ОТ СОЛНЦА?

ДОСТАТОЧНО ЛИ НАМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА?

ПОЧЕМУ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА НЕ ЯВЛЯЕТСЯ СТАНДАРТОМ?

ИНФРАСТРУКТУРА ИСПОЛЬЗУЕМОГО ТОПЛИВА

СТОИМОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Как Солнце производит энергию?

Как это:

Сколько энергии производит Солнце?

# 1: Вы когда-нибудь смотрели в жаркий день и спрашивали: «Интересно, сколько энергии производит солнце?» Что ж, этого часа хватит, чтобы зарядить 2880 трлн лампочек

Узнайте, сколько солнечных панелей вам нужно для питания вашего дома

# 2: Солнце — гигантский ядерный взрыв!

# 3: Солнце непрерывно забрасывает землю энергией, в 35000 раз превышающей количество энергии, необходимое всем нам, кто сейчас использует электричество на планете!

Основная причина, по которой мы должны использовать больше энергии, производимой солнцем, для производства электроэнергии

Из всей этой солнечной энергии на долю электроэнергии, производимой солнцем, приходится менее 0,1% от этой энергии

Сколько энергии производит солнце?

Сколько энергии дает нам солнце?

Сколько энергии производит Солнце?

Вот сколько у солнечной энергии потенциала

Самодельный ареометр: Как сделать ареометр своими руками

Должен ли работать ноутбук от сети без батареи: Может ли ноутбук работать без аккумуляторной батареи

Добавить комментарий Отменить ответ