Преобразование и использование солнечной энергии

Солнечное излучение характеризуется числом часов, когда солнце не закрыто облаками. Для РБ это примерно 1800 часов в год. Для преобразования солнечной энергии в электрическую используют фотогенератор, представляющий собой пластину, собранную из большого числа более мелких пластин размером 100 х 100 мм, соединенных в электрическую цепь, получают «солнечную батарею». Батарея стоит дорого, требует постоянного обслуживания (удаление мусора, пыли, снега с ее поверхности). Стоимость 1 кВт. час электроэнергии, полученной от солнечной батареи, в 4 – 6 раз выше электроэнергии от обычных электростанций. В РБ целесообразны 3 варианта использования солнечной энергии:

1. использование домов солнечной архитектуры (ориентация домов на южную сторону, устройство подогревателей воды, гравийных аккумуляторов тепла в подвалах домов).

2. солнечные коллекторы, гелиоводонагреватели, фокусирующие солнечную энергию зеркала на водонагревателях для горячего водоснабжения.

3. производство электроэнергии с помощью солнечных батарей.

Потенциал «солнечной энергетики»

1м2 поверхности солнечной батареи вырабатывает до 1400 кВт.час в год, 1м2 поверхности гелиоводонагревателя способен нагреть примерно 175 л. до 50 С в сутки, экономит в год природного газа 145 м3 или 240 кг. каменного угля.

Ветроэнергетика – процесс преобразования механической энергии движения воздуха с помощью электрогенератора в электрическую энергию. Установки дорогие, срок окупаемости в зарубежных странах до 10 – 12 лет. Эффективно работают при скорости ветра более 5 м/сек. В РБ средняя скорость ветра не более 3 м/с, поэтому требуются специальные ветроустановки и выбор места их работы в местах с максимальной скоростью ветра (районы Фаниполя, Брасавские озера – первые опытные установки). В РБ можно вырабатывать с помощью ветра до 7 млрд. кВт.час электроэнергии, экономя при этом до 2 млн. условного топлива (потенциал ветроэнергетики).

Структура экосистемы:

1. Неорганические вещества (вода, газы, фосфор, металлы)

2. Органические соединения углеводы, белки, жиры)

3. Продуценты (которые могу производить из неорганических веществ в органические)

4. Редуценты – мертвые превращаются в неорганические

5. Консументы – организмы

Свойства экосистемы:

- принцип эволюции

- принцип необходимости разнообразия элементов. Разнообразие элементов, входящих в экосистему является необходимым условием её устойчивого функционирования.

- устойчивость – определяется соотношением сил внутреннего и внешнего воздействия. При преобладание внешних сил над внутренними система разрушается или принимает другие свойства.

- принцип неравновесности – экосистемы с участием живых организмов характеризуются поступлением и оттоком энергии из них и являются открытыми, неравновесными.

Среда обитания – комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. Различают природную среду, как общее понятие, и среду абиотическую и биотическую, как составляющие природной среды.

Биотическая среда – это явление природы, возникшее в результате жизнедеятельность организмов в настоящее время. (пищевые цепи, хищничество)

Абиотическая – явление природы, происхождение которых не связано с жизнедеятельностью организмов (изменения температуры, давления, влажности).

Факторы среды – могут действовать на организм как положительно, так и отрицательно. Факторы принято классифицировать на следующие группы:

1. Биотические – совокупность влияний, оказываемых на организмы жизнедеятельностью других организмов.

2. Абиотические – совокупность природных явлений, влияющих на организмы.

3. Антропогенные факторы.

Факторы по изменчивости подразделяют на переменные (смена дня и ночи) и постоянные (сила земного притяжения). Периодические (смена времен года, приливы и отливы) и непериодические. По характеру действия на живые организмы: витальные (непосредственно воздействую на жизнеспособность) и сигнальные (информируют о наступлении витальных).

Биосфера и учения В.И. Вернадского по биосфере

Биосфера – одна из оболочек Земли, населенная живыми организмами и охватывающая нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и всю гидросферу.

Понятие «биосфера» было введено австрийские геологом Э.Зюссом в 1875г. Большой вклад в развитие учения о биосфере внес ученый Вернадский, который выделил в ней 7 основных частей:

- живое вещество

- биогенное вещество – раньше было живым, но превратилось в ископаемое

- косное вещество (минералы, горные породы)

- биокосное вещество (почва)

- радиоактивное вещество (уран,, плутоний)

- рассеянные атомы (вольфрам, молибден)

- космическое вещество

Для преобразования солнечной энергии в электрическую используют фотогенератор, который состоит из пластины, собранной из более мелких пластин размером 100*100мм, соединенных в электрическую цепь. Солнечные батареи относятся к дорогостоящему оборудованию, требует постоянного обслуживания, стоимость 1кВт электроэнергии в 4-6 раз выше электроэнергии от обычных электростанций.

В РБ целесообразны три варианта использования солнечной энергии:

1. Использование солнечных коллекторов и гелиоводонагревателей

2. Использование домов солнечной архитектуры – ориентация домов на южную сторону, устройство подогревателей воды.

3. Производство электроэнергии с помощью более усовершенствованных солнечных батарей.

Использование энергии ветра:

Процесс преобразования - механическая энергия движения воздуха с помощью электрогенератора в электрическую энергию. Установки дорогостоящие – срок окупаемости до 10-12 лет. Эффективно работают при средней скорости ветра более 5м/с. В РБ средняя скорость ветра составляет не более 3х метров в секунду, поэтому требуется специальные ветроустановки в местах скорости ветра.