太陽エネルギーの資源。スキーム、説明

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太陽エネルギーの資源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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太陽の深部での軽元素の熱核融合の反応は、太陽放射の巨大なエネルギーを生成します。定量的には、この放射は強度 I によって特徴付けられます。₀- これは、太陽光線に垂直な領域の XNUMX 平方メートルあたりの XNUMX 秒あたりの地球の大気の外に出てくる放射エネルギーの力です。地球が楕円軌道で移動するときの太陽からの平均距離 I₀ = 1,35 kW/m2。地球の大気中に入る放射エネルギーの総出力は約180億215万GWである（ロシアの発電所の総出力は1,57GW）。地球の大気に年間に到達する太陽放射エネルギーの量は、10 * XNUMX という膨大な値です。¹⁸ kWh 入ってくる放射エネルギーの 45% は可視光 (波長 0,4 ～ 0,75 ミクロン)、45% - 赤外線 (熱) 放射、10% - 紫外線によるものです。

地球の放射エネルギーのバランスを図に示します。 3.1. 太陽からの放射エネルギーの約 28% は、雲やエアロゾルによって反射されて宇宙空間に戻ります。地球の熱（赤外線）放射は 114% が太陽から来ており、そのうち 42% は大気中から戻り、残りは宇宙に放出されます。惑星の表面では、入ってくるエネルギーは海流と風によって再分配されます。

太陽エネルギー資源
図3.1。地球の放射エネルギーバランス

リソスフェアまたは水圏の表面に到達する太陽の放射エネルギーの局所的な値は、太陽への向き（照度）、曇り、空気の塵の多さ、海抜の高さ、時刻および日によって異なります。中緯度では、日中の太陽放射の強度 I は、夏には 800 W/m2、冬には 200.350 W/m2 に達し、日没とともにゼロに減少します。

太陽の放射エネルギーは、地球上に生命が出現して以来、生物圏によって使用されてきました。太陽エネルギーの機械エネルギーへの変換は、パリの万国博覧会で太陽熱収集器が蒸気エンジンを始動させて初めて実証されました。

放射エネルギーの密度が比較的低いにもかかわらず、太陽エネルギーは近年集中的に開発されています。米国では、合計容量約 8 MW の 450 つの大規模モジュール式太陽光発電所 (SPP) が稼働開始され、各州の電力システムにエネルギーが供給されています。世界中の太陽光発電コンバータの生産量は年間 300 MW に達しており、そのうち 40% が米国で占められています。現在、世界中で2万以上の太陽熱利用施設が稼働しています。米国の太陽熱収集器の面積は10万平方メートル、日本では2万平方メートルです。太陽エネルギーは穀物乾燥機、海水淡水化プラント、宇宙ステーションの電力供給システムなどに利用されています。

エキゾチックなプロジェクトが実行されています。そこでオーストラリア政府は、底面直径130メートル、高さ1キロメートルの「ソーラータワー」を建設する計画を採択した。塔のふもとには直径7kmの巨大温室が建設されます。温室内で加熱された空気がパイプに流れ込み、パイプ内に設置された風力タービンを回転させます。 WPP の容量は 200 MW である必要があります。プロジェクトの費用は 308 億 XNUMX 万ドルと推定されています。

著者: ラベイシュ V.G.

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