ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая характеристика солнечной радиации из "Индивидуальные солнечные установки " Солнечную энергию люди используют с древнейших времен. Еще в 212 г. до н.э. с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали священный огонь у храмов. Согласно легенде приблизительно в то же время греческий ученый Архимед при защите родного города поджег паруса кораблей римского флота. [c.8] Солнечная радиация — это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. На Землю попадает незначительная доля излучаемой Солнцем энергии, причем 95 % поступающей солнечной энергии — это коротковолновое излучение в диапазоне длин волн от 0,3 до 2,4 мкм. [c.8] Плотность потока солнечной энергии /о У верхней границы атмосферы на поверхность, расположенную перпендикулярно направлению солнечных лучей, составляет 1353 Вт/м и называется солнечной постоянной, а среднее количество энергии о.н, поступающей за 1 ч на 1 м этой поверхности, равно 4871 кДж/(ч-м ). Вследствие вращения Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите расстояние между ними в течение года изменяется в пределах 150 млн. км 1,7%, а часовое количество внеатмосферной солнечной энергии, поступающей на 1 м нормальной поверхности, изменяется в течение года менее чем на 7 % — от 4710 до 5036 кДж/ (ч м ). [c.9] Годовое количество поступающей на Землю солнечной энергии составляет 1,05 10 кВт-ч, причем на поверхность суши приходится только /5 часть этой энергии, т.е. 2-10 кВт-ч. (Заметим, что 1 кВт-ч = 3600 кДж, а 1000 кДж=278 Вт-ч.) К этому добавляются энергия ветра (1,58-10 кВт-ч в год с мощностью 1,8-10 кВт) и другие косвенные виды солнечной энергии. [c.9] Распределение глобального потока солнечной радиации на поверхности земного шара крайне неравномерно. Количество солнечной энергии, поступающей за год на 1 поверхности Земли, изменяется приблизительно от 3000 МДж/м на севере до 8000 МДж/м в наиболее жарких пустынных местах (рис. 1). [c.9] Солнечное излучение у верхней границы земной атмосферы приблизительно соответствует излучению абсолютно черного тела с температурой 5900 К и включает ультрафиолетовое излучение (длина волн X от 0,2 до 0,4 мкм), видимый свет (Я от 0,4 до 0,78 мкм) и инфракрасное излучение с более длинными волнами. Максимум интенсивности солнечного излучения приходится на длину волны 0,5 мкм. [c.11] На рис. 2. показано спектральное распределение интенсивности прямого солнечного излучения I у верхней границы атмосферы и на уровне моря в сравнении с излучением абсолютно черного тела при температуре 5900 К. На рис. 3 приведено изменение суточного прихода суммарного солнечного излучения на вертикальные поверхности с южной (а) и восточной или западной (б) ориентацией, расположенные на различных широтах — на экваторе (5), северном полюсе (СЛ), у полярного круга (ПК) и на широте 30, 42, 50 и 60° с. ш. [c.12] Потенциал солнечной энергии можно охарактеризовать среднегодовым значением прихода солнечной радиации на 1 м горизонтальной поверхности. Годовое поступление солнечной энергии на территории стран СЭВ характеризуется следующими данными (в кВт-ч/м ) СССР — от 800 (68° с. ш.) до 2000 (39° с. ш.) ГДР. ЧСФР и Польша — 950—1050 Венгрия — 1200 МНР — 1750 Куба — 1900 Болгария — 2000. [c.14] Годовой поток солнечного излучения на территории СССР изменяется в широких пределах. Так, на 1 м горизонтальной поверхности на северных островах и северо-восточной оконечности Сибири за год поступает всего 550—830 кВт-ч, на большей части европейской территории и Сибири — 830—1100 кВт-ч, в южных районах Украины, Молдавии, Поволжья, Сибири и Дальнего Востока — 1100—1380 кВт-ч, в Закавказье и Средней Азии — 1400—1600 кВт-ч, в пустынных районах Туркмении — 2000 кВт-ч и более. [c.14] Годовое число часов солнечного сияния равно в Туркмении — 3100, Узбекистане и Таджикистане — 2815— 2880, Казахстане и Киргизии — 2575—2695, Армении. Грузии и Азербайджане — 2125—2520, Украине и Молдавии —, 2005—2080. [c.14] В центральной части СССР за летнее полугодие, когда теплопотребление минимально, на Землю поступает около % всего годового количества солнечной энергии, а в июле приход солнечной энергии в 5—10 раз больше, чем в декабре. [c.15] В табл. П1 приведены данные по дневным потокам суммарной и рассеянной (диффузной) солнечной энергии, поступающим на горизонтальную поверхность в течение года в наиболее крупных городах Советского Союза. Там же указаны среднемесячные значения температуры наружного воздуха в этих городах. Эти данные необходимы для выполнения расчетов солнечных установок. [c.15] К солнечной энергии добавляются другие возобновляемые источники энергии, среди которых наибольшим потенциалом для практического использования обладает энергия ветра и биомассы. Потенциальные ресурсы ветровой энергии в СССР составляют 8-Ю кВт-ч/год, а технически реализуемая мощность — 2-10 кВт. В СССР разработаны ветроэнергетические установки (ВЭУ) мощностью 30 и 100 кВт. За рубежом, например, в США, ФРГ, Швеции, Дании и др., эксплуатируется большое количество больших и малых ВЭУ. В США в 1986 г. суммарная мощность 30 тыс. ВЭУ составляла 1500 МВт, в том числе 7 ВЭУ имели мощность 25— 72 МВт, а себестоимость электроэнергии от ВЭУ составляет 0,03—0,06 долл/(кВт-ч). [c.15] Годовая продукция фотосинтеза, в результате которого образуется биомасса, составляет 57 10 кг углерода, при этом накопленная энергия биомассы в десятки раз превосходит годовую потребность человечества в энергии. [c.15] Вернуться к основной статье