Характеристика інтенсивності сонячного випромінювання.
Лекція 2
СОНЯЧНА ЕНЕРГІЯ
1. Ресурси сонячної енергетики, їх класифікація і перспективи
2. Безмашинні СЕУ
3. Паротурбінні СЕС
4. Сонячне теплопостачання
Ресурси сонячної енергетики
Реакція термоядерного синтезу легких елементів в глибинах Сонця породжує колосальну енергію сонячного випромінювання. Кількісне це випромінювання характеризується інтенсивністю 
- це потужність променистої енергії, що приходить за межами земної атмосфери в секунду на квадратний метр майданчика, перпендикулярного сонячним променям. Для середньої відстані від Сонця при русі Землі по еліптичній орбіті = 1,35 кВт/м2. Сумарна потужність променистої енергії, що поступає до земної атмосфери, дорівнює приблизно 180 млн. ГВт (сумарна потужність електростанцій Росії - 215 ГВт). Кількість сонячної променистої енергії, що приходить за рік до атмосфери Землі, складає колосальну величину 1,57*1018 кВт.ч. 45% променистої енергії, що приходить, доводиться на видиме світло (довжини хвиль 0,4...0,75 мкм), 45% - на інфрачервоне (теплове) випромінювання, 10% - на ультрафіолетові промені.
Потік сонячної енергії її становить 3,9*1026Вт, з якого біля 1,7*1017 Вт досягає Землі. Середня щільність потоку енергії сонячного випромінювання, падаючого на зовнішню границю земної атмосфери, при середній відстані між Землею і Сонцем 1,495*1011м називається сонячною постійною. Сонячна постійна приблизно рівна 1,353 кВт/м2. За добу на Землю від Сонця поступає більше тепла, ніж людство отримує від спалення палива за 1000 років.
На початку січня, коли Сонце ближче усього знаходиться до Землі, позаатмосферне сонячне випромінювання зростає до 1,43 кВт/м, а в липні, коли Сонце далі усього розташоване від Землі, воно меншає до 1,33 кВт/м. При проходженні через атмосферу сонячне випромінювання розсіюється і поглинається нею. Сонячне випромінювання, що досягає земної поверхні, складається з прямої і дифузної радіації і являє собою повне сонячне випромінювання, а повне сонячне випромінювання, отримане горизонтальною поверхнею, - інсоляцію.
Баланс променистої енергії Землі представлений на рис. 3.1. Близько 28% променистої енергії, що приходить від Сонця, відбиваються хмарами і аерозолями назад в космічний простір. Теплове (інфрачервоне) випромінювання Землі складає 114% приходящого від Сонця, з них 42% повертаються атмосферою, а останні вирушають в космос. По поверхні планети енергія, що приходить, перерозподіляється морськими течіями і вітрами.
Локальні значення променистої енергії Сонця, літосфери, що приходить до поверхні, або гідросфери, залежать від орієнтації до Сонця (освітленості), хмарності, запиленістю повітря, висоти над рівнем моря, пори року і доби. У середніх широтах вдень інтенсивність сонячного випромінювання 
досягає 800 Вт/м2 влітку і 200...350 Вт/м2 взимку, зменшуючись до нуля із заходом Сонця.
Промениста енергія Сонця використовується біосферою з часів появи життя на планеті. Перетворення сонячної енергії на механічну вперше було продемонстроване на Усесвітній виставці в Парижі, коли сонячний колектор наводив в рух парову машину.
Рис. 1. Баланс променистої енергії Землі
Характеристика інтенсивності сонячного випромінювання.
Повний потік енергії, що випромінюється Сонцем за 1 с (тобто потужність сонячного випромінювання) складає
Р=3,9*1026Вт.
Для характеристики інтенсивності сонячного випромінювання на 1 м2 земної поверхні використовують сонячну постійну Ро=1,38 кВт/м2 при середній відстані Землі від сонця L=1,5*1011 м.
Кількість сонячної енергії, що поступає в даний момент на конкретну дільницю поверхні залежить від 4 чинників:
- кількості Е, що випромінюється в цей момент Сонцем;
- кута нахилу земної осі до площини екліптики, тобто від пори року;
- від часу доби;
- від стану атмосфери над точкою спостереження.
З урахуванням перерахованих чинників сумарний прихід сонячної радіації складає більше за 1000 кВт∙год./м2 в рік.
У практичних розрахунках можна приймати Ро=1 кВт/м2
Південні райони України і Крим найбільш сприятливі для використання сонячної енергії.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 60; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!