பூமியில் சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு. பூமியில் சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதற்கான வாய்ப்புகள்

இன்று, எரிசக்தி நுகர்வு சிக்கல் மிகவும் கடுமையானது - கிரகத்தின் வளங்கள் எல்லையற்றவை அல்ல, அதன் இருப்பு காலத்தில், இயற்கையால் வழங்கப்பட்டதை மனிதகுலம் மிகவும் அழித்துவிட்டது. இந்த நேரத்தில், நிலக்கரி மற்றும் எண்ணெய் தீவிரமாக வெட்டப்படுகின்றன, அதன் இருப்புக்கள் ஒவ்வொரு நாளும் குறைந்து வருகின்றன. சிந்தனையின் சக்தி மனிதகுலத்தை எதிர்காலத்தில் நம்பமுடியாத படி எடுத்து அணுசக்தியைப் பயன்படுத்த அனுமதித்தது, அதனுடன் முழு சூழலுக்கும் பெரும் ஆபத்து ஏற்பட்டது.

சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினை குறைவானதல்ல - வளங்களை சுறுசுறுப்பாக பிரித்தெடுப்பது மற்றும் அவற்றின் மேலும் பயன்பாடு கிரகத்தின் நிலையை மோசமாக பாதிக்கிறது, இது மண்ணின் தன்மையை மட்டுமல்ல, காலநிலை நிலைகளையும் கூட மாற்றுகிறது.

அதனால்தான், இயற்கை ஆற்றல் மூலங்களுக்கு எப்போதும் சிறப்பு கவனம் செலுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, நீர் அல்லது காற்று. இறுதியாக, பல வருட சுறுசுறுப்பான ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சிக்குப் பிறகு, பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்த மனிதகுலம் "வளர்ந்துள்ளது". அவரைப் பற்றித்தான் நாம் மேலும் செல்வோம்.

இதைப் பற்றி மிகவும் கவர்ச்சிகரமான விஷயம் என்ன

குறிப்பிட்ட எடுத்துக்காட்டுகளுக்குச் செல்வதற்கு முன், உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்களின் இந்த வகை ஆற்றல் உற்பத்தி ஏன் இவ்வளவு ஆர்வமாக உள்ளது என்பதைக் கண்டுபிடிப்போம். அதன் முக்கிய சொத்தை விவரிக்க முடியாத தன்மை என்று அழைக்கலாம். ஏராளமான கருதுகோள்கள் இருந்தபோதிலும், சூரியனைப் போன்ற ஒரு நட்சத்திரம் விரைவில் வெளியேறும் வாய்ப்பு மிகக் குறைவு. இதன் பொருள் தூய்மையான ஆற்றலை முற்றிலும் இயற்கையான முறையில் பெற மனிதகுலத்திற்கு வாய்ப்பு உள்ளது.

பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதன் இரண்டாவது சந்தேகத்திற்கு இடமில்லாத நன்மை இந்த விருப்பத்தின் சுற்றுச்சூழல் நட்பு. இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு பூஜ்ஜியமாக இருக்கும், இதன் விளைவாக முழு உலகிற்கும் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலத்தடி வளங்களை தொடர்ந்து பிரித்தெடுப்பதை விட திறந்த பிரகாசமான எதிர்காலத்தை வழங்குகிறது.

இறுதியாக, சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு மனிதனுக்கு மிகக் குறைவான ஆபத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பதில் சிறப்பு கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.

எப்படி உண்மையில்

இப்போது புள்ளிக்கு வருவோம். “சூரிய ஆற்றல்” என்ற ஓரளவு கவிதை பெயர் உண்மையில் கதிர்வீச்சை விசேஷமாக வளர்ந்த தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி மின்சாரமாக மாற்றுவதை மறைக்கிறது. இந்த செயல்முறை ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்களால் வழங்கப்படுகிறது, இது மனிதகுலம் அதன் சொந்த நோக்கங்களுக்காக மிகவும் தீவிரமாகப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் வெற்றிகரமாக.

சூரிய கதிர்வீச்சு

வரலாற்று ரீதியாக இது நிகழ்ந்தது, “கதிர்வீச்சு” என்ற பெயர்ச்சொல் ஒரு நபர் எதிர்மறையான தொடர்புகளை ஏற்படுத்துகிறது, மாறாக தொழில்நுட்ப பேரழிவுகள் தொடர்பாக உலகமானது அதன் வாழ்நாளில் உயிர்வாழ முடிந்தது. ஆயினும்கூட, பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான தொழில்நுட்பம் அதனுடன் இணைந்து செயல்பட வழங்குகிறது.

உண்மையில், இந்த வகை கதிர்வீச்சு மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஆகும், இதன் வரம்பு 2.8 முதல் 3.0 மைக்ரான் வரை இருக்கும்.

மனிதகுலத்தால் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்படும் சூரிய நிறமாலை உண்மையில் மூன்று வகையான அலைகளைக் கொண்டுள்ளது: புற ஊதா (தோராயமாக 2%), தோராயமாக 49% ஒளி அலைகள் மற்றும் இறுதியாக, அதே அளவு அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சால் கணக்கிடப்படுகிறது. சூரிய ஆற்றல் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான பிற கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அவற்றின் பங்கு மிகவும் முக்கியமானது, அவை பூமியின் வாழ்க்கையில் சிறப்பு விளைவைக் கொண்டிருக்கவில்லை.

பூமியில் விழும் சூரிய ஆற்றலின் அளவு

இப்போது மனிதகுலத்தின் நலனுக்காக பயன்படுத்தப்படும் ஸ்பெக்ட்ரமின் கலவை தீர்மானிக்கப்பட்டுள்ளது, இந்த வளத்தின் மற்றொரு முக்கிய அம்சத்தை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். பூமியில் சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியதாகத் தோன்றுகிறது, ஏனென்றால் இது குறைந்த அளவு செயலாக்க செலவுகளுடன் பெரிய அளவில் கிடைக்கிறது. ஒரு நட்சத்திரத்தால் கதிர்வீச்சின் மொத்த ஆற்றல் மிகப் பெரியது, ஆனால் இது பூமியின் மேற்பரப்பில் சுமார் 47% ஐ அடைகிறது, இது ஏழு நூறு குவாட்ரில்லியன் கிலோவாட் மணிநேரங்களுக்கு சமம். ஒப்பிடுகையில், ஒரு கிலோவாட்-மணிநேரம் மட்டுமே ஒரு விளக்கை பத்து வருட செயல்பாட்டை நூறு வாட் சக்தியுடன் வழங்க முடியும் என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம்.

சூரியனின் கதிர்வீச்சு சக்தி மற்றும் பூமியில் ஆற்றலின் பயன்பாடு ஆகியவை பல காரணிகளைப் பொறுத்தது: காலநிலை நிலைமைகள், மேற்பரப்பில் கதிர்கள் நிகழும் கோணம், ஆண்டு நேரம் மற்றும் புவியியல் இருப்பிடம்.

எப்போது, ​​எவ்வளவு

பூமியின் மேற்பரப்பில் விழும் சூரிய சக்தியின் தினசரி அளவு தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது என்று யூகிக்க எளிதானது, ஏனெனில் இது சூரியனுடன் தொடர்புடைய கிரகத்தின் நிலை மற்றும் ஒளியின் இயக்கத்தை நேரடியாக சார்ந்துள்ளது. மதியம் கதிர்வீச்சு அதிகபட்சம் என்பது நீண்ட காலமாக அறியப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் காலையிலும் மாலையிலும் மேற்பரப்பை அடையும் கதிர்களின் எண்ணிக்கை மிகக் குறைவு.

பூமத்திய ரேகைக்கு அருகில் உள்ள பகுதிகளில் சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்று சொல்வது பாதுகாப்பானது, ஏனென்றால் மிக உயர்ந்த மற்றும் மிகக் குறைந்த குறிகாட்டிகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு மிகக் குறைவு, இது கிரகத்தின் மேற்பரப்பை எட்டும் அதிகபட்ச கதிர்வீச்சைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பாலைவன ஆபிரிக்க பகுதிகளில், வருடாந்திர கதிர்வீச்சு சராசரியாக 2, 200 கிலோவாட் மணிநேரத்தை அடைகிறது, கனடாவில் அல்லது எடுத்துக்காட்டாக, மத்திய ஐரோப்பாவில், குறிகாட்டிகள் 1, 000 கிலோவாட் மணி நேரத்திற்கு மேல் இல்லை.

வரலாற்றில் சூரிய சக்தி

நீங்கள் முடிந்தவரை பரந்த அளவில் நினைத்தால், நமது கிரகத்தை வெப்பமாக்கும் பெரிய ஒளியை "அடக்க" முயற்சிகள் பண்டைய காலங்களில் புறமத காலங்களில் தொடங்கியது, ஒவ்வொரு தனிமமும் ஒரு தனி தெய்வத்தால் பொதிந்தன. இருப்பினும், நிச்சயமாக, சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவது பற்றி விவாதிக்க கூட முடியவில்லை - உலகில் மந்திரம் ஆட்சி செய்தது.

பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான தலைப்பு XIV - XX நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் மட்டுமே தீவிரமாக எழுப்பத் தொடங்கியது. அறிவியலில் ஒரு உண்மையான திருப்புமுனை 1839 ஆம் ஆண்டில் அலெக்சாண்டர் எட்மண்ட் பெக்கரால் செய்யப்பட்டது, அவர் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் முன்னோடியாக மாற முடிந்தது. இந்த தலைப்பைப் பற்றிய ஆய்வு பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டது, 44 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, கில்டட் செலினியத்தின் அடிப்படையில் சார்லஸ் ஃப்ரிட்ஸ் வரலாற்றில் முதல் தொகுதியை உருவாக்க முடிந்தது. பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதால் ஒரு சிறிய அளவு வெளியிடப்பட்ட மின்சாரம் கிடைத்தது - மொத்த உற்பத்தியின் அளவு 1% க்கும் அதிகமாக இல்லை. ஆயினும்கூட, மனிதகுலம் அனைவருக்கும், இது ஒரு உண்மையான திருப்புமுனையாகும், இது அறிவியலின் புதிய எல்லைகளைத் திறந்தது, இது நாம் முன்பு கனவு கண்டதில்லை.

சூரிய ஆற்றலின் வளர்ச்சியில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பு சரியான நேரத்தில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனால் வழங்கப்பட்டது. நவீன உலகில், விஞ்ஞானியின் பெயர் அவரது புகழ்பெற்ற சார்பியல் கோட்பாட்டுடன் பெரும்பாலும் தொடர்புடையது, இருப்பினும், உண்மையில், வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவைப் படிப்பதற்காக அவருக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

இன்றுவரை, பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான தொழில்நுட்பம் விரைவான முன்னேற்றங்களை அனுபவித்து வருகிறது, அல்லது குறைவான விரைவான வீழ்ச்சியைக் கொண்டிருக்கவில்லை, இருப்பினும், இந்த அறிவின் கிளை தொடர்ந்து புதிய உண்மைகளுடன் புதுப்பிக்கப்படுகிறது, மேலும் எதிர்வரும் காலங்களில் நாம் முற்றிலும் புதிய உலகத்திற்கான கதவைத் திறப்போம் என்று நம்புகிறோம்.

இயற்கை நமக்கு எதிரானது

பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள் பற்றி நாம் ஏற்கனவே பேசியுள்ளோம். இப்போது இந்த முறையின் தீமைகள் குறித்து கவனம் செலுத்துவோம், இது துரதிர்ஷ்டவசமாக குறைவாக இல்லை.

புவியியல் இருப்பிடம், தட்பவெப்ப நிலைகள் மற்றும் சூரியனின் இயக்கம் ஆகியவற்றை நேரடியாக சார்ந்து இருப்பதால், போதுமான அளவில் சூரிய ஆற்றலை உருவாக்குவதற்கு பெரும் பிராந்திய செலவுகள் தேவைப்படுகின்றன. இதன் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், சூரிய கதிர்வீச்சின் நுகர்வு மற்றும் செயலாக்கத்தின் பெரிய பரப்பளவு, வெளியேறும் போது நமக்கு கிடைக்கும் தூய்மையான ஆற்றலின் அளவு. இத்தகைய பெரிய அமைப்புகளை வைப்பதற்கு அதிக அளவு இலவச இடம் தேவைப்படுகிறது, இது சில சிக்கல்களை ஏற்படுத்துகிறது.

பூமியில் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவது தொடர்பான மற்றொரு சிக்கல் பகல் நேரத்தை நேரடியாகச் சார்ந்தது, ஏனெனில் இரவு உற்பத்தி பூஜ்ஜியமாக இருக்கும், காலையிலும் மாலையிலும் இது மிகச் சிறியதாக இருக்கும்.

வானிலை ஒரு கூடுதல் ஆபத்து காரணி - நிலைமைகளில் திடீர் மாற்றங்கள் இந்த வகையான அமைப்பின் செயல்பாட்டில் மிகவும் எதிர்மறையான விளைவை ஏற்படுத்தும், ஏனெனில் இது தேவையான சக்தியை பிழைதிருத்துவதில் சிக்கல்களை ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு விதத்தில், உறிஞ்சுதல் மற்றும் உற்பத்தியின் அளவு கூர்மையான மாற்றத்துடன் கூடிய சூழ்நிலைகள் ஆபத்தானவை.

சுத்தமான ஆனால் விலை உயர்ந்தது

பூமியில் சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவது தற்போது அதிக சிரமமாக இருப்பதால் கடினமாக உள்ளது. அடிப்படை செயல்முறைகளைச் செயல்படுத்தத் தேவையான ஒளிச்சேர்க்கைகள் மிகவும் அதிக செலவைக் கொண்டுள்ளன. நிச்சயமாக, இந்த வகையான வளத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான நேர்மறையான அம்சங்கள் அதை திருப்பிச் செலுத்துகின்றன, ஆனால் ஒரு பொருளாதாரக் கண்ணோட்டத்தில், இந்த நேரத்தில் பணச் செலவுகளின் முழு திருப்பிச் செலுத்துதல் பற்றி பேச வேண்டிய அவசியமில்லை.

ஆயினும்கூட, போக்கு காண்பிப்பது போல, சூரிய மின்கலங்களின் விலை படிப்படியாக வீழ்ச்சியடைகிறது, இதனால் காலப்போக்கில் இந்த சிக்கலை முழுமையாக தீர்க்க முடியும்.

செயல்முறையின் சிரமம்

சூரியனை ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்துவதும் கடினம், ஏனென்றால் வளங்களை செயலாக்கும் இந்த முறை மிகவும் உழைப்பு மற்றும் சிரமத்திற்குரியது. கதிர்வீச்சின் நுகர்வு மற்றும் செயலாக்கம் நேரடியாக தட்டுகளின் தூய்மையைப் பொறுத்தது, இது வழங்குவதில் மிகவும் சிக்கலானது. கூடுதலாக, உறுப்புகளின் வெப்பமயமாதல், சக்திவாய்ந்த குளிரூட்டும் முறைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மட்டுமே தடுக்க முடியும், இது செயல்பாட்டில் மிகவும் எதிர்மறையான விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது, இதற்கு கூடுதல் பொருள் செலவுகள் தேவை, மற்றும் கணிசமானவை.

கூடுதலாக, சூரிய சேகரிப்பாளர்களில் பயன்படுத்தப்படும் தட்டுகள், 30 வருட சுறுசுறுப்பான வேலைக்குப் பிறகு, படிப்படியாக பயனற்றவையாகின்றன, மேலும் சூரிய மின்கலங்களின் விலை முன்பு விவாதிக்கப்பட்டது.

சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினை

இந்த வகையான வளத்தைப் பயன்படுத்துவது எதிர்காலத்தில் போதுமான சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகளிலிருந்து மனிதகுலத்தை காப்பாற்ற முடியும் என்று முன்னர் கூறப்பட்டது. வளங்களின் மூலமும் இறுதி தயாரிப்பும் உண்மையிலேயே சுற்றுச்சூழல் நட்பு.

ஆயினும்கூட, சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு, சூரிய சேகரிப்பாளர்களின் கொள்கையானது ஒளிச்சேர்க்கைகளுடன் கூடிய சிறப்புத் தகடுகளைப் பயன்படுத்துவதாகும், இதன் உற்பத்திக்கு ஏராளமான நச்சுப் பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன: ஈயம், ஆர்சனிக் அல்லது பொட்டாசியம். அவற்றின் பயன்பாடு சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிப்பதில்லை, இருப்பினும், அவற்றின் பயன்பாட்டின் வரையறுக்கப்பட்ட ஆயுளைக் கருத்தில் கொண்டு, காலப்போக்கில், தட்டுகளை அகற்றுவது ஒரு கடுமையான பிரச்சினையாக இருக்கலாம்.

சுற்றுச்சூழலில் எதிர்மறையான தாக்கத்தை கட்டுப்படுத்த, உற்பத்தியாளர்கள் படிப்படியாக மெல்லிய-பட செதில்களுக்கு மாறுகிறார்கள், அவை குறைந்த செலவு மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும்.

கதிர்வீச்சை ஆற்றலாக மாற்றுவதற்கான முறைகள்

மனிதகுலத்தின் எதிர்காலத்தைப் பற்றிய திரைப்படங்களும் புத்தகங்களும் எப்போதுமே இந்த செயல்முறையின் அதே படத்தை நமக்குத் தருகின்றன, இது உண்மையில் யதார்த்தத்திலிருந்து கணிசமாக வேறுபடலாம். மாற்ற பல வழிகள் உள்ளன.

ஃபோட்டோசெல்களின் முன்னர் விவரிக்கப்பட்ட பயன்பாடு மிகவும் பொதுவானது.

மாற்றாக, மனிதகுலம் சிறப்பு மேற்பரப்புகளை வெப்பப்படுத்துவதன் அடிப்படையில் ஹீலியோதெர்மல் ஆற்றலை தீவிரமாகப் பயன்படுத்துகிறது, இது பெறப்பட்ட வெப்பநிலையின் சரியான திசையில் தண்ணீரை சூடாக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த செயல்முறையை முடிந்தவரை எளிமைப்படுத்தினால், தனியார் துறை வீடுகளில் கோடைகால மழைக்கு பயன்படுத்தப்படும் தொட்டிகளுடன் ஒப்பிடலாம்.

ஆற்றலை உருவாக்க கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்துவதற்கான மற்றொரு வழி "சூரியப் பயணம்" ஆகும், இது காற்று இல்லாத இடத்தில் மட்டுமே செயல்பட முடியும். இந்த வகையான அமைப்பு கதிர்வீச்சை இயக்க ஆற்றலாக மாற்றுகிறது.

இரவில் உற்பத்தி பற்றாக்குறையின் சிக்கல் சூரிய ஏரோஸ்டாட் மின் உற்பத்தி நிலையங்களால் ஓரளவு தீர்க்கப்படுகிறது, வெளியிடப்பட்ட ஆற்றல் குவிதல் மற்றும் குளிரூட்டும் செயல்முறையின் காலம் காரணமாக அதன் பணிகள் தொடர்கின்றன.

நாமும் சூரிய சக்தியும்

பூமியின் சூரியன் மற்றும் காற்றின் ஆற்றல் வளங்கள் மிகவும் தீவிரமாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் நாம் அதை அடிக்கடி கவனிக்கவில்லை. முன்னதாக, ஒரு கோடை மழையில் பிரபலமான நீரை சூடாக்குவது ஏற்கனவே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. உண்மையில், பெரும்பாலும் சூரிய ஆற்றல் இந்த நோக்கங்களுக்காக துல்லியமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆயினும்கூட, இன்னும் பல எடுத்துக்காட்டுகள் உள்ளன: கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு லைட்டிங் கருவி கடையிலும், பகலில் திரட்டப்பட்ட ஆற்றலுக்கு நன்றி, இரவில் கூட மின்சாரம் இல்லாமல் வேலை செய்யக்கூடிய சேமிப்பு பல்புகளை ஒருவர் காணலாம்.

ஃபோட்டோசெல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட நிறுவல்கள் அனைத்து வகையான உந்தி நிலையங்கள் மற்றும் காற்றோட்டம் அமைப்புகளிலும் தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.