рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Солнечно-водородная энергетика

Солнечно-водородная энергетика - Реферат, раздел Физика, Современные проблемы квантовой физики Солнечно-Водородная Энергетика. Несмотря На Все Преимущества Водорода В Качес...

Солнечно-водородная энергетика. Несмотря на все преимущества водорода в качестве синтетического топлива, принципиальным остается вопрос об источнике энергии для получения водорода из воды. В основном рассматриваются три альтернативных источника термоядерная, атомная и солнечная энергия.

Однако возможности широкого использования внутренней термоядерной и атомной энергии неразрывно связаны с проблемой теплового загрязнения среды - нарушения теплового баланса и повышения температуры Земли. На эту проблему впервые указал академик Н.Н. Семенов. Согласно его оценкам, перегрев Земли на 3-4 С может привести к глобальному негативному изменению климата. При современных темпах развития энергетики на основе внутренних источников тепла изменение климата Земли может наступить уже в ближайшие 30-50 лет. Это определяет принципиальное ограничение дальнейшего развития энергетики на основе внутренних источников энергии и стимулирует поиск новых источников, не вызывающих нарушения теплового баланса Земли. С этой точки зрения солнечная энергия является одним из наиболее экологически чистых источников энергии.

В связи с этим возникает вопрос способна ли энергетика, основанная на использовании солнечного излучения в Качестве первичного источника энергии, обеспечить энергетические потребности человечества? Годовое потребление энергии человечеством за счет всех источников энергии в настоящее время составляет -1017 ккал. Сравнение этой величины с потоком поглощаемой Землей солнечной энергии 8 1020 ккал год, использование которой не превышает 2 10-3 схема 1 , показывает, что резервы солнечной энергии значительно превышают не только современные, но и будущие энергетические потребности человечества.

В связи с большими резервами и экологической чистотой в последние годы все более популярной становится концепция солнечно-водородной энергетики, основанной на преобразовании солнечной энергии в химическую в результате разложения воды и сочетающей в себе все достоинства водорода в качестве топлива и солнечной энергии в качестве первичного источника.

Схема такой идеальной солнечно-водородной энергетики, включающей фоторазложение воды с последующим транспортом и преобразованием водородного топлива в удобную для потребления электрическую форму энергии, представлена на схеме 2. Следует отметить, что по сравнению с прямым преобразованием солнечной энергии в электрическую на основе полупроводниковых солнечных батарей промежуточное аккумулирование солнечной энергии в топливной форме водорода в рамках солнечно-водородной энергетики успешно решает проблему суточной и сезонной зависимости потока солнечной энергии.

В настоящее время предложено несколько основных путей для разложения воды под действием солнечного излучения.

Некоторые из них являются косвенными. Например, термохимические методы, основанные на использовании тепла, полученного за счет солнечной энергии, или электролиз воды за счет электроэнергии от полупроводниковых солнечных батарей или тепловых электростанций. Однако исследование природного процесса конверсии солнечной энергии в химическую фотосинтеза показывает принципиальную возможность прямого фотохимического разложения воды солнечным светом.

В связи с этим в последние годы весьма интенсивно развиваются фотохимические методы получения водорода из воды, основанные либо на искусственных фотохимических системах, либо на применении биологических систем растений, микроскопических водорослей, фототропных бактерий, фотосинтетический аппарат которых может быть использован для выделения водорода - биофотолиз воды. Из повседневного опыта известно, что чистая вода в любом агрегатном состоянии совершенно прозрачна для падающего на поверхность Земли солнечного света, основная часть которого приходится на область видимого и ближнего инфракрасного излучения 0,3-1,0 мкм. Заметное поглощение электромагнитного излучения водой, способного привести к ее фоторазложению, начинается лишь с длин волн короче 0,2 мкм, практически отсутствующих в спектре солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. Это означает, что процессы прямого фотолиза воды с участием ее электронно-возбужденных состояний не могут быть использованы для конверсии солнечной энергии в химическую.

Таким образом, как и в природном фотосинтезе, эффективное фотохимическое разложение воды солнечным светом возможно только на основе фотокаталитических процессов. 2.3.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Современные проблемы квантовой физики

Современная энергетика является топливной и более чем на 90 базируется на использовании химических топлив на основе природных горючих ископаемых… Это определяет, с одной стороны, необходимость энергосбережения и разработку… Речь идет о синтезе с затратой энергии веществ, которые можно было бы использовать в качестве удобного для…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Солнечно-водородная энергетика

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Фотокатализ и фотосенсибилизация
Фотокатализ и фотосенсибилизация. Специфической особенностью фотокаталитических процессов по сравнению с обычным темновым катализом является, с одной стороны, чувствительность химической системы к

Основные принципы работы солнечных батарей
Основные принципы работы солнечных батарей. Простейшая конструкция солнечного элемента СЭ - прибора для преобразования энергии солнечного излучения - на основе монокристаллического кремния.

Конструкции и материалы солнечных элементов
Конструкции и материалы солнечных элементов. Для эффективной работы солнечных элементов необходимо соблюдение ряда условий оптический коэффициент поглощения а активного слоя полупроводника должен б

Оценка солнечного теплоснабжения в России
Оценка солнечного теплоснабжения в России. Одной из наиболее технически подготовленных к внедрению технологий использования солнечной энергии является технология производства низкопотенциаль

Разработка и внедрение первой в районе Сочи солнечно-топливной котельной
Разработка и внедрение первой в районе Сочи солнечно-топливной котельной. B децентрализованных системах теплоснабжения НВИЭ уже сейчас при наличии благоприятных условий к ним можно отнести и

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги