|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Ile energii słonecznej dociera do Ziemi? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Słońce emituje ogromną ilość energii – około 1,1x1020 kWh na sekundę. Kilowatogodzina to ilość energii potrzebna do działania 100-watowej żarówki przez 10 godzin. Zewnętrzna atmosfera Ziemi przechwytuje około jednej milionowej energii emitowanej przez Słońce, czyli około 1500 biliardów (1,5 x 1018) kWh rocznie. Jednakże w wyniku odbicia, rozpraszania i absorpcji przez gazy atmosferyczne i aerozole tylko 47% całkowitej energii, czyli około 700 biliardów (7 x 1017) kWh, dociera do powierzchni Ziemi.
Promieniowanie słoneczne w atmosferze ziemskiej dzieli się na tzw. promieniowanie bezpośrednie i promieniowanie rozproszone na cząstki powietrza, pyłu, wody itp. zawarte w atmosferze. Ich suma tworzy całkowite promieniowanie słoneczne. Ilość energii spadającej na jednostkę powierzchni w jednostce czasu zależy od wielu czynników:
Czas i położenie geograficzne Ilość energii słonecznej padającej na powierzchnię Ziemi zmienia się w wyniku ruchu Słońca. Zmiany te zależą od pory dnia i pory roku. Zazwyczaj Ziemia otrzymuje więcej promieniowania słonecznego w południe niż wczesnym rankiem lub późnym wieczorem. W południe Słońce znajduje się wysoko nad horyzontem, a długość drogi promieni słonecznych przez atmosferę ziemską jest zmniejszona. W rezultacie mniej promieniowania słonecznego jest rozpraszane i pochłaniane, co oznacza, że więcej dociera do powierzchni. Ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi odbiega od średniej rocznej: zimą – w Europie Północnej o niecałe 0,8 kWh/m2 dziennie i latem w tym samym regionie o ponad 4 kWh/m2 dziennie. Różnica maleje w miarę zbliżania się do równika.
Ilość energii słonecznej zależy również od położenia geograficznego miejsca: im bliżej równika, tym jest ona większa. Przykładowo średnie roczne całkowite padanie promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą wynosi: w Europie Środkowej, Azji Środkowej i Kanadzie – około 1000 kWh/m2; na Morzu Śródziemnym – około 1700 kWh/m2; w większości pustynnych regionów Afryki, Bliskiego Wschodu i Australii – około 2200 kWh/m2. Zatem ilość promieniowania słonecznego różni się znacznie w zależności od pory roku i położenia geograficznego (patrz tabela). Czynnik ten należy wziąć pod uwagę przy korzystaniu z energii słonecznej.
Wpływ chmur na energię słoneczną Ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi zależy od różnych zjawisk atmosferycznych oraz położenia Słońca zarówno w ciągu dnia, jak i przez cały rok. Chmury są głównym zjawiskiem atmosferycznym decydującym o ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. W dowolnym punkcie Ziemi promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni Ziemi maleje wraz ze wzrostem zachmurzenia. W rezultacie kraje o przeważnie pochmurnej pogodzie otrzymują mniej promieniowania słonecznego niż pustynie, gdzie pogoda jest przeważnie bezchmurna. Na powstawanie chmur ma wpływ obecność lokalnych elementów terenu, takich jak góry, morza i oceany, a także duże jeziora. Dlatego ilość promieniowania słonecznego odbieranego na tych obszarach i w ich sąsiedztwie może się różnić. Na przykład góry mogą otrzymywać mniej promieniowania słonecznego niż sąsiednie podgórza i równiny. Wiatry wiejące w kierunku gór powodują unoszenie się części powietrza i schładzając wilgoć w powietrzu, tworzą chmury. Ilość promieniowania słonecznego na obszarach przybrzeżnych może również różnić się od tego rejestrowanego na obszarach położonych w głębi lądu. Ilość energii słonecznej otrzymanej w ciągu dnia zależy w dużej mierze od lokalnych warunków atmosferycznych. W południe przy bezchmurnym niebie całkowite nasłonecznienie promieniowanie padające na powierzchnię poziomą może osiągnąć (np. w Europie Środkowej) wartość 1000 W/m2 (w bardzo sprzyjających warunkach atmosferycznych wartość ta może być wyższa), natomiast przy bardzo pochmurnej pogodzie nawet poniżej 100 W/m2 w południe. Wpływ zanieczyszczenia atmosfery na energię słoneczną Zjawiska spowodowane przez człowieka i naturalne mogą również ograniczać ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. Smog miejski, dym z pożarów i popiół unoszący się w powietrzu powstały w wyniku aktywności wulkanicznej zmniejszają zdolność do wykorzystania energii słonecznej poprzez zwiększenie rozpraszania i absorpcji promieniowania słonecznego. Oznacza to, że czynniki te mają większy wpływ na bezpośrednie promieniowanie słoneczne niż na promieniowanie całkowite. Przy silnym zanieczyszczeniu powietrza, na przykład smogiem, promieniowanie bezpośrednie zmniejsza się o 40%, a promieniowanie całkowite tylko o 15-25%. Silna erupcja wulkanu może na dużym obszarze powierzchni Ziemi zmniejszyć bezpośrednie promieniowanie słoneczne o 20%, a całkowite o 10% na okres od 6 miesięcy do 2 lat. W miarę zmniejszania się ilości pyłu wulkanicznego w atmosferze efekt słabnie, ale pełny powrót do zdrowia może zająć kilka lat. Potencjał energii słonecznej Słońce dostarcza nam 10 000 razy więcej darmowej energii, niż faktycznie zużywamy na całym świecie. Tylko na światowym rynku komercyjnym kupuje się i sprzedaje niecałe 85 bilionów (8,5 x 1013) kWh energii rocznie. Ponieważ nie da się monitorować całego procesu, nie można z całą pewnością stwierdzić, ile energii niekomercyjnej zużywają ludzie (na przykład, ile drewna i nawozów zbiera się i spala, ile wody zużywa się do wytworzenia energii mechanicznej lub elektrycznej) ). Niektórzy eksperci szacują, że tego rodzaju energia niekomercyjna stanowi jedną piątą całej zużywanej energii. Ale nawet jeśli tak jest, całkowita energia zużywana przez ludzkość w ciągu roku stanowi zaledwie w przybliżeniu jedną siedmiotysięczną energii słonecznej, która dociera do powierzchni Ziemi w tym samym okresie. W krajach rozwiniętych, takich jak USA, zużycie energii wynosi około 25 bilionów (2.5 x 1013) kWh rocznie, co odpowiada ponad 260 kWh na osobę dziennie. Liczba ta odpowiada zużyciu ponad stu żarówek o mocy 100 W każdego dnia przez cały dzień. Przeciętny obywatel USA zużywa 33 razy więcej energii niż Hindus, 13 razy więcej niż Chińczyk, dwa i pół razy więcej niż Japończyk i dwa razy więcej niż Szwed. Ilość energii słonecznej spadającej na powierzchnię Ziemi jest wielokrotnie większa niż jej zużycie, nawet w takich krajach jak Stany Zjednoczone, gdzie zużycie energii jest ogromne. Gdyby tylko 1% powierzchni kraju zostało wykorzystane do zainstalowania urządzeń słonecznych (paneli fotowoltaicznych lub systemów solarnych do podgrzewania wody) działających przy sprawności 10%, Stany Zjednoczone byłyby w pełni samowystarczalne energetycznie. To samo można powiedzieć o wszystkich innych krajach rozwiniętych. Jednak w pewnym sensie jest to nierealne – po pierwsze ze względu na wysoki koszt systemów fotowoltaicznych, po drugie nie da się pokryć tak dużych obszarów urządzeniami fotowoltaicznymi bez szkody dla ekosystemu. Ale sama zasada jest poprawna. Można pokryć ten sam obszar rozmieszczając instalacje na dachach budynków, domach, wzdłuż poboczy dróg, na wyznaczonych działkach itp. Ponadto w wielu krajach ponad 1% gruntów jest już przeznaczone na wydobycie, przetwarzanie, produkcję i transport energii. A ponieważ większość tej energii nie jest odnawialna w skali człowieka, ten rodzaj produkcji energii jest znacznie bardziej szkodliwy dla środowiska niż systemy fotowoltaiczne.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Preferencje gastronomiczne kotów
▪ sekcja serwisu Biografie wielkich naukowców. Wybór artykułu ▪ artykuł Pytanie jest oczywiście interesujące. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Praca na maszynie lęgowej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Zasilacz laboratoryjny z UPS. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony