1.2 Солнце, Земля, солнечная активность и то, что может пригодиться.

 
Солнечная энергия -


  Солнечная энергия, или "Где мы ее теряем?".

  С предыдущей страницы мы знаем, что до внешней атмосферы Земли долетают 1360 Ватт на метр квадратный солнечной энергии. Конечно, при прохождении атмосферы, часть энергии теряется. Но многие из нас имеют весьма отдаленное представление об атмосфере Земли и том, как она устроена. Этот «пробел в знаниях» легко поправляет следующая картинка (http://space.msu.ru,стр.5/28).
  Пространство над атмосферой используется Искусственными Спутниками Земли.
    На высоте:
  35.786 км. (гелио стационарная орбита) – спутниковое телевидение и связь,
  от 19.000 до 24.000 км. – навигация (GPS, ГЛОНАС, ...),
  от 400 до 1000 км. – метео (и спутники с которых были измерены 1360 W/m2),
  от 168 км (перигей. Салют-4)  до 442 км. (апогей. SkyLab) – пилотируемые орбитальные станции.
  На высотах до 150 км. искусственные спутники земли летать не могут, так как испытывают сильное торможение в верхних слоях атмосферы. А Баллистические ракеты – могут, но не долго.

  На высотах до 50 км. расположились метео зонды (обычно до 40 км., но рекорд для гелиостата 51 820 м.)
  До 45 км. - использует авиация.
  Пассажирские межконтинентальные рейсы обычно используют высоты от 10 до 12 км. Интересно, что зона облачности находится далеко под самолетом, а над – абсолютно чистое, голубое, небо.


   Следующие две фотографии интересны тем, что сделаны в одном и том же месте, только на разной высоте. На левой – как мы видим облака с поверхности Земли, на правой, те же облака, только с высоты 9 км. В общем случае они показывают, что солнечной энергии есть где «рассеиваться».

  И последнее. Атмосферное давление, на уровне моря – аккуратно 1 кг./см.кв (1000 мбар). Тем, что это именно 1 кг мы должны быть благодарны выбору системы измерений. Но интересно другое. В топосфере, до высот 8 – 9 км. сосредоточена половина массы атмосферы (воздуха +), включая пары воды, пыль, и большинство аэрозолей. И именно здесь, происходит поглощение большей части солнечной энергии, которая может быть преобразована наземными солнечными батареями.

  Солнечная энергия, или "Сколько ее остается после прохождения атмосферы?".

  Конечно, в разных слоях атмосферы поглощаются разные длинны волн. Но нам, как наблюдателям с Земли, это совершенно не интересно. Нас интересует только один вопрос – «Сколько?».  Поэтому, что бы не «умничать» и экономить наше время, посмотрим на картинку, ниже (ссылка находится под картинкой, dimplex.co.uk, 5-я страница).
  Вы уже взяли карандаш и перемножаете площадь Вашей солнечной батареи на мощность, КПД и 10-ть часов светового дня?  "Рановато, будет". 
  Понимаю. Оптимистичную картинку Вы уже посмотрели. И она, действительно, близка к практическими измерениями. Но теперь, время прочитать текст, который написан рядом. Если проще, то от той мощности, которая на картинке, до той мощности, которую Вы можете снять с солнечной батареи (даже с учетом КПД) – еще очень, и очень далеко.

  Добавим немного практики.

  Следующая фотография совмещена с диаграммой реальных измерений. Для эксперимента был выбран безоблачный день и фрагмент солнечной батареи 2,5V 100mA, работающий на нагрузку 100 Ом. Для исключения ненужных потерь, элемент закреплен на солнечном тракере, который удерживает направление на солнце, с точностью до 7 град. по азимуту и до 5 град. по углу места.

  Фотография, подложенная под диаграмму, сделана в тот же день, в промежутке от 12 до часа дня. Напряжение на нагрузке (100 Ом) измерялось каждые 72 сек. Напряжение 2,5V – соответствует току нагрузки 0,1А.

  Можно добавить, что минимумы напряжения связаны с  появлением облаков, плотность которых достаточна для полного исчезновения тени от предметов.

  На данном этапе – это просто график напряжения в нагрузке и ничего больше. О том, как это связано с «жизнью», Вы сможете прочитать на следующей странице.



09.09.2011  SKootS

_

 
 
Make a Free Website with Yola.