Ressources d'énergie solaire. Schéma, description

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Ressources d'énergie solaire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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La réaction de fusion thermonucléaire des éléments légers dans les profondeurs du Soleil génère une énergie colossale de rayonnement solaire. Quantitativement, ce rayonnement est caractérisé par l'intensité I₀- c'est la puissance de l'énergie rayonnante sortant de l'atmosphère terrestre par seconde par mètre carré d'une surface perpendiculaire aux rayons solaires. Pour la distance moyenne du Soleil lorsque la Terre se déplace sur une orbite elliptique I₀ = 1,35 kW/m2. La puissance totale de l'énergie rayonnante entrant dans l'atmosphère terrestre est d'environ 180 millions de GW (la puissance totale des centrales électriques russes est de 215 GW). La quantité d'énergie solaire rayonnante arrivant chaque année dans l'atmosphère terrestre est une valeur colossale de 1,57 * 10¹⁸ kWh 45% de l'énergie rayonnante entrante tombe sur la lumière visible (longueurs d'onde 0,4 ... 0,75 microns), 45% - sur le rayonnement infrarouge (thermique), 10% - sur les rayons ultraviolets.

L'équilibre de l'énergie rayonnante de la Terre est illustré à la fig. 3.1. Environ 28 % de l'énergie rayonnante provenant du Soleil est réfléchie par les nuages et les aérosols vers l'espace. Le rayonnement thermique (infrarouge) de la Terre provient à 114% du Soleil, dont 42% sont renvoyés par l'atmosphère, et le reste va dans l'espace. À la surface de la planète, l'énergie entrante est redistribuée par les courants marins et les vents.

Ressources d'énergie solaire
Fig.3.1. Bilan de l'énergie rayonnante de la Terre

Les valeurs locales de l'énergie rayonnante du Soleil, venant à la surface de la lithosphère ou de l'hydrosphère, dépendent de l'orientation par rapport au Soleil (éclairement), de la nébulosité, de la poussière de l'air, de la hauteur au-dessus du niveau de la mer, de la période de l'année et du jour. Aux latitudes moyennes, pendant la journée, l'intensité du rayonnement solaire I atteint 800 W/m2 en été et 200.350 W/m2 en hiver, diminuant jusqu'à zéro avec le coucher du soleil.

L'énergie rayonnante du Soleil est utilisée par la biosphère depuis l'apparition de la vie sur la planète. La transformation de l'énergie solaire en énergie mécanique a été démontrée pour la première fois à l'Exposition universelle de Paris, lorsqu'un capteur solaire a mis en mouvement une machine à vapeur.

Malgré la densité relativement faible de l'énergie rayonnante, l'énergie solaire s'est fortement développée ces dernières années. Aux États-Unis, 8 grandes centrales solaires modulaires (SPP) d'une capacité totale d'environ 450 MW ont été mises en service, l'énergie est fournie aux systèmes électriques des États. La production de convertisseurs solaires photovoltaïques dans le monde a atteint 300 MW par an, dont 40% aux États-Unis. À l'heure actuelle, plus de 2 millions de centrales de chauffage solaire fonctionnent dans le monde. La superficie des capteurs solaires thermiques aux États-Unis est de 10 millions de m2, au Japon de 8 millions de m2. L'énergie solaire est utilisée dans les séchoirs à grains, les usines de dessalement, les systèmes d'alimentation électrique des stations spatiales, etc.

Des projets exotiques sont mis en œuvre. Ainsi, le gouvernement australien a adopté un plan de construction d'une "Solar Tower" d'un diamètre de base de 130 mètres et d'une hauteur de 1 km. Au pied de la tour se dressera une immense serre d'un diamètre de 7 km. L'air chauffé dans la serre se précipitera dans le tuyau, faisant tourner les éoliennes qui y sont installées. La capacité de WPP devrait être de 200 MW. Le coût du projet est estimé à 308 millions de dollars.

Auteur : Labeish V.G.

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