מאז ימי קדם, אנשים דיברו על השמש כחזקה וגדולה, והעלו אותה בדתותיהם לעצם חי. המאורה סגדו, שיבחו, הזמן נמדד על פיו, והוא נחשב תמיד למקור העיקרי של ברכות ארציות.

הצורך באנרגיה סולארית

אלפי שנים חלפו. האנושות נכנסה לעידן חדש של התפתחותה ונהנית מפירות הקידמה הטכנולוגית המתפתחת במהירות. עם זאת, עד היום, השמש היא המייצגת את המקור הטבעי העיקרי של חום, וכתוצאה מכך, חיים.

כיצד האנושות משתמשת בשמש בפעילויות היומיומיות שלה? הבה נשקול את הנושא הזה ביתר פירוט.

"עבודה" של השמש

הגוף השמימי משמש כמקור היחיד לאנרגיה הדרושה לפוטוסינתזה בצמחים. השמש מפעילה את מחזור המים, ורק בזכותה יש בכוכב הלכת שלנו את כל הדלקים המאובנים המוכרים לאנושות. ואנשים גם משתמשים בכוחו של הכוכב הבהיר הזה כדי לענות על הצרכים שלהם לאנרגיה חשמלית ותרמית. בלי זה, החיים על הפלנטה פשוט יהיו בלתי אפשריים.

מקור אנרגיה עיקרי

הטבע מבטיח בחוכמה שהאנושות תקבל את מתנותיה מהגוף השמימי. משלוח לכדור הארץ אנרגיה סולאריתמתבצע על ידי העברת גלי קרינה אל פני השטח של יבשות ומים. יתרה מכך, מכל הספקטרום הנשלח מגיעים אלינו רק הדברים הבאים:

1. גלי אולטרה סגול. הם בלתי נראים לעין האנושית ומהווים כ-2% מהספקטרום הכולל.

2. גלי אור. זוהי כמחצית האנרגיה מהשמש המגיעה לפני כדור הארץ. הודות לגלי האור, אדם רואה את כל צבעי העולם סביבו.

3. גלי אינפרא אדום. הם מהווים כ-49% מהספקטרום ומחממים את פני המים והאדמה. הגלים הללו הם המבוקשים ביותר בשימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ.

העיקרון של המרת גל אינפרא אדום

כיצד מתרחש תהליך השימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ? כמו כל פעולה דומה אחרת, היא מתבצעת על פי עקרון הטרנספורמציה הישירה. כדי לעשות זאת, אתה רק צריך משטח מיוחד. כאשר אור השמש פוגע בו, הוא עובר תהליך של הפיכתו לאנרגיה. כדי להשיג חום, אספן חייב להיות מעורב במעגל זה. הוא סופג גלי אינפרא אדום. יתרה מכך, במכשיר שמשתמש באנרגיה סולארית, יש בהחלט התקני אחסון. כדי לחמם את המוצר הסופי, מותקנים מחליפי חום מיוחדים.

המטרה שאנרגיית השמש רודפת אחריה היא להשיג חום ואור נחוצים עבור האנושות. התעשייה החדשה נקראת לפעמים אנרגיה סולארית. אחרי הכל, הליוס בתרגום מיוונית פירושו שמש.

תפעול המתחם

תיאורטית, כל אחד מאיתנו יכול לחשב התקנה סולארית. אחרי הכל, ידוע כי לאחר שעבר את הנתיב מהכוכב היחיד של המערכת הגלקטית שלנו לכדור הארץ, זרם של קרני אור יביא עמו מטען אנרגיה השווה ל-1367 W למ"ר. זהו מה שנקרא קבוע השמש, הקיים בכניסה לשכבות האטמוספירה. אפשרות זו אפשרית רק אם תנאים אידיאליים, שפשוט לא קיימים בטבע. לאחר מעבר באטמוספירה, קרני השמש יביאו לקו המשווה 1020 וואט למ"ר. אבל בגלל השינוי של היום והלילה, אנחנו יכולים לקבל פי שלושה פחות ערך. לגבי קווי רוחב ממוזגים, לא רק משך הזמן משתנה כאן. שעות היום, אבל גם עונתיות. לפיכך, ייצור החשמל במקומות רחוקים מקו המשווה יצטרך להיות מופחת בגורם נוסף של שניים בעת החישוב.

גיאוגרפיה של הקרנות של הגוף השמימי

היכן אנרגיה סולארית יכולה לעבוד בצורה יעילה למדי? תנאים טבעיים להצבת צמחים ממלאים תפקיד חשוב בתעשייה מתפתחת זו.
התפלגות קרינת השמש על פני כדור הארץ אינה אחידה. באזורים מסוימים, קרן השמש היא אורח מיוחל ונדיר, באחרים היא יכולה להשפיע על כל היצורים החיים.

כמות קרינת השמש שמקבל אזור מסוים תלויה בקו הרוחב שלו. המינונים הגדולים ביותר של אנרגיית אור טבעי מתקבלים על ידי מדינות הממוקמות ליד קו המשווה. אבל זה לא הכל. נפח השטף הסולארי תלוי במספר הימים הצלולים, המשתנה כאשר עוברים מאזור אקלים אחד למשנהו. זרימות אוויר ומאפיינים אחרים של האזור יכולים להגדיל או להקטין את מידת הקרינה. היתרונות של אנרגיה סולארית הם המוכרים ביותר:

מדינות צפון מזרח אפריקה וכמה אזורים דרום מערביים ומרכזיים של היבשת;
- תושבי חצי האי ערב;
- החוף המזרחי של אפריקה;
- צפון מערב אוסטרליה וכמה איים של אינדונזיה;
- החוף המערבי של דרום אמריקה.

באשר לרוסיה, כפי שמראות מדידות שנלקחו בשטחה, האזורים הגובלים בסין, כמו גם האזורים הצפוניים, נהנים מהמינונים הגבוהים ביותר של קרינת השמש. ואיפה בארצנו השמש הכי פחות מחממת את כדור הארץ? זהו האזור הצפון-מערבי, הכולל את סנט פטרסבורג והסביבה.

תחנות כוח

קשה לדמיין את חיינו מבלי להשתמש באנרגיה של השמש על כדור הארץ. איך ליישם את זה? ניתן להשתמש בקרני אור לייצור חשמל. הצורך בו גדל מדי שנה, ומאגרי הגז, הנפט והפחם מצטמצמים בקצב מהיר. לכן בעשורים האחרונים אנשים החלו לבנות תחנות כוח סולאריות. אחרי הכל, מתקנים אלה מאפשרים שימוש במקורות אנרגיה חלופיים, תוך חיסכון משמעותי במשאבי הטבע.

תחנות כוח סולאריות פועלות הודות לתאי פוטו המובנים על פני השטח שלהן. יתר על כן, ב השנים האחרונותניתן היה להגביר באופן משמעותי את היעילות של מערכות כאלה. החלו לייצר מתקנים סולאריים החומרים העדכניים ביותרושימוש בפתרונות הנדסיים יצירתיים. זה הגדיל משמעותית את כוחם.

לדברי כמה חוקרים, בעתיד הקרוב האנושות עשויה לנטוש את הדרכים המסורתיות הקיימות לייצור חשמל. הצרכים של אנשים יסופקו במלואם על ידי הגוף השמימי.

תחנות כוח סולאריות יכולות להיות גדלים שונים. הקטנים שבהם הם פרטיים. למערכות אלו יש רק מעט פאנלים סולאריים. המתקנים הגדולים והמורכבים ביותר תופסים שטחים העולה על עשרה קמ"ר.

כל תחנות הכוח הסולאריות מחולקות לשישה סוגים. ביניהם:

מִגדָל;
- מתקנים עם תאי פוטו;
- בצורת דיסק;
- פרבולי;
- ואקום סולארי;
- מעורב.

הסוג הנפוץ ביותר של תחנת כוח הוא מגדל. זהו מבנה גבוה. כלפי חוץ, הוא דומה למגדל עם מאגר הממוקם עליו. המיכל מלא במים ונצבע בשחור. מסביב למגדל יש מראות ששטחן עולה על 8 מ"ר. כל המערכת הזו מחוברת ללוח בקרה אחד, שבזכותו ניתן לכוון את זווית המראות כך שהן מחזירות כל הזמן את אור השמש. הקרניים המכוונות אל המיכל מחממות את המים. המערכת מייצרת קיטור, המשמש לייצור חשמל.

בעת הפעלת תחנות כוח מסוג photocell, הם משתמשים פנלים סולאריים. כיום, מתקנים כאלה הפכו פופולריים במיוחד. אחרי הכל, פאנלים סולאריים ניתן להתקין בלוקים קטנים, מה שמאפשר להשתמש בהם לא רק עבור מפעלים תעשייתיים, אלא גם עבור בתים פרטיים.

אם אתה רואה שורה שלמהצלחות לווין ענקיות, על בְּתוֹךאילו לוחות מראה מותקנות, אז דעו שמדובר בתחנות כוח פרבוליות הפועלות על קרינת שמש. עקרון הפעולה שלהם דומה לאותן מערכות מסוג מגדל. הם קולטים קרן אור ומחממים את המקלט עם הנוזל. לאחר מכן, נוצר קיטור המשמש לייצור חשמל.

תחנות מנות פועלות באותו אופן כמו אלו המסווגות כמגדלים וסוגי פרבוליים. ההבדלים טמונים רק בתכונות העיצוב של ההתקנה. במבט ראשון הוא נראה כמו עץ ​​מתכת ענק שעליו הם מראות שטוחות צורה עגולה. אנרגיית השמש מתרכזת בהם.

שיטה יוצאת דופן להפקת חום משמשת בתחנת כוח סולארית ואקום. העיצוב שלו הוא פיסת אדמה מכוסה בגג עגול. במרכז מבנה זה מתנשא מגדל חלול שבבסיסו מותקנות טורבינות. סיבוב הלהבים של תחנת כוח כזו מתרחש עקב זרימת האוויר המתרחשת עקב הפרש הטמפרטורה. גג הזכוכית מאפשר מעבר קרני השמש. הם מחממים את כדור הארץ. טמפרטורת האוויר בתוך הבית עולה. ההבדל בקריאת מדחום בפנים ובחוץ יוצר טיוטה לאוויר.

אנרגיה סולארית משתמשת גם בתחנות כוח סוג מעורב. אנחנו יכולים לדבר על מערכות כאלה במקרים שבהם, למשל, משתמשים בתאי פוטו נוספים במגדלים.

יתרונות וחסרונות של אנרגיה סולארית

לכל מגזר של הכלכלה הלאומית יש חיובי ו צדדים שליליים. הם זמינים גם בעת שימוש בשטפי אור. יתרונות אנרגיה סולאריתמסתיימים כדלקמן:

ידידותי לסביבה, כי זה לא מזהם את הסביבה;
- זמינות הרכיבים העיקריים - תאי פוטו, אשר נמכרים לא רק עבור יישומים תעשייתיים, אלא גם ליצירת תחנות כוח קטנות אישיות;
- בלתי נדלה וחידוש עצמי של המקור;
- ירידה מתמדת בעלויות.

בין החסרונות של אנרגיה סולארית:

השפעת השעה ביום ו תנאי מזג אווירעל הפריון של תחנות כוח;
- הצורך באחסון אנרגיה;
- ירידה בתפוקה בהתאם לקו הרוחב בו נמצא האזור ולזמן השנה;
- חימום גדול של האוויר, המתרחש בתחנת הכוח עצמה;
- הצורך בניקוי תקופתי של זיהום, שמערכת הפאנלים הסולאריים מצריכה, שהוא בעייתי בשל השטחים העצומים עליהם מותקנים תאי הפוטו;
- העלות הגבוהה יחסית של הציוד, שאמנם יורד מדי שנה, אך עדיין אינו נגיש לצרכן ההמוני.

סיכויי פיתוח

מהן האפשרויות הנוספות לשימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ? כיום, צפוי עתיד גדול לקומפלקס האלטרנטיבי הזה.

הסיכויים לאנרגיה סולארית בהירים. אחרי הכל, עבודה בקנה מידה עצום כבר מתבצעת בכיוון הזה. מדי שנה מופיעות יותר ויותר תחנות כוח סולאריות במדינות שונות ברחבי העולם, שגודלן מדהים בפתרונות הטכניים ובקנה מידה. בנוסף, מומחים בתעשייה זו לא מפסיקים לבצע מחקר מדעי, שמטרתו להגדיל את המקדם פי כמה. פעולה שימושיתתאי פוטו המשמשים במתקנים כאלה.

מדענים עשו חישוב מעניין. אם היו מותקנים תאי פוטו על אדמת כדור הארץ, שתהיה ממוקמת על שבע מאיות משטחו, אז הם, אפילו ביעילות של 10%, היו מספקים לכל האנושות את החום והאור שהם צריכים. וזה לא סיכוי כל כך רחוק. אחרי הכל, לפוטו-תאים שנמצאים בשימוש היום יש יעילות של 30%. במקביל, מדענים מקווים להעלות את הערך הזה ל-85%.

פיתוח האנרגיה הסולארית מתקדם בקצב גבוה למדי. אנשים מודאגים מאוד מבעיית דלדול משאבי הטבע ופועלים לזהות מקורות חלופייםחום ואור. פתרון כזה ימנע את משבר האנרגיה הבלתי נמנע עבור האנושות, כמו גם את האסון הסביבתי הממשמש ובא.

אנרגיה סולארית היא הפקת אנרגיה סולארית על ידי צבירתה באמצעות מתקנים מיוחדים. כיום, אנרגיה סולארית מתפתחת באופן פעיל ברוסיה. המדענים במדינה חוקרים את האפשרויות להשגת משאבי אנרגיה כבר שנים רבות. אבל במיוחד בזהירות הנושא הזהמוקדש לעבודה מאז שנת 2000.

נכון להיום הומצאו מערכות ומתקנים שונים ומשמשים בהצלחה לצבירת אנרגיה סולארית והמרתה לנושאות אנרגיה. מערכות פוטו-וולטאיות פועלות מאור שמש מפוזר. יתרה מכך, ניתן להתאים את עוצמת ההתקנה בהתאם לצרכי המשתמש. הוספת קטע ממיר פוטו יכולה להגדיל משמעותית את היעילות האפקטיבית, ובכך להבטיח הכמות הנדרשתאֵנֶרְגִיָה.

הסיכויים של היום לאנרגיה סולארית

תשומת לב רבה מוקדשת לשיפור מנגנון השימוש באנרגיה טבעית אדם מודרני. זו הסיבה שהסיכויים לאנרגיה סולארית בעתיד גבוהים מאוד. בשנים הקרובות, על פי מומחים, העולם ישתמש במשאבי הטבע במלואם, ויבטיח אספקה ​​בלתי נדלית של משאבי אנרגיה.

עבור הקהילה העולמית, פיתוח המגזר התעשייתי הזה הוא בראש סדר העדיפויות. יש לכך מספר סיבות. כלומר:

• האפשרות להשתמש בטבע להפקת אנרגיה;
• טוהר הסביבה של המוצר המתקבל;
• זולות יחסית;
• בטיחות מוחלטת לסביבה;
• עלויות מינימום לציוד (בהשוואה לתוצאה שהתקבלה).

במילים אחרות, לאנרגיה המתקבלת מקרני השמש יש רק צדדים חיוביים. פיתוח מודרני של יכולות טכניות מספק סיכויים מצוינים - הציוד המפותח מסוגל להמיר אנרגיה סולארית עם עלויות מינימליותלעבוד.

כמו כן, חשוב שהמתקנים הסולאריים יהיו קלים מאוד לתפעול. הם קלים להתקנה, קלים לתיקון ושינוי, מתאימים אותם לצרכים שלך. ממירי פוטו תופסים מעט מקום והם מותקנים על גגות מבנים. בנוסף, הם מסוגלים לצבור אנרגיה גם במזג אוויר גרוע.

מדענים הגיעו למסקנה שכמות אור השמש הנופלת על פני כדור הארץ בשבוע אחד בלבד גדולה פי מאות מהאנרגיה שניתן לקבל מכל נושאי האנרגיה הארציים הידועים (גז, פחם, עץ). המשמעות היא שב-7 ימים בלבד אדם יכול לקבל אנרגיה כמו, למשל, כמה טונות של פחם יכולים לספק.

העתיד שייך לאנרגיה סולארית

הצהרה זו נאמרת על ידי מומחים בינלאומיים. בהתחשב בהזדמנויות שמספק אור שמש מפוזר, אין ספק בנכונות דעה זו. קל לאמת זאת באמצעות דוגמה פשוטה.

כדי להשיג טון אחד של פחם נדרשות עלויות אדירות, המורכבות מזמן, עבודה אנושית ושימוש בציוד מיוחד. קל לחשב כמה עולה כל טון דלק מוצק למדינה.

מה קורה במקרה של אנרגיה סולארית? יש צורך להתקין התקן אחסון (סוללה, מורכב, מערכת) רק פעם אחת, ואנרגיה מתקבלת כל הזמן, ללא השתתפות ישירה של האדם. כלומר, כדי לחמם חלל מגורים או להשיג אספקת חשמל רציפה, המשתמש לא צריך לבזבז כל הזמן זמן, מאמץ ומשאבים כספיים.

ברחבי העולם, עתיד האנרגיה הסולארית נתפס כבהיר למדי. ויש לכך סיבות. בשנים האחרונות, מומחים הצליחו לשפר משמעותית את איכות "מקלטי" האנרגיה הסולארית ולהגדיל את ההמרה שלהם. כתוצאה מכך, לאנשים יש גישה לסוללות סולאריות חזקות שהן אמינות ביותר וקטנות בגודלן.

מקור אנרגיה חלופי יאפשר לאנושות לפתור בעיות בשימור הסביבה. אל לנו לשכוח את המרבצים המתכלים של חומרים אחרים: פחם, גז, עץ. קרני שמש - חבר אמתאדם.

משרד החינוך של הרפובליקה של בלארוס

מוסד חינוכי

"האוניברסיטה הפדגוגית הממלכתית של בלארוס על שם מקסים טנק"

המחלקה לפיזיקה כללית ותיאורטית

קורסים בפיזיקה כללית

אנרגיה סולארית וסיכויים לשימוש בה

תלמידי קבוצה 321

הפקולטה לפיזיקה

לשקביץ' סבטלנה ולרייבנה

יועץ מדעי:

פדורקוב צ'סלב מיכאילוביץ'

מינסק, 2009

מבוא

1. מידע כלליהו שמש

2. השמש היא מקור אנרגיה

2.1 מחקר אנרגיה סולארית

2.2 פוטנציאל אנרגיה סולארית

3. שימוש באנרגיה סולארית

3.1 שימוש פסיבי באנרגיה סולארית

3.2 שימוש פעיל באנרגיה סולארית

3.2.1 קולטי שמש וסוגיהם

3.2.2 מערכות סולאריות

3.2.3 תחנות כוח תרמיות סולאריות

3.3 מערכות פוטו-וולטאיות

4. אדריכלות סולארית

סיכום

רשימת מקורות בשימוש

מבוא

השמש ממלאת תפקיד יוצא דופן בחיי כדור הארץ. כל העולם האורגני של הפלנטה שלנו חייב את קיומו לשמש. השמש היא לא רק מקור לאור וחום, אלא גם המקור המקורי להרבה סוגים אחרים של אנרגיה (נפט, פחם, מים, רוח).

מהרגע שהאדם הופיע על פני כדור הארץ, הוא החל להשתמש באנרגיה של השמש. על פי נתונים ארכיאולוגיים, ידוע שלדיור ניתנה העדפה למקומות שקטים, מוגנים מרוחות קרות ופתוחים לאור השמש.

אולי מערכת ההליו-סיסטם הידועה הראשונה יכולה להיחשב לפסל של אמנהוטפ השלישי, שראשיתה במאה ה-15 לפני הספירה. בתוך הפסל הייתה מערכת של תאי אוויר ומים, שתחת קרני השמש הניעו כלי נגינה חבוי. IN יוון העתיקהסגד להליוס. שמו של האל הזה מהווה היום בסיס למונחים רבים הקשורים לאנרגיה סולארית.

הבעיה של אספקת אנרגיה חשמלית למגזרים רבים בכלכלה העולמית והצרכים ההולכים וגדלים של אוכלוסיית כדור הארץ הופכת כעת יותר ויותר דחופה.

1. מידע כללי על השמש

השמש היא הגוף המרכזי של מערכת השמש, כדור פלזמה לוהט, כוכב ננסי טיפוסי בדרגה ספקטרלית G2.

מאפייני השמש

1. משקל M S ~2*10 23 ק"ג

2. R S ~629 אלף ק"מ

3. V= 1.41*10 27 מ' 3, שזה כמעט פי 1300 אלף מנפח כדור הארץ,

4. צפיפות ממוצעת 1.41 * 10 3 ק"ג/מ"ר,

5. בהירות L S =3.86*10 23 קילוואט,

6. טמפרטורת פני שטח יעילה (פוטוספירה) 5780 K,

7. תקופת הסיבוב (סינודית) משתנה בין 27 ימים בקו המשווה ל-32 ימים. בקטבים,

8. תאוצת נפילה חופשית 274 מ'/שנ' 2 (עם תאוצת כבידה עצומה כזו, אדם השוקל 60 ק"ג ישקול יותר מ-1.5 טון).

מבנה השמש

בחלק המרכזי של השמש יש מקור האנרגיה שלה, או בשפה הפיגורטיבית, אותו "תנור" המחמם אותה ואינו מאפשר לה להתקרר. אזור זה נקרא הליבה (ראה איור 1). בליבה, שבה הטמפרטורה מגיעה ל-15 MK, משתחררת אנרגיה. לליבה יש רדיוס של לא יותר מרבע מהרדיוס הכולל של השמש. עם זאת, מחצית ממסת השמש מרוכזת בנפח שלה וכמעט כל האנרגיה התומכת בזוהר השמש משתחררת.

מייד מסביב לגרעין מתחיל אזור של העברת אנרגיה קרינה, שם היא מתפשטת באמצעות ספיגה ופליטת חלקי אור - קוואנטה - על ידי החומר. לוקח הרבה מאוד זמן עד שקוואנטים חודר מבעד לחומר השמש הצפוף החוצה. אז אם "התנור" בתוך השמש כבה פתאום, נדע על כך רק מיליוני שנים מאוחר יותר.

אורז. 1 מבנה השמש

בדרכה בשכבות השמש הפנימיות, זרימת האנרגיה נתקלת באזור בו אטימות הגז גדלה מאוד. זהו אזור ההסעה של השמש. כאן אנרגיה מועברת לא על ידי קרינה, אלא על ידי הסעה. אזור ההסעה מתחיל ברדיוס של 0.7 לערך מהמרכז ומשתרע כמעט עד לפני השטח הגלוי ביותר של השמש (פוטוספירה), שם העברת זרימת האנרגיה העיקרית הופכת שוב לזוהרת.

הפוטוספירה היא המשטח המקרין של השמש, בעל מבנה גרגירי הנקרא גרנולציה. כל "גרגר" כזה הוא כמעט בגודל של גרמניה ומייצג זרם של חומר חם שעלה לפני השטח. לעתים קרובות ניתן לראות אזורים כהים קטנים יחסית בפוטוספירה - כתמי שמש. הם קרים ב-1500˚C מהפוטוספירה שמסביב, שהטמפרטורה שלה מגיעה ל-5800˚C. בשל הפרש הטמפרטורות עם הפוטוספירה, כתמים אלה נראים שחורים לחלוטין כאשר הם צופים באמצעות טלסקופ. מעל הפוטוספירה נמצאת השכבה הבאה, הנדירה יותר, הנקראת כרומוספירה, כלומר "הכדור הצבעוני". הכרומוספרה קיבלה את השם הזה בשל צבעה האדום. ולבסוף, מעליו יש חלק חם מאוד, אך גם נדיר ביותר, באטמוספירה הסולארית - הקורונה.

2. השמש היא מקור אנרגיה

השמש שלנו היא כדור גז ענקי ומאיר שבתוכו מתרחשים תהליכים מורכבים וכתוצאה מכך משתחררת אנרגיה ללא הרף. אנרגיית השמש היא מקור החיים על הפלנטה שלנו. השמש מחממת את האטמוספירה ואת פני כדור הארץ. הודות לאנרגיה סולארית נושבות רוחות, מחזור המים מתרחש בטבע, הים והאוקיינוסים מתחממים, צמחים מתפתחים ולבעלי החיים יש מזון. הודות לקרינת השמש קיימים דלקים מאובנים על פני כדור הארץ. ניתן להמיר אנרגיה סולארית לחום או קור, כוח מניע וחשמל.

השמש מאדה מים מהאוקיינוסים, מהימים ומפני כדור הארץ. היא הופכת את הלחות הזו לטיפות מים, היוצרות עננים וערפילים, ואז גורמת לה ליפול בחזרה לכדור הארץ בצורה של גשם, שלג, טל או כפור, וכך נוצר מחזור לחות ענק באטמוספירה.

אנרגיה סולארית היא המקור למחזוריות הכללית של האטמוספירה ולמחזור המים באוקיינוסים. נראה שהוא יוצר מערכת ענקית של חימום מים ואוויר של הפלנטה שלנו, ומפיצה מחדש את החום על פני כדור הארץ.

אור השמש, הנופל על צמחים, גורם לתהליך הפוטוסינתזה, קובע את הצמיחה וההתפתחות של צמחים; כשהיא עולה על האדמה, היא הופכת לחום, מחממת אותה, יוצרת את אקלים הקרקע, ובכך מעניקה חיוניות לזרעי צמחים, מיקרואורגניזמים ויצורים חיים המאכלסים אותה, שללא החום הזה היו נמצאים במצב של אנביוזה (תרדמת חורף).

השמש פולטת כמות עצומה של אנרגיה - בערך 1.1 x 10 20 קילוואט לשנייה. קילוואט שעה היא כמות האנרגיה הדרושה להפעלת נורת ליבון של 100 וואט במשך 10 שעות. האטמוספירה החיצונית של כדור הארץ מיירטת כמיליון מהאנרגיה הנפלטת מהשמש, או כ-1,500 קוודריליון (1.5 x 10 18) קילוואט-שעה בשנה. עם זאת, רק 47% מכל האנרגיה, או כ-700 קוודריליון (7 x 10 17) קילוואט-שעה, מגיעה לפני השטח של כדור הארץ. 30% הנותרים של אנרגיית השמש משתקפים חזרה לחלל, כ-23% מאדים מים, 1% אנרגיה מגיעה מגלים וזרמים ו-0.01% מתהליך הפוטוסינתזה בטבע.

2.1 מחקר אנרגיה סולארית

מדוע השמש זורחת ואינה מתקררת במשך מיליארדי שנים? איזה "דלק" נותן לו אנרגיה? מדענים חיפשו תשובות לשאלה זו במשך מאות שנים, ורק בתחילת המאה ה-20 נמצא הפתרון הנכון. כיום ידוע שבדומה לכוכבים אחרים, הוא זורח בשל תגובות תרמו-גרעיניות המתרחשות במעמקיו.

אם גרעיני האטומים של יסודות קלים יתמזגו לגרעין של אטום של יסוד כבד יותר, אז המסה של החדש תהיה פחותה מהמסה הכוללת של אלה שמהם הוא נוצר. שאר המסה מומרת לאנרגיה, הנסחפת על ידי חלקיקים המשתחררים במהלך התגובה. אנרגיה זו הופכת כמעט לחלוטין לחום. תגובה כזו של היתוך של גרעיני אטום יכולה להתרחש רק בלחץ גבוה מאוד ובטמפרטורה מעל 10 מיליון מעלות. לכן זה נקרא תרמו-גרעיני.

החומר העיקרי המרכיב את השמש הוא מימן, המהווה כ-71% מהמסה הכוללת של הכוכב. כמעט 27% שייכים להליום, ו-2% הנותרים מגיעים מיסודות כבדים יותר כמו פחמן, חנקן, חמצן ומתכות. ה"דלק" העיקרי של השמש הוא מימן. מארבעה אטומי מימן, כתוצאה משרשרת של טרנספורמציות, נוצר אטום הליום אחד. ומכל גרם מימן שמשתתף בתגובה, משתחררים 6x10 11 J של אנרגיה! על פני כדור הארץ, כמות אנרגיה זו תספיק כדי לחמם 1000 מ"ר מים מטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס לנקודת הרתיחה.

2.2 פוטנציאל אנרגיה סולארית

השמש מספקת לנו פי 10,000 יותר אנרגיה חופשית ממה שמשמשת בפועל בעולם. קצת פחות מ-85 טריליון (8.5 x 10 13) קילוואט-שעה של אנרגיה בשנה נקנה ונמכר בשוק המסחרי העולמי בלבד. מכיוון שאי אפשר לפקח על כל התהליך, אי אפשר לומר בוודאות כמה אנרגיה לא מסחרית אנשים צורכים (למשל, כמה עצים ודשן נאספים ונשרפים, כמה מים משמשים למכני או אנרגיה חשמלית). כמה מומחים מעריכים שאנרגיה לא מסחרית כזו מהווה חמישית מכלל האנרגיה בשימוש. אבל גם אם זה כך, סך האנרגיה הנצרכת על ידי האנושות במהלך השנה הוא רק כשבע אלפית מאנרגיית השמש שפוגעת לפני כדור הארץ באותה תקופה.

במדינות מפותחות, כמו ארה"ב, צריכת האנרגיה עומדת על כ-25 טריליון (2.5 x 10 13) קילוואט-שעה בשנה, המקביל ליותר מ-260 קילוואט-שעה לאדם ליום. מחוון זהזה שווה ערך להפעלת יותר ממאה נורות ליבון של 100 וואט במשך יום שלם בכל יום. אזרח ארה"ב ממוצע צורך פי 33 יותר אנרגיה מהודי, פי 13 מסיני, פי שניים וחצי מיפני ופעמיים משוודי.

החיפוש אחר מקורות אנרגיה חלופיים מדאיג את הקהילה המדעית המתקדמת כבר שנים רבות. אנרגיה סולארית נחשבת לשיטה הפופולרית והבלתי מזיקה לייצור חשמל. השמש היא המקור העיקרי להשגת אנרגיה אקולוגית, סדירה. במאמר זה נלמד על הפיכת קרני UV לחשמל, באילו אזורים בארצנו משתמשים בה באופן פעיל הטכניקה הזוומהן תכונות הפיתוח שלו בעתיד.

מקור אנרגיה חלופי

מהחום המומר של גוף התאורה שלנו, אפשר להשיג את סוגי האנרגיה העיקריים המשמשים מדי יום על ידי אנשים ברחבי העולם. הבה נבחן את הקטגוריות העיקריות של ייצור חשמל:

1. אלמנטים פוטו-אלקטריים. הם משמשים לייצור אשר הם מקלטי קרניים טבעיות במערכות. הלוחות נבדלים זה מזה במבנה, בעוצמה ובמידות. הם יכולים להיות חד-גבישיים, מצופים בסיליקון או פוליגריסטליים.
2. גנרטור תרמי חשמלי. באמצעות מכשיר טכני זה מופק חשמל מאנרגיית הקרניים. אלגוריתם הפעולה מורכב מהמרת טמפרטורות שונות הפזורות על פני מקומות שוניםיחידה.

קבלת אנרגיה תרמית

אנרגיית השמש מומרת לחום באמצעות שימוש במספר תצורות:

• קולטי ואקום. הם פועלים כך: נוזל מיוחד, מחומם על ידי קרניים, מתאדה כאשר מגיעים לפרמטרים ספציפיים. האנרגיה של הקיטור שנוצר מועברת לנושא החום. לאחר שחרור האנרגיה, הקיטור מתעבה, התהליך מתחדש במעגל.
• הקולטים שטוחים, עשויים על בסיס בולם עם ציפוי ערימה, מסגרת מבודדת חום, המספקת את הכניסה והיציאה של נוזל הקירור. העבודה מובטחת על ידי קליטת קרניים על ידי משטח מיוחד. הם ממוקדים, מרוכזים בהשפעת העדשה ומופנים למכשיר המעביר את אנרגיית השמש לצרכן דרך נוזל הקירור.

יישום של ייצור סולארי בחיי היומיום

פוטו-וולטאיקה היא אחת הדרכים העיקריות לעבד חום טבעי לחשמל הדרוש לאנושות. ההשפעה הזאתמתבצע בדרך זו: אלקטרונים הסופגים את האנרגיה של חלקיקי האור מופעלים ויוצרים מתח חשמלי.

פאנלים סולאריים (סוללות) פועלים על בסיס התהליך המתואר לעיל. מבנים אלו מבוססים על אלמנטים הממירים קרינה לחשמל. הם מעשיים ובעלי מאפייני ביצועים גבוהים. הלוחות אינם רגישים לתנודות טמפרטורה ומשקעים.

פיתוח האנרגיה הסולארית איפשר להשתמש בפאנלים כמקורות חשמל לבתים, בתחום הרפואי ולשיפור העיר. לסוללות מודרניות יש מבחר רחב של טקסטורות וגוונים. הם דומים פחות ופחות לסוללות כחולות, ניתן להשתמש בהן כדי לקשט את גג הבית מבלי להפריע לסגנון הכללי של הבניין.

החדשות לא היו שלמות ללא מוצר חדש של המותג המפורסם טסלה. היצרן לא הגביל את עצמו לפאנלים, אלא פיתח חומר קירוי שיכול לעבד את קרינת השמש במלואה. לדוגמה, רעפי גג סולאריים עם מודולים סולאריים מובנים. הוא עשוי במגוון וריאציות ומאופיין באחריות לכל החיים ובמרווח בטיחות.

סיכויי פיתוח ברוסיה

מקורות אקולוגיים הפכו נפוצים במדינות רבות ברחבי העולם. המדינה שלנו לא מפגרת אחרי המגמה הנתונה להיפך, היא מתפשטת בקצב מהיר. זה נובע מ-4 סיבות:

• פיתוח טכנולוגיות שיכולות להוזיל משמעותית את עלות הציוד.
• הרצון להשתמש במקורות אנרגיה עצמאיים בקרב האוכלוסייה.
• ייצור נקי ובטוח.
• חידוש מתמיד של מקור האנרגיה.

אזורי העדיפות לאנרגיה ירוקה הם: אזורי הדרוםהפדרציה הרוסית - אזור סטברופול, קרסנודר, אזור המזרח הרחוק, הקווקז, דרום סיביר.

כל אזור שונה מהשני בבידוד, התלוי בעונה ובאורך היום. לאחר שלמדנו את החדשות על פיתוח אנרגיה סולארית בשנה הקודמת, אנו יכולים לראות את הקיבולת של תחנות כוח אקולוגיות רוסיות, שהסתכמו ביותר מ-75 מגה וואט.

באילו אזורים משתמשים בתחנות כוח ECO?

רשימת התחנות הפועלות באופן פעיל בשישה אזורים:

• אזור אורנבורג: 2 תחנות בהספק של 25 MW ו-5 MW;
• Bashkortostan: תחנות Bugulchanskaya (15 MW ו-20 MW);
• אלטאי: Ust-Kanskaya ו-Kosh-Agachskaya (5 ו-10 VMT);
• קרים: שלוש עשרה תחנות בהספק של מעל 289 מגה וואט;
• חאקאסיה: אבקאנסקאיה;
• אזור בלגורוד: תחנת Altenergo.

החל משנת 2018, תחנות נמצאות בשלב הפרויקט ובשלבי בנייה באזורים הבאים: אסטרחאן, ליפצק, אומסק, סמארה, צ'ליאבינסק, סרטוב, אירקוטסק, וולגוגרד. בנוסף: דאגסטן, קלמיקיה, בשקורטוסטן וטרנסבייקליה.

איפה משתמשים בו?

ככלל, ההספק שיגיע במהלך הקמת תחנות יסתכם ביותר מאלף מגה וואט. בחיי היומיום נעשה שימוש קבוע בקולטני שמש, גנרטורים תרמו סולאריים ותרמו-אלקטריים, המותקנים במפעלים ובארגונים.

חדשות האנרגיה הסולארית הן יותר מחיוביות. הכוח המשולב של המתקנים המתוכננים ותפוצתם הנרחבת מהדרום לסיביר נחשב לאינדיקטור העיקרי לפיתוח נייד של אנרגיה חלופית.

שימוש באנרגיה אקולוגית בחיי היומיום

אנרגיה סולארית היא סוג נפוץ ומתקדם, המתאים לשימוש ביתי בצורת מקור חימום חשמלי למבני מגורים, בהם משתמשים ב:

1. תחנות כוח סולריות המיוצרות על ידי מפעלי תעשייה זרים ומקומיים. היחידות יוצאות למכירה עם עתודות כוח שונות, במספר סוגי תצורות.
2. משאבות חום. נועד לחמם בריכות שחייה, לספק מים חמים ולחמם חדרים.
3. קולטני שמש משמשים לאספקת מים חמים ולחימום מערכות ביתיות בפרט, יחידות צינור ואקום הן היעילות ביותר בתחום זה.

יתרונות וחסרונות

היתרונות כוללים: זמינות ייצור, עלויות ייצור נמוכות, מקורות אנרגיה בלתי נדלים, התקנה בטוחה של המבנה. בנוסף, לענף סיכויים טובים, שכן במקביל מפותחים טכנולוגיות וחומרים בעלי מאפיינים משופרים.

היבטים שליליים כוללים: יעילות לא מספקת, ציוד יקר, תלות בעונתיות, מיקום גיאוגרפי, יום, מזג אוויר.

כדי להבטיח חיים נוחים לאוכלוסייה ופיתוח מגזרי תעשייה ברוסיה, יש צורך במאגר אנרגיה מרשים. לכן, מקורות אספקת אנרגיה עצמאיים כובשים יותר ויותר את שטחה של המדינה, ומספקים חום וחשמל לאזורים מרוחקים.

עקרון המרת אנרגיה סולארית, יישומו והסיכויים

יש פחות ופחות מקורות אנרגיה מסורתיים בעולם. מאגרי הנפט, הגז והפחם מתרוקנים והכל הולך לקראת העובדה שבמוקדם או במאוחר הם ייגמרו. אם לא יימצאו מקורות אנרגיה חלופיים עד למועד זה, האנושות תעמוד בפני קטסטרופה. לכן, נערך מחקר בכל המדינות המפותחות לגילוי ופיתוח מקורות אנרגיה חדשים. קודם כל, זו אנרגיה סולארית. מאז ימי קדם, אנרגיה זו שימשה אנשים להארת בתיהם, מזון יבש, בגדים וכו'. אנרגיה סולארית כיום היא אחד המקורות המבטיחים ביותר אנרגיה חלופית. נכון לעכשיו, יש כבר די הרבה עיצובים המאפשרים המרת אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית או תרמית. התעשייה צומחת ומתפתחת בהדרגה, אבל כמו בכל מקום אחר, יש לה את הבעיות שלה. על כל זה נדון בחומר זה.

אנרגיה סולארית היא אחד המקורות המתחדשים הנגישים ביותר על פני כדור הארץ. השימוש באנרגיה סולארית במשק הלאומי משפיע לטובה על הסביבה, שכן אין צורך בקידוח בארות או בפיתוח מוקשים כדי להשיגה. בנוסף, סוג זה של אנרגיה הוא בחינם ואינו עולה כלום. מטבע הדברים, ישנן עלויות הקשורות לרכישה והתקנה של ציוד.

הבעיה היא שהשמש היא מקור אנרגיה לסירוגין. לכן, זה דורש צבירת אנרגיה ושימוש בה בשילוב עם אחרים מקורות אנרגיה. הבעיה העיקרית כיום היא שלציוד מודרני יש יעילות נמוכה בהמרת אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית ותרמית. לכן, כל הפיתוחים מכוונים להגביר את היעילות של מערכות כאלה ולהפחית את עלותן.

אגב, משאבים רבים על פני כדור הארץ נגזרים מאנרגיה סולארית.לדוגמא, הרוח, שהיא מקור מתחדש נוסף, לא הייתה נושבת ללא השמש. אידוי המים והצטברותם בנהרות מתרחשים גם בהשפעת השמש. ומים, כידוע, משמשים את כוח המים. גם דלק ביולוגי לא היה קיים בלי השמש. לכן, בנוסף למקור האנרגיה הישיר, השמש משפיעה על אזורי אנרגיה אחרים.

השמש שולחת קרינה אל פני השטח של הפלנטה שלנו. מספקטרום רחב של קרינה, 3 סוגי גלים מגיעים אל פני כדור הארץ:

• אוֹר. ישנם כ-49 אחוזים מהם בספקטרום הפליטה;
• אינפרא אדום. חלקם גם הוא 49 אחוז. הודות לגלים הללו, הפלנטה שלנו מתחממת;
• אוּלְטרָה סָגוֹל. ישנם כ-2 אחוזים מהם בספקטרום קרינת השמש. הם בלתי נראים לעינינו.

טיול אל ההיסטוריה

כיצד התפתחה אנרגיית השמש עד היום? האדם חושב להשתמש בשמש בפעילויותיו מאז ימי קדם. כולם מכירים את האגדה לפיה ארכימדס שרף את צי האויב ליד עירו סירקיוז. הוא השתמש במראות בוערות בשביל זה. לפני כמה אלפי שנים, במזרח התיכון, חוממו ארמונות השליטים על ידי מים, שחוממו על ידי השמש. במדינות מסוימות אנחנו מתאדים מי יםהם קיבלו מלח מהשמש. מדענים ערכו לעתים קרובות ניסויים במכשירי חימום המופעלים על ידי אנרגיה סולארית.

הדגמים הראשונים של תנורים כאלה יוצרו במאות ה-17-17. בפרט, החוקר נ' סוסיר הציג את הגרסה שלו למחמם מים. זוהי קופסת עץ מכוסה במכסה זכוכית. המים במכשיר הזה חוממו ל-88 מעלות צלזיוס. בשנת 1774, A. Lavoisier השתמש בעדשות כדי לרכז חום מהשמש. והופיעו גם עדשות שאפשרו להמיס ברזל יצוק מקומית תוך כמה שניות.

סוללות הממירות אנרגיית שמש לאנרגיה מכנית נוצרו על ידי מדענים צרפתים. בסוף המאה ה-19 פיתח החוקר או. מושו מבודד הממקד קרניים באמצעות עדשה על דוד קיטור. דוד זה שימש להפעלת בית הדפוס. בארה"ב באותה תקופה ניתן היה ליצור יחידה המונעת סולארית עם קיבולת של 15 "סוסים".

במשך זמן רב, מבודדים יוצרו על פי תוכנית שהשתמשה באנרגיית השמש כדי להמיר מים לקיטור. והאנרגיה המומרת שימשה לעבודה כלשהי. המכשיר הראשון הממיר אנרגיית שמש לאנרגיה חשמלית נוצר בשנת 1953 בארה"ב. זה הפך לאב-טיפוס של פאנלים סולאריים מודרניים. האפקט הפוטואלקטרי שעליו מבוססת עבודתם התגלה עוד בשנות ה-70 של המאה ה-19.

בשנות השלושים של המאה הקודמת, האקדמאי של ברית המועצות A.F. Ioffa הציע להשתמש בתאי פוטו מוליכים למחצה להמרת אנרגיה סולארית. יעילות הסוללה באותה תקופה הייתה פחות מ-1%. שנים רבות חלפו עד שפותחו תאים סולאריים בעלי יעילות של 10-15 אחוזים. ואז האמריקאים בנו פאנלים סולאריים מודרניים.

ליותר כוח מערכות סולאריותיעילות נמוכה מפצה על ידי השטח המוגדל של תאים פוטו. אבל זה לא פתרון, שכן מוליכים למחצה סיליקון בתאים סולאריים הם די יקרים. ככל שהיעילות עולה, עלות החומרים עולה. זהו המכשול העיקרי לשימוש נרחב בפאנלים סולאריים. אבל ככל שהמשאבים מתרוקנים, השימוש בהם יהפוך לרווחי יותר ויותר. בנוסף, מחקר להגברת היעילות של תאי פוטו אינו מפסיק.

ראוי לומר שסוללות מבוססות מוליכים למחצה הן עמידות למדי ואינן דורשות כישורים לטיפול בהן. לכן, הם משמשים לרוב בחיי היומיום. יש גם תחנות כוח סולאריות שלמות. ככלל, הם נוצרים במדינות עם מספר רב של ימים שמשייםלשנה. זו ישראל ערב הסעודית, דרום ארה"ב, הודו, ספרד. עכשיו יש כמה פרויקטים פנטסטיים לחלוטין. למשל, תחנות כוח סולאריות מחוץ לאטמוספירה. שם, אור השמש עדיין לא איבד אנרגיה. כלומר, מוצע ללכוד קרינה במסלול ולאחר מכן להמיר אותה לגלי מיקרו. ואז, בצורה זו, האנרגיה תישלח לכדור הארץ.

המרת אנרגיה סולארית

קודם כל, כדאי לדבר על איך ניתן לבטא ולהעריך את האנרגיה הסולארית.

כיצד ניתן להעריך את כמות האנרגיה הסולארית?

מומחים משתמשים בערך כמו קבוע השמש כדי להעריך אותו. זה שווה ל-1367 וואט. זה בדיוק כמה אנרגיה מהשמש נופלת על מטר מרובע של כדור הארץ. כרבע אובד לאטמוספירה. הערך המרבי בקו המשווה הוא 1020 וואט למ"ר. בהתחשב ביום ובלילה, שינויים בזווית השכיחות של קרניים, יש להפחית ערך זה בשלוש פעמים נוספות.

גרסאות שונות הובעו על מקורות אנרגיה סולארית. נכון לעכשיו, מומחים טוענים שאנרגיה משתחררת כתוצאה מהפיכתם של ארבעה אטומי H2 לגרעין He. התהליך ממשיך עם שחרור של כמות משמעותית של אנרגיה. לשם השוואה, דמיינו שאנרגיית ההמרה של 1 גרם של H2 דומה לזו המשתחררת משריפת 15 טונות של פחמימנים.

שיטות המרה

מכיוון שלמדע כיום אין מכשירים המופעלים על ידי אנרגיה סולארית צורה טהורה, יש להמיר אותו לסוג אחר. לשם כך נוצרו מכשירים כמו פאנלים סולאריים וקולטן. סוללות ממירות אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית. והאספן מייצר אנרגיה תרמית. ישנם גם דגמים המשלבים את שני הסוגים הללו. הם נקראים היברידיים.

הדרכים העיקריות להמרת אנרגיה סולארית מוצגות להלן:

• פוטואלקטרי;
• תרמית סולארית;
• אוויר חם;
• תחנות כוח בלון סולארי.

השיטה הראשונה היא הנפוצה ביותר. כאן נעשה שימוש בלוחות פוטו-וולטאיים, המייצרים אנרגיה חשמלית בחשיפה לשמש. ברוב המקרים הם עשויים מסיליקון. העובי של לוחות כאלה הוא עשיריות המילימטר. פאנלים כאלה משולבים למודולים פוטו-וולטאיים (סוללות) ומותקנים בשמש. לרוב הם ממוקמים על גגות בתים. באופן עקרוני, שום דבר לא מונע ממך להציב אותם על הקרקע. זה רק הכרחי שלא יהיו סביבם חפצים גדולים, מבנים אחרים או עצים שיכולים להטיל צל.

בנוסף לתאי פוטו משתמשים בסרט דק או תאים לייצור אנרגיה חשמלית. היתרון שלהם הוא בעובי הקטן שלהם, אבל החיסרון שלהם הוא יעילות מופחתת. מודלים כאלה משמשים לעתים קרובות במטענים ניידים עבור גאדג'טים שונים.

שיטת המרת האוויר התרמית כוללת השגת אנרגיה מזרימת אוויר. זרימה זו נשלחת לטורבוגנרטור. בתחנות כוח אירוסטאטיות, בהשפעת אנרגיית השמש, נוצרים אדי מים בצילינדר האירוסטטיים. פני הבלון מכוסים ציפוי מיוחד, סופג קרני שמש. תחנות כוח כאלה מסוגלות לפעול במזג אוויר מעונן ובלילה הודות למאגר הקיטור בבלון.

אנרגיה סולארית מבוססת על חימום פני השטח של נושא האנרגיה בקולט מיוחד. לדוגמה, זה יכול להיות חימום מים למערכת חימום ביתית. לא רק מים, אלא גם אוויר יכולים לשמש כנוזל קירור. ניתן לחמם בקולט ולספק אותו למערכת האוורור הביתית.

כל המערכות הללו יקרות למדי, אך הפיתוח והשיפור שלהן נמשכים בהדרגה.

יתרונות וחסרונות של אנרגיה סולארית

יתרונות

• בחינם. אחד היתרונות העיקריים של אנרגיה סולארית הוא שאין עליה עלות. פאנלים סולאריים מיוצרים באמצעות סיליקון, שהוא בשפע;
• לא תופעות לוואי. תהליך המרת האנרגיה מתרחש ללא רעש, פליטות מזיקות ופסולת וללא השפעה על הסביבה. לא ניתן לומר זאת על אנרגיה תרמית, הידרו וגרעינית. כל המקורות המסורתיים פוגעים במערכת ההפעלה במידה זו או אחרת;
• בטיחות ואמינות. הציוד עמיד (מחזיק עד 30 שנה). לאחר 20-25 שנות שימוש, תאי פוטו מייצרים עד 80 אחוז מערכם הנומינלי;
• לְמַחְזֵר. פאנלים סולאריים ניתנים למחזור לחלוטין וניתן להשתמש בהם שוב בייצור;
• קל לתחזוקה. הציוד די קל לפריסה ופועל באופן אוטונומי;
• מותאם היטב לשימוש בבתים פרטיים;
• אֶסתֵטִיקָה. ניתן להתקנה על גג או חזית של בניין מבלי לפגוע במראהו;
• משולבת היטב כמערכות אספקת כוח עזר.