Солнечная энергия, использовани

Как известно, из всей солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли, энергия, усваиваемая в процессе фотосинтеза всей растительностью земного шара, составляет в среднем только 0,3%. Культурные растения используют солнечную энергию полнее, чем дикие. Используемая ими доля солнечной энергии составляет примерно 0,5—1,5%, а для таких культур, как рис, соевые бобы, сахарная свекла, сахарный тростник, кукуруза и некоторых других, 4— 5% от общего количества солнечной энергии, попадающей на посевы за вегетационный период. Есть основание считать, что полное раскрытие наукой механизма процесса фотосинтеза и овладение управлением им даст возможность повысить коэффициент использования солнечной энергии растениями в два-три раза и более. [c.8]

Для образования ископаемых углей потребовалась масса углерода,, извлеченная лесными и другими растениями из углекислоты атмосферного воздуха за счет энергии солнечных лучей. Поэтому угольные пласты представляют собой своеобразные аккумуляторы солнечной энергии, использованной в процессе образования основного зеленого растительного вещ,ества — хлорофилла, как это доказано К. А. Тимирязевым [34]. [c.35]

Эти два соединения, хлорофилл и гем, играют важнейшую роль в сложном механизме поглощения солнечной энергии и ее превращении для использования живыми организмами. Мы уже знаем, что характерным свойством комплексов переходных металлов является наличие нескольких близко расположенных -уровней, что позволяет им поглощать свет в видимой области спектра и придает окраску. Порфириновый цикл вокруг иона Mg в молекуле хлорофилла выполняет такую же роль. Хлорофилл в растениях поглощает фотоны видимого света и переходит в возбужденное электронное состояние (рис. 20-22). Эта энергия возбуждения может инициировать цепь химических реакций, приводящих в конце концов к образованию сахаров из диоксида углерода и воды [c.255]

Важнейшим способом превращения солнечной энергии в формы, доступные для использования живыми организмами, является фотосинтез. В ходе фотосинтеза в листьях растений диоксид углерода (углекислота) и вода превращаются в углевод глюкозу, одну из разновидностей сахаров (см. разд. 25.4) этот процесс сопровождается выделением кислорода [c.442]

Всякий живой организм, существующий на Земле (а до сих пор нам известны только земные организмы), представляет собой сложное сочетание молекул на углеродной основе, которые приспособлены эволюцией к выживанию и прямому или непрямому использованию солнечной энергии для осуществления самопроизвольно не протекающих реакций и поддержания низкой энтропии внутри организма. Организм живет до тех пор, пока могут поддерживаться такие условия. Когда биологический механизм поддержания этих условий разрушается, индивидуальный организм переходит в состояние с низкой энергией и высокой энтропией, которое принято называть смертью. [c.339]

Сушка торфяной крошки производится в полевых условиях с использованием тепла солнечной энергии. Для ускорения сушки [c.159]

Фотоэлементы с успехом применяются в автоматике, сигнализации, системах телеуправления, звуковом кино и др. Помимо щелочных фотоэлементов в технике используются селеновые, купроксные и полупроводниковые на основе использования кремния и германия. Если будут сконструированы фотоэлементы с большим коэффициентом полезного действия, то практически будет разрешена одна из важнейших технических проблем — превращение солнечной энергии в электрическую. [c.43]

Использование других альтернативных источников энергии ограничивается проблемой концентрации энергии (H.H. Семенов). Так, например, все энергетические потребности человечества может удовлетворить всего 0,5% солнечной энергии, падающей на землю. Однако для ее поглощения и утилизации необходимы гелиоустановки общей площадью 130000 км . В связи с этим возникает задача изыскания более технологичных концентрированных видов энергии. Она может быть решена переходом от традиционной схемы выработки электрической энергии через механическую [c.62]

В связи с фотоэлектрохимической эксплуатацией солнечной энергии необходимо ответить на вопрос, есть ли у нее преимущества по сравнению с применением непосредственно приборов с р—л-переходом (солнечных батарей) для получения электроэнергии последнюю можно использовать либо немедленно, либо для электролиза воды или других материалов с целью производства горючего для последующего использования. Эффективность лучших солнечных батарей, достигающая примерно 20%, несколько выше, чем у фотоэлектрохимических элементов. Кроме того, солнечные батареи не страдают от потери стабильности, которая ограничивает качество и срок службы реально действующих электрохимических элементов. Тогда какие же преимущества фотоэлектрохимического способа запа- [c.281]

Некоторые соединения изменяют свою окраску при действии на них освещения вследствие фотохимических реакций. Такие соединения, называемые фотохромными, применяются в технике, например для цифровой и буквенной индикации. С фотохимией связана одна из важнейших научно-технических проблем — использование солнечной энергии. [c.124]

С фотохимией связана одна из важнейших научно-техниче-ских проблем — использование солнечной энергии. [c.120]

Использование кремния и германия как полупроводников. Чистые кремний и германий используются не только для изготовления высококачественных диодов и триодов (гл. IX), но и мощных выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем и с высоким коэффициентом полезного действия. Кремниевые фотоэлементы, соединенные группами, образуют батареи, которые могут превращать солнечную энергию прямо в электрическую (к.п.д. до 15%). Такие солнечные батареи устанавливаются на искусственных спутниках Земли и космических кораблях. Создание экономически рентабельных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую сулит широчайшее внедрение их в народное хозяйство, так как солнечная энергия неисчерпаема, а к.п.д. фотоэлектрических преобразователен, как предсказывает теория, может быть доведен до 25% (к.п.д. использования солнечной энергии растениями менее 1%). [c.296]

В растительных организмах углеводы образуются в результате фотосинтеза, который протекает за счет использования солнечной энергии с участием зеленого вещества растений — хлорофилла. Суммарное уравненне реакцнй фотосинтеза можно представить следующим образом [c.423]

Возможности использования солнечной энергии и, в частности, проектирование солнечных коллекторов и передачи этой энергии внутри зданий также послужили толчком к проведению исследований естественной конвекции в частичных полостях. Так, были проведены экспериментальное и численное исследования различных случаев ориентации С-образной полости, позволившие определить возникающий перенос и соответствующие коэффициенты теплоотдачи от нагретых солнцем поверхностей. Как было экспериментально установлено [248], теплопередача от вертикальной поверхности, входящей в такую конфигурацию, очень близка к теплопередаче в случае внешней естественной конвекции вблизи вертикальной поверхности, расположенной а протяженной изотермической среде. [c.328]

Солнечная энергия и энергия, запасаемая в виде биомолекул, - это основные энергетические источники жизни на нашей планете. Использование различных видов згшасенной солнечной энергии, ставшее возможным после открытия явления трения, сыграло основополагающую роль в развитии человеческой цивилиз 1ции. В ходе интервью, вы, вероятно, убедились в том, [c.195]

Новые источники энергии. По мере того как человечество исчерпывает запасы нефти, газа и угля в земной коре, ему придется все больше обращаться к использованию ядерной энергии, солнечной энергии, а также энергии ветра и приливов. Каждый из этих новых источников энергии потребует в свою очередь создания новых материалов и способов для производства и передачи энергии от ее источников к потребителям. [c.13]

Нарисуйте, хотя бы схематически, основные части установки для опреснения морской воды методом дистилляции с использованием солнечной энергии. [c.518]

Ежегодно возрастает потребление солнечной эне)ргии для подогрева воды и домов. В 1988 г. малые гидростанции мощностью менее 10 тыс. кВт произвели энергии в 4 раза больше, чем все атомные С1внции. В среднем на 15й ежегодно растет выпуск оборудования для использования геотермальной, солнечной энергии и энергии ветра. (За последние 15 лет затраты нефти на единицу продукции снизили(ъ в США в 1,5 раза, а в Японии — вдвое.) [c.12]

В последние годы в какой-то степени стала ясной общая картина фотосинтеза в зеленом листе растения. Фотосинтез углеводов из углекислого газа и воды 6СО2 + бНдО — СеН120в + бОз происходит за счет солнечной энергии, использованию которой содействует зеленый пигмент — хлорофилл (см. кн. 2). [c.467]

На фотохимических процессах основана фотография — воздействие света на светочувствительные материалы. Широко применяются в промышленности цепные реакции фотохлорирования и фотосульфо-хлорирования, имеются промышленные способы фотохимического модифицирования полимерных пленок и волокон. Фотохимия непосредственно связана с одной из важнейших научно-технических проблем — использованием солнечной энергии. Создание искусственных систем, осуществляющих процессы, аналогичные фотосинтезу в растениях, имело бы значение, которое трудно переоценить. [c.202]

Достижения биогехнологии позволяют в принципе превратить солнечную энергию, запасенную в биомассе растений, в исходное сырье для химической промышленности. Надо еще учесть, что в настоящее время мы находимся в самом начале развития этой области науки и техники. Тем не менее уже имеются примеры успешного использования ферментов (биохимических катализаторов с высокой избирательностью действия) для получения ряда веществ. Сейчас методами биотехнологии в широких масштабах получают шесть важных химических соединений, включая этанол и уксусную кислоту. Они, конечно, сейчас болс е дороги, чем получаемые из нефти. Но со временем цена нефти растет, а биотехнологические способы становятся более конкурентоспособными. Весьма вероятно, в недалеком будущем основой большой химии будут нефть, уголь и биомасса. Конкретный вклад каждого из источников будет опред, 1яться экономической ситуацией в каждой конкретной стране. [c.229]

Хранение солнечной энергии с помощью фотоэлектрохими-ческих процессов в принципе можно достигнуть несколькими путями. Во-первых, освещение химических веществ в гомогенном растворе может давать электрическую энергию в фотогаль-ванических элементах. Во-вторых, освещение электрода, погруженного в раствор, способно производить электрическую энергию благодаря фотогальваническому переходу, формирующемуся на поверхности раздела между жидкой и твердой фазами. Далее такой элемент можно заставить производить химические продукты, если соединить два электрода внешней цепью и осуществить фотоэлектролиз аналогично электролизу, идущему при использовании внешнего источника электрической энергии. Наконец, можно обойтись без отдельных электродов, заменив их суспензией фоточувствительных частиц, каждая из которых обладает свойствами анода и катода, и электролиз (например, воды) будет происходить микрогетерогенно во всем объеме раствора. [c.272]

Перестройка энергетики с переходом на новые источники энергии, т. е. радикальное решение топливно-энергетической проблемы, имеет два наиболее реальных направления 1) широкое развитие ядерной энергетики и 2) резкое увеличение потребления твердого топлива, мощность запасов которого на несколько порядков выше, чем нефти и газа (см. табл. 2). Энергетические установки, использующие гидравлическую энергию, теплоту земных недр, солнечную энергию, энергию ветров, морских приливов, не потребляют ископаемого топлива, но по мощности не могут конку-р1фовать с ядерной энергетикой. Такие установки могут применяться в тех районах, где это экономически целесообразно (например, использование солнечной энергии в Среднеазиатских республиках СССР, в странах Ближнего Востока и т. д.). [c.35]

Создание и рациональное применение новых и высокоэффективных удобрений, разработка и внедрение пестицидов, улучшение физических и физико-химических свойств почвы невозможны без знания основ физической химии. Изучение почвенно-погло-щающего комплекса и гумуса почв, так необходимое для раскрытия способов повышения плодородия, прежде всего осуществляется с выявления физико-химического механизма возникновения, изменения и деградации этих систем. Глубокое исследование процессов фотосинтеза на основе знания механизма фотохимических реакций позволит в будущем повысить коэффициент использования солнечной энергии культурными растениями. [c.3]

Живые организмы нуждаются в энергии для своего существования, роста и воспроизведения. Первичным источником этой энергии является Солнце. Однако в процессе развития жизни на Земле и появления все более разнообразных организмов у многих из них развилась способность гюлучать энергию непрямым путем в результате усвоения энергии, запасенной другими организмами. Например, человеческий организм практически лишен способности прямого использования солнечной энергии. Вместо этого он потребляет растительные и животные материалы, чтобы получить вещества, пригодные в качестве прямых источников энергии. [c.441]

Проведенные в 1984 и 1985 гг. натурные испытания солнечных каталитических реакторов, разработанных в Институте катализа Сибирского отделения АН СССР, с использованием гелиосистем Академии паук УССР экспериментально подтвердили перспективность каталитических процессов конверсии метана и других углеводородов. Например, при использовании паровой конверсии метана в реакторе с полезной мощностью (по запасаемой энергии) около 2 кВт был достигнут более чем 40%-ный КПД преобразования сконцентрированной солнечной энергии в химическую энергию (эн- [c.263]

Важное место среди таких устройств занимают фотоэлементы, служащие для прямого преобразования световой энергии в электрическую. На рис. Х-49 показана спектральная характеристика кремниевого фотозлемента, из которой видно, что максимум поглощения приходится на инфракрасные лучи. Коэффициент полезного действия кремниевых фотоэлементов составляет около 15%. Из них построены, в частности, солнечные батареи, обеспечивающие питание радиоаппаратуры на искусственнках спутниках Земли. В будущем рисуется перспектива массового наземного применения таких батйрей для эффективного использования солнечной энергии (которой Земля ежегодно получает примерно в 100 раз больше, чем могло бы дать сжигание всех известных запасов ископаемого топлива). [c.587]

Мировая общественность давно призывает использовать возобновляемые источники энергии - солнечную энергию, энергию воды, ветра и т. п., однако много энергии пока не получено. Академик П.Л. Капица неоднократно подчеркивал, что солнечная энергия - рассеянная отдача 1 м освещенной Солнцем поверхности в средних широтах составляет не более 100 Вт. Академик В.А. Легасов на вопрос, целесообразно ли покрыть пустыню Каракумы, где много солнечных дней, самыми дешевыми преобразователями солнечной энергии -алюминиевыми нагревателями, показал, что затрата энергии и загрязнение окружающей среды при производстве необходимого для этого алюминия будет во много раз больше выигрыша от их использования. В США, в теплой Калифорнии для обогрева домов используются солнечные батареи, помещаемые на крышах домов, но и там такой установки хватает на небольшой дом. Конечно, в некоторых условиях (например, [c.9]

В последующих разделах этой, а также других глав, будет приведено еще немало примеров использования [2 + 2]-фотоииклоприсоединения (как в варианте алкен-ьалкен, так и в варианте алкен+енон) для решения задач построения самых различных структур. Здесь уместно сделать еще одно замечание более общего характера. Структуры типа баскетена (357) или бензола Дьюара (388) относятся к числу богатых энергией жестких структур с системой напряженных связей С—С. По сути дела в ходе образования подобного рода систем происходит преобразование лучистой энергии в энергию химической связи. Ясно также, что превращения таких соединений, протекающие с разрывом напряженных фрагментов (например, под действием катализаторов), должны сопровождаться вьщелением энергии, запасенной при их синтезе. Поэтому внутримолекулярное фотоциклоприсосдинение рассматривается сейчас не только как один из полезнейших инструментов органического синтеза, но и как перспективный путь создания систем, способных аккумулировать лучистую (в том числе солнечную) энергию в форме химической энергии, удобной для практического использования, [c.242]

БИОСФЕРА (от греч Ьюз-жизнь и sphau a-map), оболочка Земли, в к-рой осуществляется деятельность живых организмов Б охватывает нижнюю часть атмосферы-тропосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы, к-рые взаимосвязаны сложными биогеохим циклами миграции в-ва и энергии Начальный момент этих циклов -использование солнечной энергии растениями (в процессе фотосинтеза) для создания биогенных в-в За миллиарды лет благодаря фотосинтезу огромное кол-во солнечной энергии превратилось в энергию хим связей орг соед, произошло накопление в атмосфере своб Oj [c.289]

Традиц. способы получения (см. Водород) для В.э. экономически не выгодны. Для нужд В. э. предполагается усовершенствовать традиц. методы и разработать новые, нетрадиционные, используя ядерную и солнечную энергию. Предлагаемое усовершенствование осн. традиц. метода получения Н -каталитич. конверсии прир. газа и газов нефтепереработки - заключается в том, что процесс проводят в кипящем слое катализатора, тепло подводят от высокотемпературного ядерного газоохлаждаемого реактора (ВТГР). Применение этого метода позволит более чем в 10 раз увеличить объемную скорость процесса, снизить т-ру в хим. реакторе на 150°С, уменьшить затраты на произ-во Н2 на 20-25%. Однако ВТГР, обеспечивающие высокие т-ры теплоносителя (ок. 1000°С), пока находятся в стадии разработок. Др. вариант получения Н -водно-щелочной электролиз под давлением с использованием дешевой разгрузочной электроэнергии, вырабатываемой в ночное время атомной электростанцией. Расход электроэнергии на получение 1 м Н2 составляет 4,3-4,7 кВт ч (по обычному способу 5,1-5,6 кВт ч), напряжение на ячейке 1,7-2,0 В при плотности тока 3-5 кА/м и давлении в электролизере до 3 МПа. Использование установок по получению Н2 в ночное время на атомных электростанциях позволит регулировать график их суточной нагрузки и снизить себестоимость Н2. Полученный Н2 может направляться на нужды пром-сти либо использоваться как топливо на электростанции для выработки дополнит, электроэнергии в дневное время. [c.405]

Исследуются фотохим. методы получения Н2 с использованием солнечной энергии. Осуществлен фотозлектролиз воды (с раздельным получением Н2 и О2) метод будет представлять практич. интерес, если его кпд достигнет [c.405]

В настоящее время решение таких фундаментальных задач народного хозяйства, как прямое превращение тепловой и солнечной энергии в электрическую, концентрация электрической и магнитной высокочастотной энергии, создание сверхпроводящих материалов и высокоэффективных генераторов микроволн и светового излучения, ночное освещение запасенным дневным спетом, создйние химически, механически и термически устойчивых материалов, широкое использование атомной энергии — все это находится в прямой записимости от решения проблемы получения особо чистых веществ в ее химическом и технологическом аспектах. [c.3]

Взаимосвязь различньгх дисциплин во многих случаях можно проиллюстрировать примерами из истории науки. Скажем, периодический закон был открыт химиками, но объяснен на основе теории строения атома физиками тем не менее атомистическая теория строения материи была еще раньше предложена химиками. Периодический закон и периодическая система элементов служат интересам не только химиков, но также физиков и биологов. В качестве второго примера укажем, что процесс фотосинтеза долгое время был предметом изучения ботаников, но химикам удалось вскрыть его механизм, который имеет чисто химическую природу. Это открытие привело к появлению новых областей исследования для биохимиков и даже инженеров, которые ищут пути использования солнечной энергии как дешевого источника, удобного для применения в промышленности. [c.10]

Представьте себе затем пластмассовый мещочек с двумя отделениями, в одном из которых находится вода, а в другом— соль, поглощающая при растворении очень большое количество тепла. Если разорвать перегородку между отделениями, соль растворится в воде и мешочек превратится в средство первой помощи, способное замепигь пузырь со льдом. Один из наиболее обещающих способов накопления солнечной энергии в дневное время и ее потребления в ночное время, основан на использовании теплоты растворения и противоположной ей по знаку энергии — теплоты осаждения. [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология