Bao nhiêu năng lượng mặt trời chạm vào trái đất? Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế

 Bình luận bài viết

Mặt trời phát ra một lượng năng lượng khổng lồ - khoảng 1,1x1020 kWh mỗi giây. Một kilowatt giờ là lượng năng lượng cần thiết để vận hành bóng đèn sợi đốt 100 watt trong 10 giờ. Bầu khí quyển bên ngoài Trái đất chặn khoảng một phần triệu năng lượng do Mặt trời phát ra, hay khoảng 1500 triệu triệu (1,5 x 1018) kWh mỗi năm. Tuy nhiên, do sự phản xạ, tán xạ và hấp thụ của các khí và sol khí trong khí quyển nên chỉ có 47% tổng năng lượng, tương đương khoảng 700 triệu triệu (7 x 1017) kWh, chạm tới bề mặt Trái đất.

Bức xạ mặt trời trong bầu khí quyển Trái đất được chia thành cái gọi là bức xạ trực tiếp và bức xạ tán xạ trên các hạt không khí, bụi, nước, v.v. có trong khí quyển. Tổng của chúng tạo thành tổng bức xạ mặt trời. Lượng năng lượng rơi trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian phụ thuộc vào một số yếu tố:

• vĩ độ
• mùa khí hậu địa phương trong năm
• góc nghiêng của bề mặt so với mặt trời.

Thời gian và vị trí địa lý

Lượng năng lượng mặt trời rơi xuống bề mặt Trái đất thay đổi do sự chuyển động của Mặt trời. Những thay đổi này phụ thuộc vào thời gian trong ngày và thời gian trong năm. Thông thường, Trái đất nhận được nhiều bức xạ mặt trời vào giữa trưa hơn là vào sáng sớm hoặc tối muộn. Vào buổi trưa, Mặt trời ở trên cao so với đường chân trời và độ dài đường đi của tia Mặt trời qua bầu khí quyển Trái đất giảm đi. Do đó, bức xạ mặt trời bị tán xạ và hấp thụ ít hơn, nghĩa là sẽ chạm tới bề mặt nhiều hơn.

Lượng năng lượng mặt trời tới bề mặt Trái đất khác với mức trung bình hàng năm: vào mùa đông - dưới 0,8 kWh/m2 mỗi ngày ở Bắc Âu và hơn 4 kWh/m2 mỗi ngày vào mùa hè ở cùng khu vực này. Sự khác biệt giảm dần khi bạn đến gần xích đạo.

(bấm vào để phóng to)

Lượng năng lượng mặt trời cũng phụ thuộc vào vị trí địa lý của khu vực: càng gần xích đạo thì càng lớn. Ví dụ, tổng lượng bức xạ mặt trời trung bình hàng năm trên bề mặt nằm ngang là: ở Trung Âu, Trung Á và Canada - khoảng 1000 kWh/m2; ở Địa Trung Hải - khoảng 1700 kWh / m2; ở hầu hết các vùng sa mạc ở Châu Phi, Trung Đông và Úc - khoảng 2200 kWh/m2.

Do đó, lượng bức xạ mặt trời thay đổi đáng kể tùy theo thời gian trong năm và vị trí địa lý (xem bảng). Yếu tố này phải được tính đến khi sử dụng năng lượng mặt trời.

Ảnh hưởng của mây đến năng lượng mặt trời

Lượng bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất phụ thuộc vào các hiện tượng khí quyển khác nhau và vị trí của Mặt trời cả trong ngày và trong suốt cả năm. Mây là hiện tượng khí quyển chính quyết định lượng bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất. Tại bất kỳ điểm nào trên Trái đất, bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất đều giảm khi độ che phủ của mây tăng lên. Do đó, các quốc gia có thời tiết nhiều mây sẽ nhận được ít bức xạ mặt trời hơn so với các sa mạc nơi thời tiết hầu như không có mây.

Sự hình thành của mây bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các đặc điểm địa hình địa phương như núi, biển và đại dương cũng như các hồ lớn. Do đó, lượng bức xạ mặt trời nhận được ở những khu vực này và các khu vực xung quanh có thể khác nhau. Ví dụ, những ngọn núi có thể nhận được ít bức xạ mặt trời hơn những chân đồi và đồng bằng lân cận. Gió thổi về phía núi buộc một phần không khí bay lên và làm mát độ ẩm trong không khí, tạo thành mây. Lượng bức xạ mặt trời ở các khu vực ven biển cũng có thể khác với lượng bức xạ được ghi nhận ở các khu vực nằm trong đất liền.

Lượng năng lượng mặt trời nhận được trong ngày phụ thuộc phần lớn vào điều kiện khí quyển địa phương. Vào buổi trưa, bầu trời quang đãng, tổng lượng năng lượng mặt trời

Bức xạ rơi trên bề mặt nằm ngang có thể đạt tới (ví dụ ở Trung Âu) giá trị 1000 W/m2 (trong điều kiện thời tiết rất thuận lợi, con số này có thể cao hơn), trong khi khi thời tiết nhiều mây, nó thậm chí có thể dưới 100 W/m2. vào buổi trưa.

Ảnh hưởng của ô nhiễm khí quyển đến năng lượng mặt trời

Các hiện tượng tự nhiên và nhân tạo cũng có thể hạn chế lượng bức xạ mặt trời chiếu tới bề mặt Trái đất. Sương mù đô thị, khói cháy rừng và tro bụi trong không khí từ hoạt động núi lửa làm giảm khả năng khai thác năng lượng mặt trời bằng cách tăng sự phân tán và hấp thụ bức xạ mặt trời. Nghĩa là, những yếu tố này có ảnh hưởng lớn hơn đến bức xạ mặt trời trực tiếp so với bức xạ tổng cộng. Ví dụ, với tình trạng ô nhiễm không khí nghiêm trọng, có sương mù, bức xạ trực tiếp giảm 40% và tổng lượng bức xạ chỉ còn 15-25%. Một vụ phun trào núi lửa mạnh có thể làm giảm 20% bức xạ mặt trời trực tiếp và 10% bức xạ mặt trời trực tiếp trên một diện tích lớn trên bề mặt Trái đất trong thời gian từ 6 tháng đến 2 năm. Khi lượng tro núi lửa trong khí quyển giảm đi, tác động sẽ yếu đi nhưng quá trình phục hồi hoàn toàn có thể mất vài năm.

Tiềm năng của năng lượng mặt trời

Mặt trời cung cấp cho chúng ta năng lượng tự do nhiều hơn 10 lần so với năng lượng thực sự được sử dụng trên toàn thế giới. Chỉ dưới 000 nghìn tỷ (85 x 8,5) kWh năng lượng mỗi năm được mua và bán chỉ riêng trên thị trường thương mại toàn cầu. Vì không thể giám sát toàn bộ quá trình nên không thể nói chắc chắn con người tiêu thụ bao nhiêu năng lượng phi thương mại (ví dụ, thu gom và đốt bao nhiêu gỗ và phân bón, bao nhiêu nước được sử dụng để sản xuất năng lượng cơ học hoặc điện). ). Một số chuyên gia ước tính rằng năng lượng phi thương mại như vậy chiếm 1013/XNUMX tổng năng lượng được sử dụng. Nhưng ngay cả khi điều này là như vậy, tổng năng lượng mà nhân loại tiêu thụ trong năm chỉ xấp xỉ bằng XNUMX/XNUMX nghìn năng lượng mặt trời chiếu vào bề mặt Trái đất trong cùng thời kỳ.

Ở các nước phát triển như Mỹ, mức tiêu thụ năng lượng xấp xỉ 25 nghìn tỷ (2.5 x 1013) kWh mỗi năm, tương ứng với hơn 260 kWh mỗi người mỗi ngày. Con số này tương đương với việc chạy hơn một trăm bóng đèn sợi đốt 100 W trong cả ngày. Một công dân Mỹ trung bình tiêu thụ năng lượng nhiều gấp 33 lần so với người Ấn Độ, gấp 13 lần so với người Trung Quốc, gấp XNUMX lần so với người Nhật và gấp đôi người Thụy Điển.

Lượng năng lượng mặt trời rơi xuống bề mặt Trái đất lớn hơn nhiều lần so với mức tiêu thụ của nó, ngay cả ở những quốc gia như Hoa Kỳ, nơi tiêu thụ năng lượng rất lớn. Nếu chỉ 1% đất nước được sử dụng để lắp đặt các thiết bị năng lượng mặt trời (tấm quang điện hoặc hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời) hoạt động với hiệu suất 10% thì Mỹ sẽ hoàn toàn tự chủ được năng lượng. Điều tương tự cũng có thể nói với tất cả các nước phát triển khác. Tuy nhiên, ở một khía cạnh nào đó, điều này là không thực tế - thứ nhất, do chi phí cao của hệ thống quang điện, và thứ hai, không thể bao phủ những khu vực rộng lớn như vậy bằng thiết bị năng lượng mặt trời mà không gây hại cho hệ sinh thái. Nhưng bản thân nguyên tắc này là đúng.

Bạn có thể bao phủ cùng một khu vực bằng cách phân tán lắp đặt trên mái của các tòa nhà, trên nhà, dọc theo lề đường, trên các lô đất được xác định trước, v.v. Ngoài ra, ở nhiều quốc gia, hơn 1% đất đai đã được dành riêng cho việc khai thác, chuyển đổi, sản xuất và vận chuyển năng lượng. Và vì phần lớn năng lượng này không thể tái tạo ở quy mô con người nên loại hình sản xuất năng lượng này có hại cho môi trường hơn nhiều so với hệ mặt trời.

Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Tính cách của một con chó không phụ thuộc vào giống 16.01.2024 Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu trong đó bộ gen của hơn 2 nghìn con chó đã được nghiên cứu và công bố kết quả quan sát của họ. Kết luận chính của nghiên cứu là giống chó không phải là yếu tố quyết định việc hình thành tính cách của thú cưng, bao gồm cả tính hung dữ và xu hướng tuân theo mệnh lệnh của chủ. "Phân tích của chúng tôi về ý kiến ​​của những người nuôi chó và bộ gen của vật nuôi của họ cho thấy rằng việc thuộc về một số giống nhất định chỉ giải thích được 9% sự thay đổi trong hành vi của chúng. Điều này cho thấy các đặc điểm hành vi đặc trưng của chó được hình thành ngẫu nhiên trong quá trình tiến hóa của tổ tiên chúng." rất lâu trước khi có sự ra đời của các giống chó trang trí hiện đại", các nhà khoa học lưu ý. Có hơn ba trăm giống chó được công nhận chính thức trên hành tinh, nhưng chỉ một số ít được lai tạo để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. Hầu hết các giống đã xuất hiện trong ba trăm năm qua dưới dạng giống cây cảnh. Khi xác định giống chó, bề ngoài, hình dáng bên ngoài và sự tương đồng với “mẫu tham chiếu” đóng vai trò chính. Tuy nhiên, đối với chủ nhân, tính cách và hành vi của thú cưng của họ quan trọng hơn: hung dữ với người lạ và tận tâm với chủ nhân của nó. Một nhóm các nhà di truyền học do Giáo sư Elinora Carlson từ Đại học Massachusetts ở Worcester dẫn đầu đã tìm thấy bằng chứng rõ ràng rằng hành vi của loài chó ít liên quan đến giống chó của chúng. Trong quá trình nghiên cứu, bộ gen của 2,1 nghìn con chó đại diện cho 78 giống chó đã được giải mã. Ngoài ra, các nhà khoa học đã tiến hành khảo sát giữa những người chủ nhằm đánh giá XNUMX đặc điểm tính cách chính của chó. Các nhà di truyền học đã xác định được 11 đoạn DNA có ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của loài chó nhưng không liên quan đến các giống chó cụ thể. Phân tích sâu hơn về bộ gen và kết quả khảo sát cho thấy giống không đóng vai trò quyết định trong việc hình thành tính cách của cả giống thuần chủng và giống hỗn hợp của các giống khác nhau. Việc thuộc về một giống chó chỉ giải thích được khoảng 9% hành vi của vật nuôi. Hơn 90% sự biến đổi còn lại trong tính cách của chúng là do đột biến gen được truyền lại từ tổ tiên của từng con chó. Nghiên cứu cho thấy tính cách của chó phần lớn được quyết định bởi các yếu tố di truyền không liên quan đến giống chó của chúng. Những kết quả này rất quan trọng để hiểu được đặc điểm hành vi của chó và điều chỉnh việc nuôi dưỡng và huấn luyện động vật.

Tin tức thú vị khác:

▪ Mọi người đều sống trong thực tại của riêng họ

▪ Nhà máy làm sạch không khí khỏi chất gây ung thư

▪ Camera thu nhỏ MiniCa

▪ hệ mặt trời lùn

▪ Microsoft đã ghi 200 MB dữ liệu vào DNA

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Cây trồng và cây dại. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Bất ổn. biểu thức phổ biến

▪ bài viết Cuộc chiến nào đã khiến Rome trở thành đồng minh của Carthage? đáp án chi tiết

▪ bài Phòng hộ sinh khám bệnh. Mô tả công việc

▪ bài viết Công thức cho tinh chất, chất chiết xuất và cồn thuốc. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài viết Bát đầy nước biến mất. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024