Содержание
Солнечная система сформировалась почти мгновенно?
16 ноября 2020
17:40
Анатолий Глянцев
Ключевой этап зарождения Солнечной системы промелькнул как мгновение.
Иллюстрация NASA.
Учёные пришли к удивительному выводу: ключевой этап формирования Солнечной системы уложился в срок, который по астрономическим меркам можно считать мгновением.
Основной этап формирования Солнечной системы завершился всего за 200 тысяч лет. Это так же удивительно, как выносить ребёнка за 12 часов, отмечают авторы исследования, опубликованного в журнале Science.
Напомним, что Солнце и остальные тела Солнечной системы сформировались из единого облака пыли и газа около 4,5 миллиарда лет назад. Это был сложный процесс, имевший несколько этапов.
Первоначально протозвёздное облако было тёмным и холодным. Но постепенно в его центре сформировалось Солнце. Рождающаяся звезда сжималась под действием собственной гравитации и, как следствие, нагревалась.
В конце концов Солнце стало настолько горячим, что буквально засветилось (хотя термоядерные реакции в его недрах ещё не начались). Как говорят специалисты, Солнце превратилось из протозвезды класса 0 в протозвезду класса II или звезду типа T Тельца. К этому времени почти сферическое облако окружающего его вещества сжалось в плоский околосолнечный диск.
Этот этап в каком-то смысле можно назвать основным в возникновении семьи Солнца. Звезда, содержащая 99,9% массы Солнечной системы, уже сформировалась как отдельное небесное тело. «Строительный материал» для будущих планет сгустился в плотный диск. На смену аморфной массе изначального облака пришла чётко структурированная система из молодой звезды и её начавших своё формирование спутников.
Обычно считается, что этот процесс занял миллионы лет. К такому выводу подталкивали наблюдения за молодыми системами, переживающими этот этап на глазах астрономов. Однако новое исследование, похоже, заставляет пересмотреть эти цифры.
Авторы изучили так называемые включения, богатые кальцием и алюминием (calcium–aluminium-rich inclusion or Ca–Al-rich inclusion, или CAI). Эти образования размером от микрометров до сантиметров иногда встречаются в метеоритах. Изотопное датирование свидетельствует, что CAI – практически ровесники Солнечной системы: им около 4,5 миллиарда лет. Эти включения считаются самыми древними твёрдыми телами, образовавшимися в Солнечной системе. Причём для их формирования нужна была высокая температура: более 1500 °C. Так что они почти наверняка образовались вблизи зарождавшегося Солнца.
В предыдущих исследованиях было показано, что CAI сформировались очень быстро по астрономическим меркам: на это ушло от 40 до 200 тысяч лет. Но оставалось неясным, как далеко к тому моменту успел зайти процесс формирования Солнечной системы.
Авторы нового исследования проанализировали состав изотопов молибдена в 13 образцах CAI и дополнили эти данные сведениями из работ предшественников. Их интересовал простой вопрос: откуда «родом» вещество, вошедшее в эти включения? Дело в том, что изотопный состав был различным во внутренних и внешних областях протосолнечной туманности.
Результат оказался ошеломляющим: в CAI обнаружился «изотопный отпечаток» молибдена как из внутренних областей изначального облака, так и из внешних! Но как вещество внешних краёв протосолнечной туманности могло оказаться поблизости от Солнца, где формировались CAI? Это могло случиться только в одном случае: если к тому моменту огромное облако уже сжалось в компактный диск. Другими словами, если основополагающий этап формирования Солнечной системы уже завершился.
Но ведь формирование CAI и Солнечной системы началось одновременно, а первое, как мы помним, завершилось уже через двести тысячелетий. Значит, заключают авторы, и семья Солнца пришла к этапу «звезда + диск» за это же время.
Это очень неожиданный результат. Но, разумеется, говорить о новом открытии как о свершившемся факте можно будет, только если сообщество специалистов найдёт выводы своих коллег достаточно убедительными.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о зёрнах пыли, рождённых до Солнца, и о древнейшей магнитной записи в Солнечной системе.
наука
космос
астрономия
Солнечная система
новости
Конспект урока по окружающему миру в 4 классе «Планеты солнечной системы»
Конспект урока по окружающему миру в 4 классе
с использованием ИКТ.
Предмет. Окружающий мир
Класс. 4
Тема. Планеты солнечной системы.
Цели и задачи:
1.Обучающая: ознакомить учащихся с планетами Солнечной системы, сформировать представление о них.
2.Развивающая:развивать познавательный интерес учащихся, умение наблюдать и анализировать развивать логическое, аналитическое мышление, развивать у школьников критический подход к получаемой информации
3. Воспитательная: воспитание творческой активной личности
.
Оборудование:
Компьютер, проектор, экран
Презентация Power Point к уроку «Планеты солнечной системы»
Таблица «ЗХУ» на каждого ученика
Кластер
Ход урока
Организационный момент.
Учитель: Добрый день, юные астрономы! Сегодня нам предстоит многое узнать, раскрыть, секреты планет Солнечной системы. А для этого нам нужны хорошие знания, ум и смекалка, умение наблюдать и анализировать и, конечно, быть дисциплинированными.
Вам предлагалось дома подумать и ответить на такой вопрос: Почему о Земле можно сказать «наш космический корабль»?
Дети: Потому что это планета, и она движется в космосе, как и остальные небесные тела.
Учитель: А как Земля движется в космосе?
Дети: Она движется вокруг Солнца по заданному маршруту
Учитель: Умницы! Я рада приветствовать вас на борту космического корабля «Земля
Повторение пройденного материала
Проверка домашнего задания по теме «Мир глазами астронома» (индивидуальный опрос)
Учитель: Откройте свои бортовые журналы и запишите тему нашего путешествия: «Планеты Солнечной системы» (записать на доске и в тетрадях)
Предлагаю штурману и его помощникам проложить маршрут, разгадав этот кроссворд
Вопросы к кроссворду:
Сторона света и название космического корабля. (Восток)
Куда уходит солнце вечером? (Запад)
Ближайшая к нам звезда (Солнце)
Вселенная – это… с точки зрения астронома.(Мир)
Высокообразованный человек имеющий научную степень (Учёный)
Рассыпалось к ночи зерно. Глянули утром — нет ничего.(Звёзды)
Ключевое слово: ВПЕРЁД
Учитель: Вперёд, к загадочным и далёким планетам Солнечной системы!
Ш. Работа над изучением нового материала
1. Приём ТРКМ таблица «Знаю. Хочу узнать. Узнал».
Учитель: Перед вами на столах лежат пока ещё пустые таблицы «ЗХУ». Вспомните все, что вам уже известно о планетах Солнечной системы и запишите это кратко в первую колонку таблицы. Подумайте, что бы вы ещё хотели узнать, и запишите это во вторую колонку. (Дети самостоятельно работают с таблицей)
Знаю | Хочу узнать | Узнал |
2. Сообщение новых знаний
Учитель: — Мы с вами находимся в космическом пространстве. Давайте посмотрим, как выглядит наша планета из космоса.
Слайд №1
Учитель: Какая она, наша планета?
Дети: Земля имеет форму шара. Она голубого цвета.
Учитель: Космонавты с любовью называют Землю «Голубая Планета». А почему она такая голубая?
Дети: Потому что на Земле много воды.
Учитель: На Земле не только много воды, но она ещё имеет воздушную оболочку, атмосферу, и эта оболочка придаёт планете голубизну. — Обратите внимание: Земля имеет единственный естественный спутник. Как он называется? (Луна)
Слайд №2 Слайд №3
Лунная
поверхность
Учитель: Давайте поближе познакомимся с другими планетами, о них нам расскажут ваши товарищи
1 ученик — Ближайшей к Солнцу планетой является Меркурий. Планета получила свое название в честь римского бога торговли. Это самая быстрая планета. Она обращается вокруг солнца за 88 дней. Днем на Меркурии жара, а ночью ледяной холод. Поверхность каменистая и пустынная.
Слайд №4
2 ученик — Вторая от Солнца планета Венера носит имя богини красоты, выглядит как очень яркая звезда, её ещё называют “утренней звездой”. Она может сиять серебристым светом, очень похожа на Землю, почти такого же размера. Венера окружена толстым слоем облаков, но её атмосфера состоит из углекислого газа и серной кислоты. Под облачным покровом стоит невыносимая жара.
Слайд №5
Слайд №6 Расплавленная поверхность Венеры
3 ученик — Четвёртой от Солнца находится планета Марс, названная в честь римского бога войны – за свой красный цвет крови. Поверхность планеты содержит большое количество железа, которое, окисляясь, дает красный цвет. Марс меньше Земли, но у него есть два спутника – Фобос и Деймос , что в переводе означает Страх и Ужас – так звали сыновей бога войны. Ночью температура на Марсе опускается до -85 градусов.
Слайд №7
Слайд №8
Даже Марс может улыбаться.
Не правда ли — изображенный на сегодняшней картинке марсианский кратер Галла очень похож на улыбающееся лицо?
Кратер образовался в результате удара большого метеора о поверхность этой планеты.
Конечно же, видимость улыбающегося лица — это всего лишь случайный результат естественных процессов.
Учитель: Мы с вами познакомились с четырьмя планетами, включая Землю, — их называют каменными планетами земной группы.
4 ученик — Следующая от Солнца планета Юпитер – самая большая в Солнечной системе. Она названа в честь самого главного римского бога Юпитера. Состоит главным образом из различных газов. Юпитер имеет цветастую атмосферу и 16 спутников, в атмосфере Юпитера постоянно бушуют мощные ураганы
Слайд №9
5 ученик- Сатурн – вторая по величине планета Солнечной Системы. Она названа в честь римского бога земледелия. Она окружена множеством ярких колец, состоящих из обломков льда и камней.
Слайд №10
6 ученик — Уран состоит из маленького каменного ядра и замерзших газов
Слайд №11
Планета Нептун носит имя римского бога морей. Она мерцает голубоватым цветом, напоминающим блеск воды. Температура на поверхности Нептуна – минус 200 градусов.
Плутон так далек от солнца, что на его поверхности царит невероятный холод – до минус 230 градусов. Это самая маленькая планета солнечной системы. Она названа в честь римского бога – повелителя царства мертвых.
Слайд №12
Учитель: Мы познакомились с остальными планетами Солнечной системы. Их называют газовыми планетами из-за их состава. Запишите в бортовой журнал их названия. Подчеркните одной чертой название самой большой планеты, а двумя- самой маленькой :Юпитер , Сатурн, Уран, Нептун, Плутон
Что вы можете сказать о планетах Солнечной системы? Назовите их сходства и различия.
Дети: Все планеты вращаются вокруг солнца. Планеты имеют круглую форму. Они различаются по величине и находятся на разном расстоянии от Солнца.
Учитель: Молодцы! Мы с вами многое сегодня узнали и хорошо потрудились. Отдохнуть нам поможет стихотворение, с которым мы познакомились на предыдущем уроке.
Физкультминутка
Планеты у Солнца танцуют как дети:
Меркурий заводит свой хоровод,
Чуть дальше Венера в пространстве плывёт.
Встречаем мы Землю рядом с Луной
И огненный Марс, что кружит за Землёй.
За ними — Юпитер, из всех великан,
И дальше Сатурн в кольцах видится нам.
Последние три едва различимы,
Мрачны и холодны, но их отличим мы:
Уран, и Нептун, и кроха Плутон.
Вот мы и прошли планетарный закон!
IV. Работа по закреплению материала урока. Стадия «осмысление»
1. Приём ТРКМ таблица «Знаю. Хочу узнать. Узнал».
Учитель: Теперь вы можете заполнить третью колонку таблицы «ЗХУ» сведениями, которые узнали из нового материала на уроке.
2. Приём ТРКМ «Кластер»
(По ходу обсуждения составляется «Кластер»)
Планеты Солнечной системы
космоса
Слайд №13
Учитель: Назовите планеты, которые входят в состав Солнечной системы?
V. Итог урока.
Учитель. На столе у каждого из вас человечки, грустные, веселые. Выберите того, каким бы вы обозначили свое настроение в конце урока.
Домашнее задание
Прочитать текст стр. 9-14, ответить на вопросы «Проверь себя» стр.14
10 забавных фактов о Солнечной системе
Авторы и права: Рохелио Берналь Андрео/Stocktrek Images Stocktrek Images Getty Images
Наша Солнечная система состоит из Солнца и множества других небесных объектов, вращающихся вокруг него в космосе, включая планеты, луны, астероиды и кометы. Ему 4,6 миллиарда лет, и 99,86% его массы содержится в нашем Солнце, вращающемся желтом карлике, чья мощная гравитация оказывает влияние на 2 световых года пространства.
1. В нашей Солнечной системе 8 планет
8 планет нашей Солнечной системы можно разделить на внутренние планеты Меркурий, Венера, Земля и Марс и внешние планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Ближайшие к Солнцу планеты представляют собой твердые шары из камня и металла, а внешние планеты с орбитами за пределами пояса астероидов — гигантские газовые шары. Несмотря на то, что их называют газовыми гигантами, сильный жар и давление в их центрах заставляют их газы сжиматься в жидкий металл или горную породу.
Планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, и чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее ее годовой оборот вокруг нашей звезды. Например, Земля обращается вокруг Солнца за один год, ближайшая планета Меркурий совершает свой оборот по орбите за 88 дней, а далекий Нептун завершает свой годовой путь за 165 лет.
2. Что делает каждую планету особенной?
Вот несколько кратких фактов о том, что делает каждую планету особенной:
- Самая горячая планета: Венера (средняя температура 471°C)
- Самая холодная планета: Нептун (средняя температура -214 °C)
- Самая большая планета: Юпитер (радиус 43 440,7 миль или 69 911 км)
- Самая маленькая планета: Меркурий (радиус 1516 миль или 2440 км)
- Самый длинный день: Венера (243 земных дня)
- Самый короткий день: Юпитер (9 часов 55 минут)
- Самый длинный год: Нептун (164,8 земных года)
- Самый короткий год: Меркурий (88 земных дней)
- Большинство спутников: Юпитер 79 (подтверждено 57)
- Самый большой вулкан: Марс (высота 16 миль или 25 км)
- Наименее плотный: Сатурн (687 кг/м³)
- Наибольший наклон: Уран (98 градусов к его орбите)
- Большинство поверхностных вод: Земля (единственная планета с поверхностными водами)
3.
Невооруженным глазом можно увидеть 5 планет
Невооруженным глазом можно увидеть 5 планет, и эти так называемые «блуждающие звезды», движущиеся относительно «неподвижных звезд», известны с древности. В 1600-х годах изобретение телескопа положило начало новым планетарным открытиям: сначала был открыт Уран (1781 г.), а затем Нептун (1846 г.).
По мере того, как наши знания о других планетах со временем росли, вскоре стало очевидно, что Земля тоже была просто еще одним круглым планетным телом в космосе, вращающимся вокруг огромного центрального Солнца, а во время научной революции появилась новая гелиоцентрическая модель нашего Солнца. система родилась. Плутон был также открыт в 19 г.30, но в 2016 году Международный астрономический союз (МАС) понизил ее статус до карликовой планеты.
Фотография Венеры, сделанная Адитьей Чаче
С точки зрения видимости, самую маленькую планету Меркурий труднее всего разглядеть невооруженным глазом, в то время как Венера самая яркая и ее легче всего разглядеть (см. фото). Марс выглядит как яркая красноватая звезда, Юпитер — яркий и белый, а Сатурн — бледно-желтый. По общему признанию, те, у кого хорошее зрение, могли бы увидеть Уран в ночном небе, но планета будет казаться очень тусклой и похожей на далекую звезду.
4. Более 200 лун в нашей Солнечной системе
В нашей Солнечной системе более 200 лун, причем большинство планет, кроме Меркурия и Венеры, имеют собственные естественные спутники. Луны вращаются не только вокруг планет, а у некоторых карликовых планет и астероидов есть собственные естественные спутники. Карликовая планета Плутон, например, имеет пять известных спутников, включая Харон, который примерно вдвое меньше Плутона, а вокруг астероида 130 Электра вращаются три малых спутника.
Фотография земной Луны, сделанная Бенджамином Воросом.
У Юпитера есть 79 известных спутников, включая Ио, Европу, Каллисто и самый большой спутник нашей Солнечной системы Ганимед, который даже больше планеты Меркурий. Сатурн также имеет такое же большое количество спутников, а второй по величине спутник Солнечной системы Титан примерно вдвое меньше земной Луны.
Красная планета Марс имеет два спутника, называемых Фобос и Деймос, последний из которых является самым маленьким из обнаруженных на сегодняшний день, хотя новые спутники и рекордные кандидаты обнаруживаются все время.
5. Существует 5 официально признанных карликовых планет.
В настоящее время в нашей Солнечной системе признано всего пять официально классифицированных карликовых планет, признанных Международным астрономическим союзом. Это Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида, хотя существует и много других потенциальных кандидатов. Из них только Церера находится внутри пояса астероидов, а остальные карликовые планеты находятся вблизи пояса Койпера.
В отличие от планет, которые очистили свои орбиты от более мелких объектов, у карликовых планет недостаточно гравитации, чтобы очистить соседнюю область от планетезималей в результате столкновения, захвата или гравитационного возмущения.
6. Что такое пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта?
Распространенная версия происхождения Солнечной системы состоит в том, что Солнце и планеты образовались из облака газа и пыли, называемого солнечной туманностью. В нашей Солнечной системе есть три основные структуры, состоящие из остатков раннего формирования Солнечной системы, а именно пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта.
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, область в форме пончика, состоящая из горных пород, камня и металла в меньшем количестве. Считается, что в начале эволюции Солнечной системы этот регион когда-то содержал достаточно материала для образования планеты, но сильная гравитация Юпитера помешала материалам успешно слиться.
За пределами Нептуна находится пояс Койпера, дискообразная область, содержащая объекты, которые могли бы образовать планету, если бы гравитация Нептуна не помешала маленьким ледяным объектам слиться в большую планету. Наконец, Облако Оорта находится за Плутоном и, как считается, окружает всю Солнечную систему как сфера из ледяных объектов.
7. Кометы происходят из нашей Солнечной системы
Кометы, которые мы видим в ночном небе, либо короткопериодические (менее 200 лет обращения вокруг Солнца), и в этом случае они происходят из пояса Койпера (от 30 до 50 лет). а.е.), или долгопериодические кометы (более 200 лет обращения вокруг Солнца), и в этом случае они происходят из облака Оорта.
Изображение предоставлено НАСА
Самая известная короткопериодическая комета из пояса Койпера — комета Галлея с периодом обращения около 76 лет. Ожидается, что в следующий раз она будет видна с Земли в 2061 году. Известная долгопериодическая комета из Облака Оорта — это комета Хейла-Боппа с огромным периодом обращения 2533 года. В последний раз ее видели в 1997 году.
Кометы состоят из льда и пыли, и когда они приближаются к Солнцу, их поверхности нагреваются, что приводит к испарению их материалов, образуя характерный хвост кометы. При этом многочисленные метеороиды сбрасываются и распределяются по орбите кометы, так что всякий раз, когда атмосфера Земли проходит этот пылевой след, возникает метеоритный дождь, такой как Геминиды и Леониды.
8. Наша Галактика Млечный Путь содержит 100 миллиардов солнечных систем
До недавнего времени астрономам была известна только одна солнечная система во Вселенной, наша собственная. Однако в 1992 году были обнаружены две скалистые планеты, вращающиеся вокруг пульсара в созвездии Девы, и с тех пор было обнаружено более 5000 планет, вращающихся вокруг далеких звезд. По оценкам ученых, только в нашей Галактике Млечный Путь может быть до 100 миллиардов солнечных систем. В 2022 году космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба также смог получить первое прямое изображение планеты за пределами нашей Солнечной системы.
9. Солнечному свету требуется
лет, чтобы покинуть нашу солнечную систему
Солнце находится в центре нашей солнечной системы и представляет собой огромный светящийся шар плазмы или сильно ионизированного газа, расположенный на расстоянии 93 миллионов миль (150 миллионов километров) подальше от нашей планеты. Огромная гравитация Солнца означает, что фотону света может потребоваться 100 000 лет, чтобы пройти от его ядра до его поверхности, после чего, путешествуя со скоростью света (186 282 мили в секунду), солнечный свет может пересечь космический вакуум и достичь нас. всего за 8 минут и 20 секунд. Это время увеличивается до 13 минут для планеты Марс, 4,5 часов для самой удаленной планеты Нептун и более года, чтобы достичь внешнего края Облака Оорта и за пределами нашей Солнечной системы.
10. Как далеко находится наша ближайшая солнечная система?
Ближайшая к нам солнечная система — Проксима Центавра, которая является частью тройной звездной системы под названием Альфа Центавра. Проксима Центавра — красный карлик, на котором находятся три подтвержденные планеты, одна из которых вращается в «обитаемой зоне» звезды.
Изображение предоставлено NASA/Penn State University
Он также находится на расстоянии 4,24 световых года или 25 триллионов миль от Земли. Чтобы представить это огромное расстояние в перспективе, космическому кораблю «Вояджер-1», который в настоящее время движется со скоростью 35 000 миль в час, потребуется около 70 000 лет, чтобы добраться до нашего ближайшего соседа в Солнечной системе. Однако он, конечно, должен был войти в солнечную систему Проксимы Центавра задолго до этого.
Что такое солнечная энергия и как работают солнечные панели?
Перейти к разделу «Как работают солнечные батареи»
Что такое солнечная энергия?
Проще говоря, солнечная энергия является самым распространенным источником энергии на Земле. Около 173 000 тераватт солнечной энергии попадают на Землю в любой момент времени, что более чем в 10 000 раз превышает общую потребность мира в энергии.
Получение солнечной энергии с помощью солнечной системы для бизнеса или дома, которая вырабатывает чистую электроэнергию, является ключевым решением в борьбе с текущим климатическим кризисом и снижении нашей зависимости от ископаемого топлива.
Как работает солнечная энергия?
Наше Солнце — это природный ядерный реактор. Он испускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые преодолевают расстояние в 93 миллиона миль от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут. Каждый час на нашу планету воздействует достаточное количество фотонов, чтобы генерировать достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить глобальные потребности в энергии на целый год.
В настоящее время на фотоэлектрическую энергию приходится только пять десятых процента энергии, потребляемой в Соединенных Штатах. Но солнечные технологии совершенствуются, а стоимость использования солнечной энергии быстро снижается, поэтому наша способность использовать изобилие солнечной энергии растет.
В 2017 году Международное энергетическое агентство показало, что солнечная энергия стала самым быстрорастущим источником энергии в мире — впервые рост солнечной энергии превысил рост всех других видов топлива. С тех пор солнечная энергия продолжает расти и бить рекорды по всему миру.
Как погода влияет на солнечную энергию?
Погодные условия могут влиять на количество электроэнергии, вырабатываемой солнечной системой, но не так, как вы думаете.
Идеальные условия для производства солнечной энергии, конечно же, включают ясный солнечный день. Но, как и большинство электроники, солнечные панели на самом деле более эффективны в холодную погоду, чем в теплую. Это позволяет панели производить больше электроэнергии за то же время. При повышении температуры панель генерирует меньше напряжения и производит меньше электроэнергии.
Хотя солнечные батареи более эффективны в холодную погоду, зимой они не обязательно производят больше электроэнергии, чем летом. Более солнечная погода часто бывает в теплые летние месяцы. Помимо меньшего количества облаков, солнце обычно светит большую часть дня. Таким образом, даже если ваши панели могут быть менее эффективными в теплую погоду, они, скорее всего, будут производить больше электроэнергии летом, чем зимой.
Получают ли некоторые штаты больше солнечной энергии, чем другие?
Очевидно, что в одних штатах больше солнца, чем в других. Таким образом, реальный вопрос заключается в следующем: если погода может влиять на производство солнечной энергии, являются ли некоторые штаты лучшими кандидатами на солнечную энергию, чем другие? Короткий ответ — да, но не обязательно из-за погоды.
Возьмем, к примеру, облака. Любой, кто загорал в пасмурный день, знает, что солнечное излучение проникает сквозь облака. По той же причине солнечные панели могут производить электричество даже в пасмурные дни. Но в зависимости от облачного покрова и качества солнечных панелей эффективность производства электроэнергии солнечными панелями обычно падает с 10 до 25 и более процентов по сравнению с солнечным днем.
Другими словами, солнечная энергия все еще может хорошо работать в типично пасмурных и холодных местах. Нью-Йорк, Сан-Франциско, Милуоки, Бостон, Сиэтл — во всех этих городах ненастная погода, от дождя и тумана до метели, но это также города, где люди получают огромную экономию за счет использования солнечной энергии.
Где бы вы ни жили, солнечная энергия может стать отличной инвестицией и отличным способом борьбы с изменением климата. Сколько вы сэкономите — и как быстро вы увидите возврат своих инвестиций в конкретном штате — зависит от многих факторов, таких как стоимость электроэнергии, доступные солнечные стимулы, чистые измерения и качество ваших солнечных панелей.
Как работают солнечные панели?
Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они выбивают электроны из атомов. Если к положительной и отрицательной сторонам ячейки присоединены проводники, она образует электрическую цепь. Когда электроны проходят через такую цепь, они генерируют электричество. Несколько ячеек составляют солнечную панель, и несколько панелей (модулей) могут быть соединены вместе, чтобы сформировать солнечную батарею. Чем больше панелей вы можете развернуть, тем больше энергии вы можете ожидать.
Из чего сделаны солнечные панели?
Фотогальванические (PV) солнечные панели состоят из множества солнечных элементов. Солнечные элементы сделаны из кремния, как полупроводники. Они состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле, как в батарее.
Как солнечные панели вырабатывают электричество?
Фотоэлектрические солнечные панели генерируют электричество постоянного тока. При электричестве постоянного тока электроны движутся в одном направлении по цепи. В этом примере показана батарея, питающая лампочку. Электроны движутся от отрицательной стороны батареи через лампу и возвращаются к положительной стороне батареи.
В электричестве переменного тока электроны толкаются и притягиваются, периодически меняя направление, подобно цилиндру автомобильного двигателя. Генераторы создают электричество переменного тока, когда катушка провода вращается рядом с магнитом. Многие различные источники энергии могут «крутить ручку» этого генератора, например, газ или дизельное топливо, гидроэлектроэнергия, атомная энергия, уголь, ветер или солнечная энергия.
Электричество переменного тока было выбрано для энергосистемы США прежде всего потому, что его передача на большие расстояния обходится дешевле. Однако солнечные панели создают электричество постоянного тока. Как мы получаем электричество постоянного тока в сеть переменного тока? Мы используем инвертор.
Что делает солнечный инвертор?
Солнечный инвертор получает электричество постоянного тока от солнечной батареи и использует его для создания электричества переменного тока. Инверторы похожи на мозг системы. Наряду с преобразованием постоянного тока в переменный, они также обеспечивают защиту от замыканий на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, выработку энергии и отслеживание точки максимальной мощности.
Центральные инверторы с самого начала доминировали в солнечной промышленности. Внедрение микроинверторов является одним из крупнейших технологических сдвигов в фотоэлектрической отрасли. Микроинверторы оптимизируют работу каждой отдельной солнечной панели, а не всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы.
Это позволяет каждой солнечной панели работать с максимальным потенциалом. Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (возможно, она находится в тени или загрязнилась) может снизить производительность всей солнечной батареи. Микроинверторы, такие как те, что используются в домашней солнечной системе SunPower Equinox, решают эту проблему. Если у одной солнечной панели есть проблема, остальная солнечная батарея по-прежнему работает эффективно.
Как работает система солнечных батарей?
Вот пример того, как работает домашняя солнечная энергетическая установка. Сначала солнечный свет падает на солнечную панель на крыше. Панели преобразуют энергию в постоянный ток, который поступает на инвертор. Инвертор преобразует электричество из постоянного тока в переменный, который затем можно использовать для питания вашего дома. Он невероятно прост и чист, и с каждым годом становится все более эффективным и доступным.
Однако, что произойдет, если вы не будете дома, чтобы использовать электричество, которое ваши солнечные батареи вырабатывают каждый солнечный день? А что происходит ночью, когда ваша солнечная система не вырабатывает электроэнергию в режиме реального времени? Не беспокойтесь, вы по-прежнему можете получать выгоду от системы, называемой «нетто-измерение».*
Типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, в часы пик дневного света часто производит больше энергии, чем нужно одному потребителю, поэтому избыточная энергия возвращается в сеть для использования в другом месте. Потребитель, имеющий право на чистое измерение, может получить кредиты за избыточную произведенную энергию и может использовать эти кредиты для получения электроэнергии из сети ночью или в пасмурные дни. Чистый счетчик регистрирует отправленную энергию по сравнению с энергией, полученной из сети. Прочтите нашу статью о чистом счетчике и о том, как он работает.
Добавление хранилища к солнечной системе еще больше увеличивает эти преимущества. С помощью системы накопления солнечной энергии клиенты могут хранить свою собственную энергию на месте, что еще больше снижает их зависимость от электроэнергии из сети и сохраняет возможность обеспечивать свои дома электроэнергией в случае отключения электроэнергии. Если система хранения включает программное обеспечение для мониторинга, это программное обеспечение отслеживает выработку солнечной энергии, потребление энергии в доме и тарифы на коммунальные услуги, чтобы определить, какой источник энергии использовать в течение дня, максимально используя солнечную энергию, предоставляя клиенту возможность снизить расходы в часы пик, и способность сохранять энергию для последующего использования во время отключения.