Представьте себе, что никаких источников, кроме Солнца, не существует. Возможно ли только за счет его обеспечить энергией все потребности человечества?
Представьте себе, что никаких источников, кроме Солнца, не существует. Возможно ли только за счет его обеспечить энергией все потребности человечества?
Вопрос корее философский. Итак в основном все потребности человечества осуществляются за счёт солнца. Древесина, уголь, нефть, газ, это аккумулированная энергия солнца, даже различные химические элементы создаются при ядерных реакциях в солнеце (звёздах).
Другая сторона вопроса, что понимать под потребностями человечества, ведь дай волю, так некоторые взорвалибы и емлю, и даже Солнце.
переписываю из предыдущего вопроса
так... везде, где есть моторчик. которому нужна энергия, очень пригодится такой элемент)))) то есть надо сложить моторчик и фотоэлемент. а там, добавить улавливатель солнечных лучей и еще добавить накопитель энергии. вот такое объединенное устройство ВСЕМ и ВЕЗДЕ ))))) ПОЧТИ ДАРОМ ))))
Вопрос интересный!
Что ж, попробуем разобраться!
Цифры буду брать в основном из Википедии и материалов лекций, поэтому, если где ошибусь – сразу поправляйте!
И ещё: с математикой у меня туговато, поэтому убедительно прошу пересчитать мои результаты. Если где ошибка - немедленно сообщите!
Начнём с потребления человечеством энергии.
По данным Википедии в 2008 году население Земли потребило 143,851 ПВт*ч. (У кого есть более современные данные – давайте сюда немедленно!)
Цифра внушительная!
Теперь рассмотрим, что нам дарит наше ближайшее светило.
Согласно лекции 3.1 (4:54) на 1 м2 за год приходится от 2200 до 400 кВт*ч.
Немного…
А сколько же получает вся наша планета? Помножим энергию на площадь. В качестве энергии возьмём 2000 кВт*ч, что соответствует практически перпендикулярному падению лучей на поверхность вблизи экватора. Для остальных регионов это значение нужно помножить на cos φ (где φ – географическая широта), тогда получим примерно то, что дано на карте. Чтобы не мучиться с тригонометрией, в качестве площади возьмём, не всю площадь земного шара, а площадь его сечения. Радиус Земли 6400 км, или 6,4*10^6 м. S=πR^2. S=128,6*10^12 м2. Солидно!
Посчитаем энергию, получаемую от Солнца. Получается 2,57*10^15 кВт*ч или 2,57*10^18 Вт*ч или 2570 ПВт*ч (в год)
Какая площадь экваториальных широт Земли способна поглотить в год 144 ПВт*ч?
Если 1 м2 поглощает 2*10^6 Вт*ч
то Х м2 должны поглотить 144*10^15 Вт*ч
Из этой пропорции Х=(1*144*10^15)/(2*10^6)=72*10^9 м2 или 72000 км2
Много ли это? Это немногим больше Шри-Ланки, но немного меньше острова Гаити.
Значит, если бы мы использовали энергию Солнца на все 100%, то энергоустановки заняли бы обозначенную выше площадь.
Однако, до 100 % нам ещё расти и расти! Если предположить, что энергию материнской звезды будем использовать на выработку электричества, то, согласно лекции 3.4 (2:31) КПД 15% в самых передовых ФЭП!
Разделим 72000 на 0,15. Получим 480000 км2
А это уже немногим более Камеруна, и немногим больше острова Суматра!
Это было на экваторе.
Посмотрим, что творится в средних широтах!
Центр Крыма лежит в аккурат на широте 45 градусов. Для него площадь надо поделить ещё на cos 45, т.е где-то на 0,71. В итоге: 680851 км2. Площадь самого Крымского полуострова 27000 км2. Т.е. для мирового обеспечения энергией, если на экваторе никто солнечные преобразователи строить не захочет, потребуется 25 таких регионов! Или, если хотите, четверть Монголии, ну или 86 % Хабаровского края.
Движемся севернее. 60 градусов. Питер!
cos 60 градусов равно 0,5. 144000 км2. 40% Германии, 63 % Великобритании! Ленинградская с Новгородской области!
Дальше, кому интересно, считайте сами :)
Нет. Невозможно.
Академик Капица в свое время чисто математически показывал тупик развития моноисточников энергии (в первую очередь солнца и ветра) соотнося затраты на производство и обслуживание генератора возобновляемой энергии с КПД на выходе при идеальных условиях.
Согласен с предыдущим ответом (niffer)