Солнечная энергия плюсы и минусы

Плюсы и минусы солнечной энергетики

Человечество все дальше вглубь уходит по пути загрязнения собственной окружающей среды. Многие мировые умы заняты проблемой возобновляемых, не выбрасывающих в атмосферу вредных веществ источников энергетики. Данная тема весьма актуальна в 21 веке.

О положительных качествах солнечной энергетики, говорят почти повсюду. Применение альтернативных способов добычи электроэнергии, качественно может помочь нашей планете. Сохранить природные ресурсы, атмосферу, и не допустить скорого потепления климата,

это одна из главных обязанностей современного человека. Каковы же плюсы и минусы такой энергии, как солнечное излучение.

Плюсы

Рассматривая излучения от солнца, как источник энергии, необходимо отметить, что эта энергия бесконечна. Это представляет собой большой плюс, потому, что все доселе известные доселе источники энергетики, являются ущербными для нашей планеты. По некоторым данным Национальной американской исследовательской академии, «Звезда по имени Солнце» будет способна согревать Землю еще примерно еще 6,5 миллиардов лет, до тех пор, пока не взорвется.

  • Повсеместность. Запас солнечной энергетики, весьма огромен. Каждый день наша планета облучается около 120 тысячами тераваттами света самой большой звезды. А это, на секундочку, в 20 тысяч раз больше энергии, чем весь мир способен потреблять ежедневно.
  • Стабильность. Энергетику солнца нельзя перерасходовать, она стабильна во все времена. И сейчас и для будущих поколений Солнце будет светить.
  • Доступность. Энергию из солнечных лучей можно собирать и использовать каждый летний (и даже зимний ) день, по всей поверхности Земли. Например, Германия, на сегодняшний день, является наиболее использующей солнечную энергию страной в мире, и имеет прекрасный запас именно солнечной энергетики.
  • Безопасность для окружающей среды. Экологическая чистота, принципиальный фактор в добывании энергии для человеческих нужд. Сравнивая затраты и воздействия на природу традиционных способов получения энергии, с получением энергии от Солнца, можно убедиться в небольшом воздействии на природу и атмосферу от производств, перевозки и установки солнечных батарей. Это бесспорно важнейшее мероприятие в направлении борьбы с глобальным потеплением.
  • Отсутствие шумов. Из — за отсутствия движущихся узлов на самом ресурсе, выработка энергии происходит тихо.
  • Выгода. Применение отдельного источника электроэнергии в частном доме, весьма экономично. Принципиально, что обслуживание панелей сводится к минимальным затратам, в году несколько раз следует очищать панели от загрязнений. Гарантия от производителя растягивается на 20 — 25 лет.

Сферы деятельности

Применение солнечной энергетики охватывает многие отрасли. При достаточной удаленности от централизованной электростанции потребность в автономных установках очень велика.

Солнечные батареи используют для опреснения воды в Африке, также для поставки электроэнергии на спутниковые станции. Не случайно солнечную энергетику окрестили «народной» она легко вошла процесс электроснабжения дома. Такая электроэнергия потребляет в сырье, как и фотоэлементы луча, так и его теплопроводность.

Новые технологии

Каждый год технически усовершенствуется процесс изготовления электрических батарей. На стадии постройки сооружения, в строительные материалы внедряются инновационные тонкопленочные панели. Японские производители Sharp, являясь несомненным лидером в изготовлении солнечных панелей, не так давно выпустили в широкое потребление прозрачные накопители с фотоэлементами для остекления оконных проемов. Результаты нынешних исследований в квантовой физике и инновациях подразумевают усовершенствование продуктивности солнечных панелей в три раза.

Минусы

Негатива от солнечных батарей очень мало, однако иногда они могут показаться принципиальными. К примеру:

  • Солнечные батареи просто не работают в пасмурную погоду.
  • В регионах, где часто выпадают осадки, очень проблематично применять солнечные панели.
  • Стоимость батарей тоже весьма не демократична (возможно пока), восстановление затрат растягивается надолго.
  • Для установки солнечных батарей требуются большие участки.
  • Солнечные установки способны скапливать только постоянный ток, для переменного же, потребуются еще установки.
  • Генерировать энергию возможно только в дневные часы, и соответственно для темного времени суток необходимо приобретать аккумуляторы.
  • Бытует мнение, что повсеместное применение солнечных панелей, теоретически способно изменить альбедо (свойство отражать солнечные лучи) нашей планеты, и способствовать изменению климата (но при нынешнем показателе потребления солнечной энергии, это весьма маловероятно).

Как выгодно применять

Учитывая свойство панелей работать лишь в солнечную погоду, необходимо детально изучить рынок солнечных батарей, а именно материал из которого их изготавливают. Поликристаллические панели способны прекрасно генерировать не только прямой солнечный свет, но и рассеянные лучи. А требуемые для действия установок, солнечного излучения облака уже не являются преградой. С целью получения большей эффективности, даже в пасмурную погоду следует выбирать поликристаллические кремниевые батареи.

Однако время и прогресс не стоят на месте и возможно в ближайшем будущем силой мысли будут разработаны батареи, без всяческих недостатков и минусов. И человечество уверенными шагами пойдет в направлении сохранения природы, атмосферы и планеты.


Плюсы и минусы солнечных электростанций

Дата публикации: 18 января 2019

Солнце — доступный и мощный источник альтернативной энергии. Технологии позволяют применять солнечную энергию как для электроснабжения удаленных населенных пунктов, так и для питания спутников на орбите Земли. Тем не менее, из-за некоторых особенностей солнечные электростанции (СЭС) пока поставляют лишь небольшую долю энергии.

Солнце как источник энергии

Солнце можно сравнить с термоядерным реактором, который прослужит еще 5 миллиардов лет. По мощности излучения 1 метр квадратный площади Солнца сравним с миллионом электроламп. Этой мощи с избытком хватит для обеспечения потребностей людей. Остается только собрать эту энергию и преобразовать ее в удобную для использования форму.

В ясный день на квадратный метр поверхности Земли приходится 1 кВт солнечной энергии. Современная солнечная панель такой же площади может собрать и преобразовать 170 Вт, то есть ее КПД равен 17%. Для того, чтобы заменить энергию всех электростанции Земли гелиоэнергией, нужно всего 66000 квадратных километров гелиопанелей. Такой гелиопарк занял бы всего 1% площади Сахары.

Способы получения тепла и электричества из Солнца:

  • Пассивный способ использования гелиоэнергии очень прост: жидкость помещается в контейнер темного цвета, который нагревается под лучами солнца. Полученное тепло используется, к примеру, для обогрева помещений. В более прогрессивном виде этот способ используется в строительстве, когда сама конструкция здания служит аккумулятором тепла Солнца.
  • Активный способ предполагает использование коллекторов (воздушные, плоские и вакуумные) или батарей. Первые преобразуют энергию Солнца в тепло, вторые — в электричество. Большинство гелиоэлектростанций включают в себя модули из коллекторов или батарей.

Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Достоинства солнечных электростанций

  • СЭС — это возобновляемый источник энергии. Еще более 5 млрд. лет жители Земли могут не беспокоиться об истощении солнечного ресурса. По человеческим меркам, это неисчерпаемый энергоресурс, и развитие гелиотехнологий — это существенный вклад в жизнь будущих поколений.
  • Гелиосистемы могут работать в любой точке земли — как на экваторе, так и в Антарктиде. Температура воздуха роли не играет, необходим лишь доступ к солнечному свету.
  • СЭС оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Конечно, и изготовление, и транспортировка , и установка гелиосистем сопровождаются выбросами в атмосферу, но по сравнению с традиционными энергосистемами, эти малозначимые эффекты.
  • В гелиосистемах нет особых движущих узлов, кроме, например, сервопривода, который регулирует расположение панелей в пространстве. Поэтому гелиостанции работают бесшумно. Это позволяет устанавливать СЭС даже на крышах и стенах жилых домов.
  • Солнечные электростанции сохраняют свою эффективность 25 лет. После этого срока некоторые показатели снижаются, но станция продолжает работать. Обновлять систему можно частями, заменяя отдельные модули на новые.
  • Гелиосистемы применяются в разных сферах: они поставляют электричество в труднодоступные регионы, где нет централизованных электросетей; используются для опреснения воды; питают спутники на орбите и так далее.
  • Потенциал СЭС растет с развитием науки. Открытия в квантовой физике и нанотехнологиях позволят увеличить мощность гелиостанций. А инженерный разработки смогут превратить жилое здание в маленькую СЭС.

Недостатки солнечных электростанций

  • Эффективность СЭС зависит от времени суток и погодных условий. По ночам солнце не светит, а в условиях облачности свет слишком рассеянный. Хотя, например, вакуумные СЭС очень чувствительны к инфракрасному излучению, поэтому накапливают гелиоэнергию даже в пасмурную погоду (пусть и с более низкой эффективностью). В основном же, эта проблема солнечных электростанций решается за счет оборудования их аккумуляторами для запасания энергии и последующего ее использования в неблагоприятных для СЭС условиях.
  • Техническое обслуживание гелиостанций. Вне зависимости от типа, гелиопанели регулярно нуждаются в очистке от пыли. Кроме того, некоторые типы панелей могут перегреваться, поэтому они нуждаются в системах охлаждения или вентиляции.
  • Атмосфера над СЭС может нагреваться настолько, что пролетающие над ней птицы просто испаряются. По некоторым источником, над крупными гелиоустановками погибает одна птица каждые две минуты.
  • Хотя гелиоэнергетика считается, в целом, «зеленой» отраслью, изготовление гелиоустановок происходит с выбросом парниковых газов.
  • Современные гелиопанели обладают мощностью энергоносителя около 16-18 Ватт на квадратный метр. Этот показатель можно одновременно считать достоинством и недостатком солнечной электростанции. В этом солнечная энергетика превосходит другие альтернативные источники энергии, но уступает традиционным — углю, газу, нефти и атомной энергии.
  • Гелиоустановки все еще отличаются высокой стоимостью, и это главный спорный момент в их использовании. Это вызвано, например, применением в них редких и дорогих элементов: теллура и индия. Да и аккумуляторные батареи, которые стабилизируют поступление энергии от гелиоустановок, обходятся в немалые суммы. Вопрос стоимости чаще всего решается на государственном уровне, когда власти предлагают субсидии предприятиям и частным лицам для перехода на солнечное электроснабжение.
Читайте также:  Инфракрасное излучение польза и вред для человека

Если бы не стоимость, СЭС быстро бы стали мировым лидером в альтернативной энергетике.

Я бы хотел установить себе солнечную батарею в квартиру, ведь летом много солнца, а значит что и электроэнергии много можно съэкономить. А это уже как прибавка к зарплате, что всегда радует!

Помню, как все раньше удивлялись ночным фонарикам, которые днем заряжались от солнца, а ночью сами по себе светились, но сейчас это уже обычное дело. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это наше будущее.

И всё же прогресс не стоит на месте, и каждый из проблемных моментов, тормозящих пока что развитие этого вида электростанций, сегодня активно прорабатывается инженерами и учёными. Шаг за шагом, рентабельность солнечных электростанций постоянно растёт.

Я удивилась, конечно же, когда увидела, что солнечные батареи продают в совершенно обычных магазинчиках электроники. Видела я это в Европе, не знаю, может и в России такое тоже есть. Но за солнечными батареями будущее.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Преимущества и недостатки солнечной энергии

Солнечная энергетика – активно развивающееся направление в энергоснабжении частных и общественных зданий. Каковы плюсы и минусы такого природного источника энергии, как солнечное излучение?

Преимущества солнечной энергии

Говоря о солнечной энергии, в первую очередь, необходимо упомянуть, что это – возобновляемый источник энергии, в отличие от ископаемых видов топлива – угля, нефти, газа, которые не восстанавливаются. По данным NASA еще порядка 6.5 млрд. лет жителям Земли не о чем беспокоиться – приблизительно столько Солнце будет согревать нашу планету своими лучами до тех пор, пока не взорвется.

Потенциал солнечной энергии огромен – поверхность Земли облучается 120 тыс. тераваттами солнечного света, а это в 20 тыс. раз превышает общемировую потребность в ней.

Кроме того, солярная энергия неисчерпаема и постоянна – ее нельзя перерасходовать в процессе удовлетворения нужд человечества в энергоносителях, так что ее хватит в избытке и на долю будущих поколений.

Помимо прочих достоинств солнечной энергии, она доступна в каждой точке мира – не только в экваториальной зоне Земли, но и в северных широтах. Скажем, Германия на данный момент занимает первое место в мире по использованию энергии солнца и обладает максимальным ее потенциалом.

5. Экологическая чистота

В свете последних тенденций в борьбе за экологическую чистоту Земли, солнечная энергетика – это наиболее перспективная отрасль, которая частично заменяет энергию, получаемую от невозобновляемых топливных ресурсов и, тем самым, выступает принципиальным шагом на пути защиты климата от глобального потепления. Производство, транспортировка, монтаж и использование солнечных электростанций практически не сопровождается вредными выбросами в атмосферу. Даже если они и присутствуют в незначительной мере, то по сравнению с традиционными источниками энергии – это почти что нулевое воздействие на окружающую среду.

За счет того, что в системах на солнечном ресурсе нет никаких движущихся узлов, как, например, в генераторах, выработка электроэнергии происходит бесшумно.

7. Экономичность, низкие эксплуатационные расходы

Перейдя на солнечные батареи в качестве автономного источника энергии, собственники частых домов получают ощутимую экономию. Немаловажно и то, что обслуживание систем энергоснабжения на солнечных батареях характеризуется низкими затратами – необходимо лишь несколько раз в год подвергать чистке солнечные элементы, а гарантия производителя на них, как правило, составляет 20-25 лет.

8. Обширная область применения

Солнечная энергия обладает широким спектром приложений – это и выработка электроэнергии в регионах, где отсутствует подключение к централизованной системе электроснабжения, и опреснение воды в Африке, и даже снабжение энергией спутников на околоземной орбите. Не напрасно солярную энергию последнее время называют “народной” – это название отражает простоту ее интегрирования в систему электроснабжения дома, как в случае с фотоэлектрическими, так и с тепловыми элементами.

9. Инновационные технологии

С каждым годом технологии в сфере производства солнечных батарей становятся все более совершенными – тонкопленочные модули вводятся непосредственно в строительные материалы еще на этапе возведения сооружений. Японский концерн Sharp – лидер в производстве солнечных панелей, недавно внедрил инновационную систему прозрачных накопительных элементов для оконного остекления. Современные достижения в области нанотехнологий и квантовой физики позволяют говорить о возможном увеличении мощности солнечных панелей в 3 раза.

Недостатки солнечных источников энергии

1. Высокая стоимость

Бытует мнение, что солнечная энергия относится к разряду дорогостоящего ресурса – это, пожалуй, самый спорный вопрос из всех положительных и отрицательных аспектов ее использования. За счет того, что обустройство дома солнечными накопительными элементами обходится в немалую сумму на начальном этапе, многие государства (но пока не Россия) поощряют использование данного экологически чистого источника энергии путем выдачи кредитов и оформления договоров о лизинге.

За счет того, что солнечный свет отсутствует в ночное время, а также в пасмурные и дождливые дни, солнечная энергия не может служить основным источником электроэнергии. Но, по сравнению с ветрогенераторами , это, все-таки, более стабильный вариант.

3. Высокая стоимость аккумулирования энергии

Аккумуляторные батареи, позволяющие накапливать энергию и сглаживать, в какой-то мере, нестабильность поступления солнечной энергии, отличает высокая цена, доступная не каждому домовладельцу. Упрощает ситуацию тот факт, что пик потребления электроэнергии приходится как раз на светлое время суток.

4. Незначительное загрязнение окружающей среды

Несмотря на то, что по сравнению с производством и переработкой других видов энергоресурсов солнечная энергия наиболее дружественна к природной среде, некоторые технологические процессы изготовления солнечных панелей сопровождаются выбросом парниковых газов, трифторида азота и гексафторида серы.

5. Применение дорогостоящих и редких компонентов

Выпуск тонкопленочных солнечных панелей требует введения теллурида кадмия ( CdTe ) или селенида меди индия галлия ( CIGS ), которые являются редкими и дорогостоящими – это влечет за собой удорожание системы альтернативного энергоснабжения в целом.

6. Малая плотность мощности

Одним из важных параметров источника электроэнергии выступает средняя плотность мощности, измеряемая в Вт/м2 и характеризующая количество энергии, которое можно получить с единицы площади энергоносителя. Данный показатель для солнечного излучения составляет 170 Вт/м2 – это больше, чем у прочих возобновляемых природных ресурсов, но ниже, чем у нефти, газа, угля и в атомной энергетике. По этой причине, для выработки 1 кВт электроэнергии из солнечного тепла требуется значительная площадь солнечных панелей.

Солнечная энергетика: какие существуют виды, достоинства и недостатки

Сегодня источниками энергии служат такие природные ресурсы, как природный газ, уголь, уран. Превращаемые в удобную форму для применения, они обеспечивают человечество необходимым количеством тепла, светом. Источники и способы преобразования бывают разными, но важнейшей для человека остается солнечная активность.

Солнечная энергетика — перспективное направление в изучении особенностей Солнца и способов использования его активности в различных сферах деятельности. Как источник энергии, Солнце неисчерпаемо. Посылаемые им на Землю мощности позволяют удовлетворить энергетические запросы человечества. При этом такой ресурс является наиболее безопасным, не оказывающим на экологию планеты негативного влияния.

Читайте также:  Норма влажности воздуха в квартире для ребенка

В каких сферах активно используется энергия солнца

Ежегодно применение данного вида энергообеспечения становится все более популярным. Несколько лет назад оно использовалось для обогрева домов, сегодня появление новых разработок позволяет применять солнечную энергию:

  1. в сельском хозяйстве – для обеспечения светом и теплом животноводческих ферм, парников;
  2. для снабжения электричеством структур медицинского, общеобразовательного, спортивного назначения;
  3. в космонавтике и авиастроении;
  4. ЖКХ, освещение городских улиц, парковых зон, объектов разного назначения;
  5. для обеспечения электричеством, теплом городов и населенных пунктов.

Виды солнечной энергетики

Самыми распространенными методами производства электроэнергии из Солнца являются:

  • Альтернативные теплоэлектростанции, где с помощью поворачивающихся зеркал, «ловят» солнце. В основе работы лежит принцип преобразования солнечной мощности в механическую электроэнергию.
  • Для работы электростанций используются полупроводниковые фотоэлементы больших размеров. Стоит отметить, что кремний широко применяется в солнечной энергетике. Ученые верят, что данный элемент станет «нефтью» в 21 веке. Спустя 30 лет из одного килограмма кремния будет вырабатываться ресурс в количестве, вырабатываемом сегодня из 75 тонн сырой нефти.
  • Солнечные батареи представляют собой набор модулей, собирающих и преобразующих энергию солнца. Уникальность их в том, что такие устройства способны генерировать и аккумулировать активность Солнца для дальнейшего применения. Впервые такие устройства были установлены на спутники, запущенные человеком. Преимуществом была несложная конструкция, длительные сроки эксплуатации, минимальное обслуживание. Сегодня трудно найти настолько результативные устройства, которые бы вырабатывали электричество даже в условиях пасмурной погоды.

Немного истории

История развития данной отрасли насчитывает не одно столетие и берет свое начало в первой половине 17 веке, когда французские ученые разработали первый двигатель для доставки воды. Позже, в 1839 году Эдмоном Беккерелем открыт фотоэффект. Ученому удалось описать способности отдельных материалов генерировать ток. Спустя сорок лет американцем Чарльзом Фриттсом была построена первая батарея. Однако довести до совершенства изобретение американца удалось в середине 20 столетия, чему поспособствовала работа Альберта Эйнштейна, вышедшая в свет в 1905 году и объяснявшая главные принципы работы фотоэффекта.

История солнечной энергетики в России начала стремительно развиваться параллельно с развитием космической отрасли. Сегодня главными источниками остаются такие природные ископаемые, как газ, нефть, уголь. Тогда как производство с помощью гелиоколлекторов, устройств для переработки энергии солнца в тепловую, составляет не более 0,03 процентов от общего объема вырабатываемого ресурса. Это связано и с кризисом 90-х, когда вынужденно закрывались из-за недостаточного финансирования программы исследований, и с тем, что принято было считать, что использование солнечной активности рационально только для стран с теплым климатом. Доклады современных ученых, результаты исследований показывают, что развитие солнечной энергетики будет благоприятно влиять на экономику России.

В мире наблюдается рост популярности такого источника. Только в Германии уже сегодня 47% жилых домов обустроено солнечными батареями. Китай занимает лидирующие позиции в Азии. Здесь новейшие разработки широко применяются не только при жилищном строительстве, но и промышленными гигантами.

Плюсы и минусы солнечной энергетики

Одним из направлений альтернативной энергетики сегодня является солнечная. Большие перспективы позволяют в данной отрасли внедрять новые разработки, позволяющие максимально сократить цикл преобразования этого ценного ресурса в электроэнергию. Преимуществами солнечной энергетики можно назвать:

  • Экономичность и высокий показатель рентабельности. Современные технологии позволяют добиваться экономической стабильности и рентабельности производства. Они позволили сделать Солнце неисчерпаемым источником энергии, который снижает количество выбрасываемого углекислого газа в атмосферу.
  • Экологичность. Задействованные в панелях элементы не содержат вредных веществ, не являются источником загрязнений. Кроме того, они не содержат движущихся частей, что позволяет упростить обслуживание. Подобные модули предпочтительнее станций, работающих на воде, а также силе ветра, они не полагаются на турбины, что делает их не склонными к частым поломкам.
  • Универсальность является главным преимуществом данного вида энергетики. Системы генерации удобны в применении и используются там, где использование традиционных источников нерационально или невозможно. С ростом потребления электрических ресурсов возникает необходимость модернизации станций. В данном случае эта сфера также имеет выигрышные позиции. Для увеличения мощности станции, рекомендуется добавить пару дополнительных ячеек батарей.

Солнечная энергия имеет и ряд недостатков. Прежде всего, к ним относится высокая стоимость. Приобретение альтернативной электростанции станет затратным мероприятием, которое окупится в долгосрочной перспективе. Количество полученного ресурса зависит от интенсивности излучения. Кроме того, для размещения СЭС необходимы значительные площади.

Реальность и перспективы

В России отмечается позитивная тенденция развития такой отрасли, как солнечная энергетика. Сегодня на стадии проектирования находится более 50 объектов, строятся станции. Приоритетным направлением отрасли остается совершенствование технологий для того, чтобы добиться максимального КПД работы СЭС, снизив потери.

Известно, что передовые технологии быстрее внедряются частными лицами. В России уже трудно удивить установленными на крыше частного дома элементами для генерации энергии. Сегодня развитию этой отрасли способствуют не только налоговые льготы, но и сознательность граждан по отношению к окружающей среде, перспектива экономно использовать природные ресурсы.

Запасы Солнца безграничны, поэтому ученые мира трудятся над созданием новых систем, которые позволят расширить сферы применения. Солнечная энергетика в 2019 году является перспективной отраслью, история которой в нашей стране только начинает развитие.

Talkin go money

Плюсы и минусы солнечной энергетики. (Апрель 2020).

Table of Contents:

С растущей угрозой изменения климата из-за чрезмерного выброса углекислого газа многие страны стремятся к использованию экологически чистых альтернатив для замены традиционных ископаемых видов топлива. Из всех альтернатив чистой энергии солнечная энергия, возможно, была самой дорогой. Однако, рассмотрев плюсы и минусы наряду с падением цен на солнечные панели на 80% за последние пять лет, будущее солнечной энергии выглядит довольно ярким.

Плюсы

Преимущество солнечной энергии заключается в том, что она является устойчивой альтернативой ископаемым видам топлива. Хотя ископаемое топливо имеет срок годности, который может быстро приближаться, солнце, вероятно, будет находиться в течение по крайней мере нескольких миллиардов лет. Кроме того, 73 000 тераватт солнечной энергии каждый день светят на поверхности Земли, что в 10 000 раз больше, чем ежедневное глобальное использование энергии. Это огромный запас, ожидающий технологий, которые могут его использовать.

Низкое воздействие на окружающую среду

Солнечная энергия существенно снижает воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом. Его выбросы парниковых газов несущественны, поскольку технология не требует сгорания топлива. Кроме того, хотя концентрация солнечных тепловых электростанций (CSP) сравнительно неэффективна при использовании воды в зависимости от типа используемой технологии, правильная технология значительно повышает эффективность, в то время как фотоэлектрические (PV) солнечные элементы не требуют никакой воды при производстве электроэнергии.

Единственным экологическим недостатком солнечной технологии является то, что она содержит многие из тех же опасных материалов, что и электроника. Поскольку солнечная энергия становится более популярной, проблема утилизации опасных отходов становится дополнительной проблемой. Однако, если предположить, что проблема надлежащего захоронения соблюдается, сокращение выбросов парниковых газов, которые предлагает солнечная энергия, делает его привлекательной альтернативой ископаемым видам топлива.

Поскольку солнце светит по всему миру, оно делает каждую страну потенциальным производителем энергии, что позволяет обеспечить большую энергетическую независимость и безопасность. Солнечная энергия не только обещает обеспечить безопасность и независимость на национальном уровне; солнечные панели могут быть установлены на отдельных домах, обеспечивая мощность, которая не зависит от подключения к более крупной электрической сети.

The Cons

Одна из самых больших проблем, которые ставит солнечная энергетическая технология, заключается в том, что энергия генерируется только тогда, когда светит солнце. Это означает, что ночные и пасмурные дни могут прервать поставку. Недостаток, созданный этим прерыванием, не будет проблемой, если бы были недорогие способы хранения энергии, поскольку чрезвычайно солнечные периоды могут фактически генерировать избыточные мощности.Фактически, Германия – лидер в области технологий солнечной энергетики – теперь сосредоточена на разработке адекватного хранилища энергии для решения этой проблемы.

Еще одна проблема заключается в том, что солнечная энергия может занять значительное количество земли и привести к деградации земель или утрате местообитаний для дикой природы. В то время как солнечные фотоэлектрические системы могут быть привязаны к уже существующим структурам, более крупные системы фотоэлектрической системы могут потребовать до 3,5-10 акров на мегаватт, а средства CSP требуют от 4 до 16. 5 акров на мегаватт. Тем не менее, воздействие может быть уменьшено путем помещения объектов в некачественные районы или вдоль существующих транспортных коридоров и коридоров.

Читайте также:  Воздушные терморегуляторы

Некоторые солнечные технологии требуют редких материалов в их производстве. Это, однако, в первую очередь является проблемой для технологии PV, а не для технологии CSP. Кроме того, это не столько недостаток известных запасов, сколько неспособность текущего производства удовлетворить будущему спросу: многие из редких материалов являются побочными продуктами других процессов, а не целенаправленными целенаправленными усилиями по добыче. Переработка PV-материала и достижения в области нанотехнологий, которые повышают эффективность солнечных элементов, могут способствовать увеличению предложения, но, возможно, найти существенные заменители, которые существуют в большом изобилии, могут сыграть свою роль.

Хотя технология солнечной энергии имеет некоторые недостатки, которые делают ее несколько дорогой на некоторых рынках, она становится все более дешевой альтернативой ископаемым видам топлива. Недостатки, которые добавляют к стоимости солнечной энергии, могут быть незначительными благодаря дальнейшим технологическим достижениям, которые повышают эффективность и емкость хранилища. Учитывая огромные потенциальные выгоды от использования солнечного света и тепла, возможно, стоит увеличить стимулы для развития солнечной энергии.

Солнечная энергия — плюсы и минусы

Энергия Солнца, как полагают эксперты, — квинтэссенция энергетики, поскольку фотоэлектрические установки не оказывают воздействия на природную среду, бесшумны, не имеют движущихся частей, требуют минимального обслуживания, не нуждаются в воде. Их можно монтировать в отдалённых или засушливых районах, мощность таких установок составляет от нескольких ватт (портативные модули для средств связи и измерительных приборов) до многих мегаватт (площадь солнечных батарей должна составлять при этом несколько миллионов кв. м).

Мир тянется к Солнцу

22 дня солнечного сияния по суммарной мощности, приходящей на Землю, равны всем запасам органического топлива планеты. Проблема в том, как использовать солнечную энергию в производственных и бытовых целях.
«Мы изобрели технологию получения солнечной энергии, однако отстали в её производстве от таких стран, как Германия и Япония, — сказал недавно президент США Барак Обама, — Новые автомобили с гибридными двигателями сходят с наших конвейеров, однако они работают на аккумуляторах, произведённых в Корее».
Помимо Америки на солнечную энергию делают ставки и другие страны.
К примеру, на юге Португалии начались работы по возведению самой большой в мире электростанции, работающей на солнечной энергии. Стоимость проекта оценивается примерно в 58 миллионов евро. Электростанци? будет построена рядом с городом Серпа в 200 километрах к югу от Лиссабона, в самой солнечной провинции Португалии. Специалисты планируют, что электростанция позволит обеспечить электроэнергией до 8000 домов.
Израиль и компания MST также готовятся построить в пустыне Негев электростанцию, работающую на солнечной энергии. Глава компании. Дов Равив, верит в то, что через 30 лет солнечная электростанция будет обеспечивать уже 80% потребности Израиля в электричестве и станет решением энергетической проблемы.
В скором будущем на севере Китая, в Ордосской степи, будет выстроена солнечная электростанция. А в Испании принят закон, запрещающий строить новые дома, если в них не запланирована установка солнечных батарей.
Однако одним из лидеров использования энергии Солнца стала маленькая Швейцария. Здесь построено примерно 2600 гелиоустановок на кремниевых фотопреобразователях мощностью от 1 до 1000 кВт и солнечных коллекторных устройств для получения тепловой энергии. Программа, получившая наименование «Солар-91» и осуществляемая под лозунгом «За энергонезависимую Швейцарию!», вносит заметный вклад в решение экологических проблем и обеспочивает энергетическую независимость страны, импортирующей более 70% энергии.
Из чего же складывается солнечная энергетика, на которую возлагаются столь большие надежды?

Просто нагреть воды

Прежде всего человечество начало использовать солнечную энергию для теплоснабжения (горячего водоснабжения, отопления), сушки различных продуктов и материалов в сельском хозяйстве и промышленности.
Самым простым способом использования солнечной энергии является нагрев воды в плоских солнечных коллекторах. Принцип действия такого устройства состоит в том, что видимые лучи Солнца, проникая сквозь стекло, встречаются с чёрным дном коллектора и в значительной степени поглощаются им. Дно начинает испускать тепловые (инфракрасные) лучи, которые не могут проникнуть обратно сквозь стекло; в нижнем направлении путь теплу преграждает слой теплоизоляции. Задержанное таким образом тепло передаётся теплоносителю, протекающему, как правило, по уложенному на дне коллектора змеевику из металлических или полимерных трубок.
Эффективный солнечный водонагреватель был изобретён в 1909 году, однако большого распространения не получил. Со временем ситуация начала меняться, новые солнечные коллекторы, например, на основе вакуумных трубок, обладают большим КПД и позволяют преобразовывать в тепло солнечную радиацию максимально широкого диапазона.
Солнечное теплоснабжение получило развитие во многих зарубежных странах. Только в США эксплуатируются солнечные коллекторы площадью 10 млн. кв. м. что обеспечивает годовую экономию топлива до 1,5 млн. т. В нашей стране аналогичная площадь не превышает 100 тыс. кв. м.

Цены падают, продажи растут

Следующим шагом в использовании солнечной энергии была попытка преобразования её в электрическую. Этого удалось добиться с помощью коллекторов, созданных на основе фотоэлектрических преобразователей, подразделяющихся на два основных вида: электровакуумные и, более эффективные, полупроводниковые. Преобразование энергии в них основано на эффекте, возникающем в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения. Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается, благодаря чему спрос на них растёт. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 1970-х годов 18%, к началу XXI века вырос в полтора раза. Разработаны многообещающие элементы из тонкоплёночных (толщиной 1-2 мкм) полупроводниковых материалов: хотя их КПД не выше 16 %, они имеют одно неоспоримое преимущество — эти элементы в десять раз дешевле классических солнечных батарей.

Зеркальные концентраторы

Кроме низкотемпературных систем, использующих солнечную радиацию естественной плотности, в конце прошлого века были созданы установки, где для достижения высоких температур. В них плотность излучения повышается в сотни и тысячи раз. Происходит это за счёт гелиоконцентраторов, состоящих из зеркал и линз, фокусирующих солнечные лучи. Несложные концентраторы используют для нагрева воды, а самые мощные применяются в солнечных печах для плавки и термической обработки некоторых материалов, например оксидов кремния и циркония. Одна из наиболее крупных печей, мощностью свыше 1 МВт, была построена в начале 1970-х годов в Фон-Роме-Одейо (Франция). Концентрация солнечных лучей осуществляется и для получения высоких температур в термодинамических солнечных электростанциях.

Япония подаёт пример

С 2000 года Япония является мировым лидером по использованию энергии Солнца. По всей стране от солнечных батарей пользователи получают около 640 тысяч киловатт электроэнергии — более половины мирового объёма. А к 2010 году японское правительство намерено увеличить эту цифру в семь раз.
В Стране восходящего солнца слова с делом не расходятся. Недавно в японском научном центре Цукуба создана крупнейшая на сегодняшний день солнечная электростанция, способная бесперебойно обеспечивать электричеством 300 семей в год.
В генерирующей системе научного центра используются пять с половиной тысяч солнечных батарей, размещённых на крышах зданий и гаражей, а также на склонах близлежащих холмов, Мощность генератора составляет более тысячи киловатт. Общая площадь батарей составляет шесть с половиной тысяч квадратных метров — примерно половина футбольного поля. Все они объединены сетью из двух сотен трансформаторов.
К сожалению, отечественная солнечная энергетика особыми успехами похвастаться не может. В феврале этого года в СМИ, правда, появилась информация о том, что на Рязанском заводе металлокерамических приборов открыта линия по производству модулей для солнечных батарей и электростанций. «Это достаточно отлаженная технология, где мы ничего не изобретали, — сообщил Андрей Зверев, генеральный директор ОАО «Российская электроника», — на сегодняшний день мы просто купили западную линию по производству этих панелей. С Востока получаем комплектующие, здесь собираем и продаём в Германии».
Жаль. Солнечных дней в России хватает, а запасы нефти и газа хоть и велики, но не бесконечны.

Журнал: Тайны 20-го века №34, август 2009 года
Рубрика: Глобальные проекты
Автор: Николай Белозёров

Добавить комментарий