Солнечные электростанции – их плюсы и минусы

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.

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.

Солнечные электростанции: преимущества и недостатки

Солнечное излучение является неисчерпаемым и общедоступным источником получения электроэнергии, поэтому технологии и оборудование в этой сфере постоянно совершенствуются.

Электростанции на солнечных батареях регулярно возводятся для снабжения все большего количества объектов различного направления. Одним из основных достоинств являются экологические преимущества солнечных электростанций, которые не загрязняют окружающую среду и совершенно безопасны для человека.

Преимущества

На сегодняшний день энергию за счет солнечного излучения получают несколькими способами:

• преобразование в электроэнергию с помощью фотоэлементов;
• с помощью тепловых агрегатов (поршневые или турбинные паровые машины, двигатели Стирлинга);
• гелиотермальный метод (нагрев поверхности с увеличенным поглощением солнечных лучей);
• аэростатные станции (нагрев селективно – поглощающей поверхности аэростатного баллона с целью генерации внутреннего водяного пара);

Преимущества солнечных электростанций:

• непрерывное производство энергии (различные конструкции и способы устройств позволяют преобразовывать солнечный свет даже в пасмурную погоду);
• неисчерпаемый источник;
• возможность комбинирования различных способов (сочетание ветровых и солнечных установок дает возможность получать энергию автономно и беспрерывно);
• мобильность энергоустановок (позволяет получать энергию в любом месте в автономном режиме);
• продолжительный срок эксплуатации (от 30 до 50 лет, при использовании накопительных аккумуляторов применяется метод накопления днем и расходования ночью);
• бесплатный источник энергии;
• надежность и невысокие затраты на обслуживание.

Если сравнивать способ получения энергии с помощью солнечного света с существующими традиционными методами, то можно выделить некоторые плюсы. Преимущества солнечных электростанций в сравнении с ТЭС (тепловая электростанция) состоят в следующих моментах:

Читайте также:  Высота монтажа электроустановочных изделий в доме

• более дешевый источник энергии (солнечный свет не нужно покупать, а для ТЭС приобретается уголь, торф, мазут и т.д.);
• экологическая безопасность (ТЭС выбрасывают большое количество дыма и копоти от сгорающего твердого или жидкого топлива);
• более низкие эксплуатационные расходы (для ТЭС требуется большой штат обслуживающего персонала, постоянный контроль технологического процесса и большое количество узлов, агрегатов, механизмов, которые являются источником потенциальной поломки).

Недостатки

Для строительства солнечной электрической станции требуется достаточно большая площадь земельных участков: установка с вырабатываемой мощностью 1гВт займет несколько десятков квадратных километров. Станция с такими большими по площади электрическими батареями может повлиять на микроклимат прилегающей местности и вызвать его изменение. Поэтому оптимальным вариантом считается монтаж СЭС с мощностью от 1 до 2 мВт в небольшом удалении от потребителя или установка мобильных станций для конкретного объекта.

Из-за подверженности СЭС выработки мощности электроэнергии в зависимости от погоды и времени суток приходится устанавливать накопительные аккумулятору, которые повышают стоимость установок. Лучшим вариантом является объединение станций с различными способами получения электроэнергии в единую систему для повышения эффективности.

Высокая стоимость оборудования является большим минусом для применения солнечных электрических станций, но постоянное совершенствование элементов и технологий позволяет снижать первоначальные затраты на производство.

После определенного срока использования (около 30 лет) эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться. Отработавшие детали, которые содержат небольшое количество кадмия, требуют специальной утилизации, которая также повышает финансовые затраты. При работе фотоэлементов на их поверхности повышается температура, что приводит к установке дополнительных охладителей. КПД электростанций на солнечной энергии достаточно низок, а срок окупаемости составляет продолжительное время.

Сферы использования

Солнечные электрические станции широко применяются для снабжения энергией зданий и объектов различного назначения. Широкое использование СЭС получили в дата-центрах, системах поддержания микроклимата, обеспечения работы холодильных установок, систем радиосвязи и компьютерных систем. СЭС обзаводятся парковки, рестораны, мотели, косметологические центры, медицинские учреждения. Станциями оснащаются отдельные загородные дома или целые поселки.

Солнечные электростанции для дома. Плюсы и минусы

Солнечная электростанция 30 кВт является автономным источником питания. Она способна обеспечить электроэнергией частный жилой дом и другие объекты, на которых суммарное потребление электричества не превышает 30 кВт. Помимо этого, система такого типа может выступать в качестве единственного источника питания там, где невозможно подключиться к коммунальным энергосетям.

Как установить солнечную электростанцию.

Чтобы солнечная электростанция 30 кВт для дома могла работать на полную мощность, необходимо позаботиться о правильном ее подключении. Установить прибор можно на крыше, заборе или любой другой возвышенности, которую не заслоняют высокие деревья. В тех случаях, когда станция не получает достаточного количества солнечной энергии, она не может вырабатывать необходимое количество электричества. Кроме того, недостаток солнечного света может привести к поломке установки. Поэтому каждый элемент солнечной станции должен быть повернут в сторону солнца. Только при таком условии, поток лучей на батареи будет достаточным.

Устанавливая станцию, также следует учитывать угол ее наклона. Для нашего региона он должен составлять 35°. В течение года угол наклона панелей будет требовать коррекции: +12° летом и -12° зимой. Чтобы получить более точные результаты, можно воспользоваться специальным онлайн калькулятором.

При правильном расположении станции, осуществлять ее техническое обслуживание и очищать прибор от пыли и снега будет гораздо проще. Запыленность поверхности солнечного фотоэлектрического модуля является одной из важнейших проблем для владельцев солнечных электростанций. Из-за осевшей пыли, грязи, опавших листьев, птичьего помета и других загрязнений уровень попадания солнечного света на фотоэлементы значительно уменьшается. Это является причиной снижения производительности станции. Исходя из расчетов, всего 4 кубических сантиметра пыли, которые равномерно распределены на 1 м2 солнечной батареи, снижают выработку электричества на 40 %.

Однако эта проблема решается достаточно легко — при длительном отсутствии дождя, солнечные батареи необходимо полить водой из шланга. Данное действие достаточно выполнить несколько раз на протяжении засушливого лета, чтобы проблема запыленности солнечных батарей больше не беспокоила. В тех случаях, когда причиной запыленности являются интенсивное движение транспортных средств, строительные работы или сельскохозяйственная деятельность, операцию с поливом следует проводить немного чаще.

Солнечные электростанции для дома. Плюсы и минусы.

По сравнению с альтернативными источниками питания, электростанция солнечная 30 кВт имеет массу неоспоримых преимуществ:

  • экологическая чистота; работа станции сопровождается мизерными выбросами вредных веществ в атмосферу;
  • экономичность; солнечная электростанция независима от роста цен на электроэнергию;
  • долговечность; в среднем, срок эксплуатации станций насчитывает порядка 20-25 лет;
  • возобновляемость; в отличие от таких полезных топливных ископаемых, как нефть, уголь, газ и т. д., которые не восстанавливаются, ресурсы Солнца составляют 6,5 млрд лет;
  • бесшумность; приборы такого типа работают абсолютно бесшумно, не создавая дискомфорт ни владельцам, ни окружающим;
  • возможность зарабатывать; избытки полученной станцией электроэнергии можно продавать государству по «Зеленому тарифу»;
  • минимальный уровень технического обслуживания;
  • окупаемость; в среднем, солнечная электростанция на 30 кВт окупается в течение 4-5 лет.

Как и любой друг прибор, солнечная электростанция имеет свои недостатки. Основным из них является то, что работа системы напрямую зависит от погодных условий. Недостаток солнечного света снижает КПД станции. Многие современные потребители ошибочно полагают, что в зимнее время года станция вырабатывает гораздо меньше электроэнергии. Однако это далеко не так, ведь панели такого типа перерабатывают не солнечное тепло, а солнечный свет. Поэтому в любое время года, при условии отсутствия на небе туч, электростанции такого типа будут показывать отличный результат.

Как выбрать солнечные батареи. Видео урок.

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.

Читайте также:  Что такое электрический ток? Характеристики электрического тока

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.

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).
Читайте также:  Виды рекуператоров для частного дома и их преимущества

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.


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.

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.

Ссылка на основную публикацию