РазноеГелиоэнергетика плюсы и минусы – Плюсы и минусы гелиоэнергетики: достоинства и недостатки

Гелиоэнергетика плюсы и минусы – Плюсы и минусы гелиоэнергетики: достоинства и недостатки

Содержание

Плюсы и минусы гелиоэнергетики: достоинства и недостатки

Гелиоэнергетика — относительно новый вид энергетики (по сравнению с гидро- и ветроэнергетикой). До сих пор энергию солнца использовали лишь косвенно (к примеру, сжигая древесину, для выращивания которой требуется солнце). Теперь же речь идет о прямом преобразовании солнечного излучения в электрическую или тепловую энергию. Правда, у гелиоэнергетики имеется существенное ограничение: нет солнца — нет энергии. Но оборудование совершенствуется, и сегодняшние гелиопанели способны улавливать даже рассеянное солнечное излучение, благополучно превращая его в нужный вид энергии.

Плюсы и минусы гелиоэнергетики

Плюсы гелиоэнергетики очевидны:

  • солнечное излучение бесплатно и доступно каждому, для организации энергоснабжения не нужны дорогие линии электропередач, хранилища топлива и многое другое. Достаточно лишь разместить необходимое оборудование на своем участке — и доступ к солнечной энергии обеспечен.
  • Кроме того, гелиоэнергетика экологична: нет ни ядовитых выбросов, ни вредных побочных эффектов. Отсутствует даже шум, в отличие от ветрогенераторов. А оборудование, предлагаемое современными производителями, вполне надежно и долговечно.
  • Несмотря на относительно большую стоимость (сравнимую, впрочем, со стоимостью других вариантов организации автономного энергоснабжения), оно довольно быстро окупается и начинает поставлять совершенно бесплатное электричество высокого качества.
  • Еще один плюс: оборудование требует минимального ухода и может размещаться так, что практически не будет занимать места (например, на крыше дома).

Однако имеются и минусы.

  • Солнце не светит 24 часа в сутки, и по ночам солнечные панели простаивают.

    Но даже это полбеды. Проблема в том, что далеко не каждый день выдается достаточно солнечным для того, чтобы оборудование работало на полную мощность. Дожди, снегопады, туман — все это снижает эффективность солнечных панелей. Поэтому приходится использовать аккумуляторы, которые заряжаются в солнечные дни, и расходовать эту энергию в ночнтое время суток, а также при пасмурной погоде. Кроме того, солнечные панели часто сочетают с другими видами генераторов, чтобы компенсировать дождливые, снежные или туманные дни.

  • К недостаткам гелиоэнергетики обычно относят и низкий КПД фотоэлектрических элементов, тем более что в сочетании с достаточно высокой стоимостью собственной солнечной электростации это увеличивает срок окупаемости оборудования. Действительно, сегодня производители в основном предлагают фотоэлементы с KПД около 16%, и лишь у лучших образцов (и, соответственно, самых дорогих) он достигает 25%. Но уже разработаны фотоэлементы, имеющие КПД 43,5%, так что в ближайшем будущем можно ожидать снижения цен на оборудование, а также значительного роста его эффективности.

genport.ru

Гелиоэнергетика

Принципы использования и направления разработок гелиоэнергетики

Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии может стать важным направлением в энергосбережении. Одним из таких источников является солнечная энергия, которая испускается в виде электромагнитного излучения.

Определение 1

Гелиоэнергетика — это получение тепловой или электрической энергии за счет солнечной.

Ресурсы солнечной энергии неограниченны. По подсчетам, количество энергии, достигшей поверхности Земли в течение всего минуты превышает количество энергии других источников на протяжении года. Использование солнечной энергии позволяет экономить до 75% традиционного топлива в год.

Чтобы эффективно использовать солнечную энергию, разработано большое количество установок. Широкому применению этих установок мешает высокая цена, которая обусловлена практически отсутствием серийного производства. Кроме того, низкая цена на традиционные виды топлива тоже оказывает влияние на применение таких установок.

В последнее время в мире применяется практика строительства зданий с использованием гелиоустановок. В этом случае важным критерием при строительстве является выбор территории, где будет размещаться здание.

Электричество и тепло из солнечного излучения получают следующими способами:

  • при помощи фотоэлементов – приборов, преобразующих энергию фотонов в электрическую.
  • при помощи тепловых машин: паровых машин, использующих водяной пар, фреоны, пропан-бутан, углекислый газ и т.д., двигателя Стирлинга
  • при помощи нагрева поглощающей солнечные лучи поверхности. В дальнейшем полученное тепло распределяется и используется. Например, ими могут коллекторы, в которых нагревается вода. Также теплоноситель может накапливаться в специальных аккумуляторах и использоваться по необходимости.
  • при помощи термовоздушных электростанций, в которых солнечная энергия преобразуется в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор
  • при помощи солнечных аэростатных электростанций. Поверхность аэростата имеет селективно-поглощающее покрытие. На счет нагрева поверхности аэростата солнечным излучением происходит генерация пара внутри баллона аэростата. Преимуществом этого способа является наличие достаточного запаса пара в баллоне для работы электростанции в темное время суток и в пасмурную погоду.

Замечание 1

Экологическая чистота и неисчерпаемость являются большим преимуществом использования солнечной энергии.

В настоящее время активно ведется разработка гелиоэнергетических систем в двух направлениях:

  • совершенствование солнечных батарей
  • создание энергетических концентраторов.

Работа по созданию энергетических концентраторов включает разработку систем, которые действуют по принципу концентрации энергии. В этом случае солнечная энергия фокусируется на небольшом фотоэлектрическом элементе. Примером такой системы являются фотоэлектрические системы с линзой Френеля.

Генератором солнечной энергии является солнечная батарея. Принцип ее работы состоит в прямом преобразовании электромагнитного излучения солнца в тепло или электричество. При этом происходит генерация постоянного тока. Этот процесс называется фотоэлектрическим эффектом. Существует несколько видов солнечных батарей:

  • фотоэлектрические преобразователи – устройства, которые напрямую преобразуют солнечную энергию в электричество
  • гелиоэлектростанции. Эти установки используют солнечное излучение для приведения в действие тепловых, паровых, газотурбинных, термоэлектрических и других машин.
  • солнечные коллекторы.

Самыми известными компаниями, занимающимися производством солнечных батарей, являются Kyocera, Siemens, BP SolarSharp, Solarex, Shell и другие. Необходимость в надежной, экологически чистой энергии мотивирует на активные поиски и разработку новых технологий.

Достоинства и недостатки гелиоэнергетики

Использование солнечной энергии для получения тепла и электричества имеет несколько очевидных преимуществ:

  • солнечное излучение бесплатно, оно доступно каждому. Для того, чтобы организовать электроснабжение, не нужно строить линии электропередач, хранилища топлива и т.д., необходимо лишь установить необходимое оборудование на территории.
  • солнечная энергия экологически безопасна. В гелиоэнергетике отсутствуют ядовитые выбросы и вредные побочные эффекты.
  • отсутствие шума при использовании гелиосистем, в отличие от ветрогенераторов.
  • оборудование долговечно и надежно
  • несмотря на большую стоимость оборудования, оно быстро окупается. В результате поставляется бесплатное электричество высокого качества
  • оборудование требует минимального ухода

Однако кроме перечисленных достоинств гелиоэнергетика имеет и минусы. К ним относится то, что в ночное время суток солнечные панели вынуждены простаивать. К тому же, оборудование не каждый день может работать на полную мощность ввиду того, что не каждый день выдается солнечным. Погодные условия – туман, снегопад, дождь – снижают эффективность панелей. Поэтому используются аккумуляторы, которые заряжаются в солнечное время, а затем по необходимости используются в темное время суток или в пасмурную погоду. Для того, чтобы компенсировать недостаток энергии в непогоду, солнечные установки сочетают с другими видами генераторов.

Еще одним недостатком гелиоэнергетики является низкий КПД фотоэлектрических элементов. А сочетание низкого КПД и высокой стоимости гелиоэлектростанции увеличивает срок окупаемости оборудования. Однако ведется разработка фотоэлементов, имеющих достаточно высокий КПД, что в будущем позволит снизить цены на оборудование, повысить его эффективность.

Замечание 2

Таким образом, гелиоэнергетика является одним из перспективных направлений по получению энергии из неисчерпаемых источников. Использование солнечной энергии позволит экономить традиционные виды топлива, что окажет позитивное влияние на экологическую обстановку в мире.

spravochnick.ru

Солнечная энергия — плюсы и минусы | Энергетика

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

www.bagira.guru

Плюсы и минусы солнечной энергии в быту и на производстве

Использование солнечной энергии уже стало практически обыденной темой для людей, которые хотят идти в ногу со временем. Но не многие понимают, почему это так выгодно, ведь им не известны даже основные преимущества солнечной энергии.

Естественно имеются и отрицательные стороны, но они настолько незначительны, что вопросов в том, стоит ли использовать солнечные лучи, как альтернативный источник энергии, вообще не возникает.

Сейчас мы разберемся, почему это выгодно. Начнем!

Преимущества и недостатки солнечной энергии для бытового использования

Плюсы солнечной энергии

Самое главное, о чем задумывается каждый здравомыслящий человек, – как мне улучшить свою жизнь? Как сделать так, чтобы мой быт стал комфортным, и я тратил на него меньше денег, при этом, не теряя всего того, чего так хочу.

Затраты на электроэнергию составляют один из самых больших платежей в жизни современного человека. Почему так? Производство электричества требует не только огромнейшего количества рабочей силы, но и безумно дорогой техники, которая не только имеет высокую цену, но и обслуживается на высшем уровне. Да, огромное количество тепловых-, атомных-, гидроэлектростанций могут обеспечить человечество нужным количеством энергии, однако, они все еще несут риск для общества. Вспомнить аварию на ЧАЭС, которая унесла жизни не одного десятка людей. Гидроэлектростанции вообще постоянно находятся под особым контролем, поскольку предполагают наличие дамб или плотин, а вода, как мы все знаем, беспощадна ко всему.

Основным плюсом солнечной энергии перед классическими видами добычи электричества является именно безопасность. Что еще важнее в вашей жизни, чем уверенность в том, что вы, ваша семья, друзья, родственники спокойно проснетесь утром, выпьете чашечку кофе и отправитесь решать свои дела?

Все, что может произойти с альтернативным источником питания – он перестанет работать, это единственный недостаток солнечной энергии. На этом «бедствия» заканчиваются, производятся минимальные ремонтные работы, испорченное устройство удаляется на ремонт, утилизируется либо сразу меняется на новое, и вы продолжаете дальше нормально жить. Удобство – это явный плюс!

преимущество солнечной энергии

Также не стоит забывать, что государственные программы по работе с альтернативными источниками электрической энергии (устройства, позволяющие преобразовывать солнечную энергию в электрическую такими являются), которые позволяют вам зарабатывать какие-то деньги на том электричество, которое вы не используете, а отдаете в сеть на общее использование. О наличии подобных программ лучше уточнять у представителей местного самоуправления. Они предоставят вам всю необходимую информацию, и помогут с оформлением документов. Это еще одно преимущество солнечной энергии наряду с экологичностью.

Плюсы и минусы использования солнечной энергии на производстве

Представителям частного бизнеса также очень выгодно использовать альтернативные источники питания. Учитывая все преимущества и недостатки солнечной энергии, вы получите отличную альтернативу, которая обезопасит вас от появления нежелательных расходов на оплату коммунальных услуг.

использовать солнечную энергию

Увы, для того, чтобы обеспечить электричеством большое предприятие, и дать возможность работать ему автономно только от солнечных панелей, потребуется большее количество площади, которую можно ими покрыть. Также не стоит забывать, что вливания будут значительно выше, так как площадь и цена изменяются прямо пропорционально друг другу. Это, конечно, явный минус солнечной энергии.

Однако преобразование ее в электрический ток или отопление может обеспечить небольшие участки вашего производства. Очень часто их используют в сельском хозяйстве, а именно в животноводстве. В зимнее время года, а учитывая климат некоторых уголков нашей страны, то и целый год, помещения, где находятся животные, должны отапливаться. Естественно, это требует огромных финансовых вливаний, которые лучше сделать единоразово, установив светоперерабатывающие панели, и дать возможность им отапливать помещение.

Данный вид приборов называется солнечными коллекторами. Они несложные в производстве и использовании, однако не стоит надеяться на себя, и изготавливать их самостоятельно. Исправная работа коллектора предполагает нагревание воды внутри него до 200-280 градусов, а это опасно не только для здоровья, но в некоторых случаях и для жизни человека.

Каким образом изменяется ценовая политика

ценовая политика на солнечные панели

Ценовая политика приобретения, установки и обслуживания альтернативных источников питания, которые работают от энергии Солнца, падает с каждым днем. Причиной тому становится обыденность и повседневность этих явлений. Все больше людей начинают относиться к этому не как к новинке, а как к данности. Согласитесь, когда-то и электричество в доме было редкостью. Сейчас же человек, который отучился на электрика в бурсе, – не самая престижная профессия.

Берегите энергию!

altenergiya.ru

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Особенности гибких солнечных модулей и их применение

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Гибкие солнечные панели (они же – «тонкопленочные») становятся все более востребованными в бытовой сфере. Если раньше их использовали главным образом на крупных гелиостанциях или в аэрокосмической отрасли, то сегодня они все чаще применяются и в повседневной жизни.

  • Гибкие панели встраивают в различные архитектурные элементы и рекламные сооружения, а также используют в качестве складных мобильных источников энергии.
  • Более того, тонкопленочные фотобатареи даже нашивают на одежду и снаряжение. К примеру, для туристов выпускают специальные модели походных рюкзаков, снабженных гибкими батареями.
  • А последние разработки в этой сфере позволили создать тонкопленочные модели, которые можно использовать и для тонировки стекол.
  • То есть при помощи «солнечной пленки» любое окно легко превратить в полноценный источник питания.
  • Проводились и другие интересные эксперименты. Например, по созданию так называемых «фотоштор».

Нашитые на ткань гибкие солнечные модули не только вырабатывают энергию, но и надежно защищают комнату от избытка солнечных лучей. Тем самым обеспечивается прохлада и комфортный микроклимат в помещении.

Что такое «гибкая солнечная панель»

По сути, такая панель представляет собой слой полупроводника, напыленный на тонкую гибкую подложку. Толщина современных готовых панелей минимальна (не более 1 мкм), а их производительность лишь немного уступает КПД привычных кристаллических образцов.

Ранее тонкопленочные батареи изготавливали лишь на основе аморфного кремния, но сейчас все больше используют кадмия теллуриды/сульфиды, диселениды медно-индиевые и медно-галлиевые, а также некоторые полимерные вещества. Для повышения энергоэффективности применяются и многослойные (многокаскадные) полупроводниковые структуры, в которых свет отражается и преобразуется несколько раз.

Что же касается отличительных свойств гибких гелиомодулей, то можно выделить следующие:

  • Гибкость структуры и возможность использования на криволинейных и цилиндрических поверхностях;
  • Сохранение производительности при облачной погоде, как следствие – высокая общая энерговыработка;
  • Особая эффективность в жарком климате;
  • Довольно высокая степень оптического поглощения солнечного спектра, благодаря чему энергия солнца «улавливается» более полно;
  • Эффективная работа в мощных гелиокомплексах. Именно поэтому изначально такие панели применяли в основном на крупных солнечных станциях.

Кроме того, производство гибких солнечных панелей обходится дешевле их кристаллических аналогов. Это означает, что и итоговая цена таких изделий также несколько ниже.

У тонкопленочных батарей есть только одна негативная особенность – более обширная (примерно в 2 раза) площадь поверхности по сравнению с кристаллическими вариантами той же мощности.

Особенности использования

Гибкие фотомодули применяют и в быту, и в промышленной сфере. Причем их особые рабочие свойства накладывают свои ограничения и на специфику использования.

В быту

Чаще всего солнечные батареи на гибких фотоэлементах используют при архитектурной отделке зданий и в малых архитектурных формах. Такие панели встраивают в крыши и окна, заключают в стеклянные триплексы и полимерные короба.

Кроме того, так как гибкие фотобатареи очень легкие, то именно их используют в тех случаях, когда критичную роль играет вес. Электросамолеты, электролодки и электромобили, аэростатные конструкции и т.д., — во всех этих случаях тонкие гелиопанели гораздо предпочтительнее и эффективнее кристаллических вариантов.

Также гибкие батареи применяют на солнечных станциях, то есть в случаях, когда не имеет значения их более обширная площадь. Особенно хорошо эти батареи зарекомендовали себя в регионах с пасмурной погодой или жарким климатом.

В космосе

Ведутся и активные разработки по использованию тонкопленочных панелей в космической отрасли. Так, на российском предприятии НПП «Квант» разрабатывается направление по созданию гибких фотопанелей для космических станций

Основное внимание при этом уделяется трехкаскадным батареям на базе аморфного кремния

Такие батареи отличаются гораздо более высокими (в 4-5 раз) энергомассовыми характеристиками по сравнению с кристаллическими аналогами (несмотря на несколько меньший КПД).

Кроме того, они гораздо более стойки к радиационному излучению, а их стоимость существенно ниже. Еще один весьма важный фактор – небольшой транспортный (стартовый) объем гибких модулей и возможность изготовления на их основе легко развертываемых конструкций.

Установка солнечной батареи

Существует несколько правил, которые нужно неукоснительно соблюдать.

Не знаешь где купить купить радиаторы для отопления? Статья расскажет, где это сделать, читай тут.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Монтаж солнечных батарей

  • Место для солнечных панелей не должно затеняться.
  • К солнечным батареям должен быть обеспечен легкий доступ для мытья и уборки снега.
  • Батареи устанавливаются в наклон. Оптимальный угол наклона в северном полушарии – угол, равный географической широте местности.
  • Батареи ориентируют строго на юг.
  • Монтаж производят на стены зданий, на крыши, на опоры, установленные на земле. В этом случае необходимо предусмотреть достаточное расстояние между панелями, чтобы они не затеняли друг друга. Алюминиевые рамки панелей имеют отверстия для крепежа, и для установки панелей не нужна особая оснастка.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостаткиСолнечная батарея – перспективный и доступный вид альтернативной энергетики. С ее помощью можно заметно сэкономить на электроэнергии и тепле, если принимать в расчет долгое время эксплуатации установки.

На что еще следует обратить внимание при установке солнечных батарей

Учитывая тот факт, что за последние несколько лет использование солнечных батарей для получения электроэнергии жилого дома превратилось из необычного явления в распространённых факт, многие люди стали задумываться о том, чтобы установить подобные конструкции и в своем жилище

Однако, прежде, чем перейти к монтажу данных панелей, необходимо разобраться, на что же следует обращать внимание при выборе того или другого типа

В первую очередь нужно подумать об обслуживании конструкции, ведь данная система может требовать намного больше ухода, чем традиционные способы получения электроэнергии. Конечно, солнечные батареи более простые в эксплуатации. Это объясняется тем, что они не имеют никаких движущихся деталей, которые неожиданно могут выйти из строя в любой, как правило, самый неподходящий момент. Поэтому для того, чтобы панели на должном уровне выполняли все свои функции, необходимо производить своевременно чистку от снега, пыли или грязи, из-за которых может уменьшиться количество поглощаемого света. Для того, чтобы качественно очистить такие батареи, достаточно просто воспользоваться шлангом прохладной водой. Проделывать подобные манипуляции необходимо как можно чаще (около 4 раз в год).

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Для того, чтобы получить то количество энергии, которое необходимо именно для вашего дома, важно учесть такие два фактора как инсоляция и количество необходимой электроэнергии на одни сутки. Под термином «инсоляция» понимаем меру, которая показывает, какое именно количество солнечного света будет находиться на территории той или иной области в конкретный промежуток времени

Это постоянная величина для каждой отдельной области, на которую обязательно следует обратить внимание тому, кто планирует покупку солнечных систем электроснабжения. Чем больше будет данное значение, тем большее количество электроэнергии за сутки вы сможете получить

Если же инсоляция вашего региона достаточно низкая, вам потребуется либо уменьшить расходы энергии, либо установить дополнительную панель.

Может быть полезно: Какую систему отопления выбрать для коттеджа?

Как же выяснить то, сколько именно электричества вы расходуете? Здесь все достаточно просто: достаточно просто обратить внимание на счёт, который приходит вам раз в месяц. Там написано общий расход электроэнергии

Однако, если поделить данное число на количество дней, вы легко сможете вычислить суточную норму. Тщательно просчитав все эти факторы, вы сможете подобрать не только размер панели, но и количество солнечных батарей, которые необходимы для того, чтобы вы не ощущали недостатка в электроэнергии. Чтобы найти подходящую модель, лучше всего обратиться за помощью к профессионалам. Таким образом вы сможете избежать ошибок и установить систему, которая будет отвечать всем вашим требованиям.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Также читайте: Система умный дом — современная технология комфорта и экономии

Поэтому, если вы уже сейчас задумываетесь над тем, куда девать вышедшую из строя солнечную батарею, ещё на самом начальном этапе покупки поинтересуйтесь у производителя, возможно ли сдать обратно продукцию через определённое количество лет. Но и такой вариант не единственный: в настоящее время популярными становятся вторичные рынки, которые принимают подержанные установки подобного типа. Таким образом оборудование, которое уже давно вышло из строя, может быть разобрано на части и использоваться во многих других странах. Кроме того, на сегодняшний день появляются несколько площадок, на которых Вы можете продать уже бывшие в эксплуатации солнечные панели. Одним из примеров является проект SecondSol, на котором уже несколько лет активно проводятся процессы купли-продажи старых модулей.

Как вы видите, наличие солнечных батарей не только на крупных промышленных предприятиях, но ни территории частных домов уже давно перестало быть редкостью во многих странах мира. Такой способ получения электроэнергии имеет множество преимуществ и в настоящее время считается самым практичным и инновационным. Несмотря на высокую стоимость панелей, все расчеты показывают то, что такая покупка окупиться уже через пару-тройку лет. А вот прослужит подобная конструкция значительно дольше – некоторые производители дают гарантию на свою продукцию сроком до пятидесяти лет. Все вышеописанные моменты указывают на то, что приобретая солнечные батареи, вы получаете долговечный, экологичный и простой в уходе источник энергии для вашего дома.

Принцип работы гелиосистем для нагрева воды

КПД новых коллекторов, со специальными фильтрами для улавливания волн разной длины, радует своим значением – не менее 40 %. Обычные кремниевые панели имеют КПД не превышающий 25 %.

Срок службы нагревательных элементов, по оценкам производителей, составляет от 10 до 30 лет. Другие части системы, такие как аккумуляторные батареи и электроника, могут выйти из строя раньше – через 5–15 лет.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Принцип действия батарей основан на фотогальваническом эффекте. Лучистая энергия, проходящая через фотоэлементы, преобразуется в электрическую энергию. Доступный пример – часы и калькуляторы с фотоэлементами, уже несколько десятилетий демонстрирующие нам на примитивном уровне этот принцип работы.

Солнечные коллекторы

Непосредственно в тепло преобразовывают солнечную энергию так называемые коллекторы. Они имеют нагревательные элементы, внутри которых циркулирует жидкость. Через контур теплообменника энергия передается рабочей жидкости, которая аккумулируется в баке.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Такие системы отопления уже широко используются в мире. Разработаны два типа коллекторов, плоский и вакуумный. Для использования в зимнее время стоит выбрать вакуумный коллектор, он надежнее сохраняет тепло. Но и плоского коллектора есть преимущество, он обладает большой прочностью и надежностью.

Минусы и недостатки солнечных батарей

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выборе источника энергии

Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной

Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций, которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.

Низкий уровень КПД. Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.

https://youtube.com/watch?v=6POvGRZ-qGs

В странах СНГ солнечные батареи достаточно дорогое удовольствие, ведь государство не поддерживает покупку таких источников энергии и никак не дотирует стремление своих граждан к “зелёной” энергии. Конечно, за рубежом ситуация значительно лучше. Ведь те же США заинтересованы в переходе страны на экологически чистые источники энергии.

Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата. Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи

Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии

Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.

Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность.

Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.

Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади. Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.

Вот такие плюсы и минусы солнечных батарей. Надеемся наша статья помогла Вам определиться что нужно именно Вам.

28

Загар в солярии минусы искусственного загара

Однако, не все так безоблачно. Даже при соблюдении всех правил и рекомендаций, у искусственного солнца немало и минусов.

Несовместимость солярия и лекарственных препаратов. Если вы принимаете тетрациклин, доксициклин, бисептол, сульфадиметоксин, то посещение солярия противопоказано – эти препараты изменяют чувствительность кожи к солнечным лучам. Не стоит совмещать с солярием и гормональные таблетки (контрацептивы в том числе).

Проблемы со здоровьем и посещение солярия. Вопреки распространенному мнению, не все кожные заболевания можно лечить с помощью ультрафиолета. Напротив, многие болезни под воздействием солнечного света меняют свое течение отнюдь не в лучшую сторону, и ультрафиолет в этом случае действует как очень активный лекарственный препарат, действие которого не изучено.

Облучение ультрафиолетом категорически противопоказано при любых проблемах со щитовидкой, которую сама природа «спрятала» от солнца, и она всегда остается в тени от подбородка.

При повышенной чувствительности кожи также нельзя посещать солярий. На коже может появиться сыпь, ухудшится самочувствие, а в некоторых случаях может развиться настоящая аллергия на ультрафиолет.

Высокий уровень радиации. Сеансы загара в солярии должны быть  короткими и не чаще чем 3-4 раза в месяц. Объясняется такое ограничение разрушительным действием ультрафиолетовых лучей на различные клетки организма, и оно значительно выше, чем от обычных солнечных лучей. Любой тип кожи получает стресс, повреждения на клеточном и молекулярном уровне, и чем интенсивнее облучение ультрафиолетом, тем повреждений больше. Даже самые современные турбосолярии или вертикальные солярии и сокращение длительности процедур не в состоянии решить эту проблему.

Раннее старение кожи. Чрезмерное увлечение солярием ухудшает состояние кожи – и это неоспоримый факт. Ультрафиолет высушивает кожу, она быстрее стареет, утолщается роговой слой, а это грозит закупоркой пор. К косметическим проблемам могут добавиться и проблемы со здоровьем – именно из-за моды на загар в последние годы резко выросло количество заболеваний раком кожи.

Если вы решите посещать солярий – соблюдайте разумную осторожность и не стремитесь получить бронзовый оттенок кожи любой ценой. Тогда результатом посещения солярия будет красивый загар с наименьшими рисками и пользой для здоровья

Тогда результатом посещения солярия будет красивый загар с наименьшими рисками и пользой для здоровья.

Из истории создания

Это может показаться удивительным, но сейчас уже начинают активно совершенствовать третье поколение таких панелей.

Коротко обо всех трех можно рассказать таким образом:

  • Поколение №1 — солнечная батарея с одним переходом. Минус — срок работы не более десяти лет и низкая производительность с 5%-м КПД.
  • Поколение №2 — также элементы с одним переходом, но срок работы стал вдвое больше — 20 лет, а КПД увеличился до 8.
  • Поколение №3 — высокоэффективные тонкопленочные батареи с КПД до 12%. Могут работать еще более длительное время. Считается, что они имеют в перспективе очень большое будущее.

Кстати, благодаря широким возможностям технологии, кремниевый слой напыляется и на жесткое, и на гибкое основание. Именно поэтому в тонкопленочных моделях напыление применяется чаще всего. Хотя стоят они, конечно, очень дорого.

Аморфные солнечные батареи обладают удивительной способностью к поглощению неяркого, рассеянного светового потока. Они активно применяются в тех регионах, где преобладает прохладная и пасмурная погода. При высоких температурах они не теряют уровня своей производительности. Хотя панели из арсенида галлия по-прежнему их в этом превосходят.

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Преимущества солнечных батарей

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Самый первый плюс — это неиссякаемость и вседоступность источника энергии. Солнце есть практически в любой точке планеты и в ближайшее время, оно не собирается никуда пропадать. Если этот источник энергии пропадёт, то нас уже точно не будет волновать вопрос откуда взять электроэнергию.

Второе достоинство солнечных батарей — это их экологичность. Каждый потребитель, борющийся за здоровье родной планеты, считает своим долгом приобрести экологичные источники энергии типа ветряка или, в нашем случае — солнечные панели. Но здесь так же как с электромобилями. Сами-то по себе батареи экологичны, но при их производстве, а также при производстве аккумуляторов, электростанций и различных проводников, используются токсичные вещества, которые загрязняют окружающую среду.

Кстати, говоря о сравнении с ветряками, солнечные панели намного тише. Они вообще не издают никаких звуков в сравнении с шумными ветряками.

Износ батарей происходит очень медленно, ведь здесь нет подвижных частей, если только Вы не используете в своей системе приводы, которые поворачивают солнечные элементы в сторону источника энергии. Тем не менее, даже с такой системой, солнечные панели служат до 25 лет и даже больше. Только после этого срока, если батареи качественные, у них начинает падать КПД и постепенно их нужно заменять на новые. Кто знает какие технологии будут через четверть века? Возможно, следующих батарей Вам хватит до конца жизни.

Устанавливая такой источник энергии для дома, Вы не будете думать о том, что поставщик энергии внезапно по техническим причинам отрежет ваш дом от энергоснабжения. Вы всегда сам себе хозяин. Точнее своей системе подачи электричества. Нет проблем ни с внезапным повышением цен, ни с транспортировкой энергии.

После того, как ваша энергетическая солнечная электростанция окупится, Вы будете получать по сути бесплатную энергию в дом. Конечно, сначала за определённый период, нужно отбить вложения.

Ещё одно преимущество солнечных электростанций — возможность наращивания. Вопрос упирается только в доступную для Вас площадь. Именно модульность батарей позволяет беспрепятственно в случае необходимости увеличивать мощность системы. Необходимо просто добавить новые солнечные панели и запитать их в систему. Хотя эти преимущества солнечных электростанций перекрываются существенной проблемой, а именно необходимостью оборудования больших площадей. Речь идёт о квадратных километрах солнечных элементов.

Солнечная панель не потребляет никакого топлива, а значит Вы не зависите от цен на топливо, также как не зависите от поставок топлива. Плюсы солнечных батарей также в беспрерывной подаче электроэнергии.

Загар в солярии плюсы или польза искусственного солнца

Улучшение работы иммунной системы. Защитные клетки под влиянием ультрафиолета активизируются, их количество в организме увеличивается и после нескольких сеансов солярия вы уже не так подвержены случайным простудам. Иммунитет повышается и за счет воздействия света на клетки мозга – его регулирующие системы начинают работать более слаженно. Исчезают вялость, зябкость, тяжесть в мышцах по утрам.

Избавление от сезонной депрессии. Под воздействием солнечного света, который имитируют лампы солярия, вырабатывается особый гормон удовольствия – серотонин, отвечающий за наше настроение и стрессоустойчивость. С помощью солярия в хмурые зимние месяцы можно избавиться от приступов беспричинной тоски, подавленного настроения, постоянного чувства усталости.

Красивый загар и улучшение состояния кожи. Если соблюдать все правила пользования солярием, то кожа приобретет красивый золотистый оттенок, а ее состояние заметно улучшится. Мелкие прыщики и высыпания на лице исчезают сами собой без применения лечебной косметики, улучшается кровоснабжение кожи. Кожа перестает раздражаться, исчезает шелушение, выгорают мелкие волоски на ногах и над верхней губой.

Выводы

Учитывая  результаты существующих прогнозов по истощению к середине – концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля (которого, по расчетам, должно хватить на 300 лет) из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии. Уже началось удорожание  нефти, поэтому тепловые электростанции на этом топливе будут вытеснены станциями на угле.

Некоторые ученые и экологи в конце 1990-х гг. говорили о скором запрещении государствами Западной Европы атомных электростанции. Но исходя из современных анализов сырьевого рынка и потребностей общества в электроэнергии, эти утверждения выглядят неуместными.

Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы – прямо или косвенно – больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж: в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом – 100 МДж.

За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного корма.

Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти.

И вот новый виток в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.
Замена? Нужен новый лидер энергетики. Им, несомненно, станут ядерные источники.

Запасы урана, если, скажем, сравнивать их с запасами угля, вроде бы не столь уж и велики. Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь.

А итог таков: при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить, считается, в сто тысяч раз меньше средств и труда, чем при извлечении энергии из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю… Всегда было так: следующий источник энергии был и более мощным. То была, если можно так выразиться, воинствующая линия энергетики.

В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков.

Но времена изменились. Сейчас, в конце 20 века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика щадящая. Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.

Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.

Яркий пример тому — быстрый старт электрохимической энергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная. Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, черных дырах, вакууме, — это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.

mr-build.ru

Солнечная энергия: плюсы и минусы солнечных батарей

Как снабжать человечество электроэнергией без вреда для окружающей среды –  главный вопрос, которым не так давно задавались современные исследователи. Мы уже научились добывать энергию с помощью сооружения волновых, приливных, геотермальных, ветряных и солнечных электростанций. Прогресс технологий подарил нам уникальную возможность использовать Солнце с помощью установленной системы либо же портативных батарей в индивидуальных целях. В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы солнечной энергии, а также коротко расскажем о том, что собой представляют гелиопанели и где их используют.

Устройство солнечных батарей

Возможность использования солнечной энергии подарила нам такая наука, как гелиоэнергетика. Именно она исследует и разрабатывает устройства, которые занимаются преобразованием излучения Солнца в электрическую и тепловую энергию.

К таким устройствам относится солнечная батарея. Это плоская, с защитным покрытием конструкция из фотоэлементов, являющихся полупроводниками. Они обеспечивают процесс преобразования солнечной энергии в электрическую. Благодаря разнообразию размеров, их применяют в различных сферах жизнедеятельности.

Две панели

Например, для обеспечения электричеством частного дома потребуется установка, которая включает следующие составляющие:

  • аккумуляторы,
  • контроллер,
  • инвертор.

С помощью инвертора постоянный ток, который создается в ясный день, проходит процесс преобразования в переменный, а далее распределяется на потребителей электричества. Нерасходуемое электричество накапливается в аккумуляторах и  используется ночью или в непогоду. Контроллер следит за зарядом аккумуляторов.

Рассмотрим подробно плюсы и минусы солнечных батарей.

Преимущества

Использование солнечных батарей имеет следующие преимущества:

  • доступность источника энергии,
  • постоянное и независимое энергоснабжение,
  • бесплатное потребление,
  • экологичность,
  • бесшумность,
  • высокая износостойкость.

Каждое из этих достоинств мы опишем более подробно.

Ферма

Доступность источника энергии

Солнце освещает практически каждый участок поверхности Земли. Поэтому человек может воспользоваться преимуществами использования солнечной энергии. Также следует отметить, что потенциал этого типа энергии в рамках всемирного масштаба многократно превышает потребность в ней.

Постоянное и независимое энергоснабжение

В отличие от полезных ископаемых, энергия Солнца неисчерпаемая и всеобъемлющая. Конечно, как и все на нашей планете имеет свой конец, так и Солнце может иссякнуть. Но когда это произойдет – никто наверняка не знает. Помимо этого, ни солнечная панель, ни сам источник не требует каких-либо затрат на содержание. Этот факт делает вас абсолютно независимым от цен и транспортировки электроснабжения.

Бесплатное потребление

Как мы уже упоминали, Солнце – источник бесплатной энергетики. Некоторые затраты потребуются лишь на установку системы, которая обеспечит вас электричеством. Но в данном случае их можно отнести к долгосрочным инвестициям.

Экологичность

Глобальное потепление – серьезная проблема. Использование солнечных батарей помогает снизить расход природных ресурсов, а их производство и принцип работы не сопровождаются выбросом вредных веществ в атмосферу. Поэтому они являются абсолютно экологичными.

Панели на крыше дома

При установке системы, перерабатывающей солнечную энергию в электричество, вы можете быть уверенны в ее безопасности для окружающей среды и своих родных и близких.

Бесшумность

Генерация электроэнергии происходит совершенно бесшумно по причине отсутствия движущихся деталей в конструкции солнечных панелей. Устанавливая систему на крыше своего дома, можно не беспокоиться о постоянном гуле, который, например, издают электрические столбы.

Высокая износостойкость

Срок службы такой системы электроснабжения составляет около 25 лет. С течением времени КПД панелей начинает снижаться. В виду простоты конструкции, ее всегда можно заменить на новую.

Недостатки использования солнечных батарей

Солнечная энергия, а именно ее использование, предусматривает также и минусы, не смотря на вышеописанные плюсы.

К недостаткам относят следующие факторы:

  • высокая цена,
  • низкий КПД,
  • большая площадь, занимаемая системой,
  • зависимость работы от погодных условий.

Стоимость монтажа системы, которая сможет удовлетворить индивидуальные потребности человека, непомерно высока. Не говоря уже о том, чтобы снабдить электроэнергией целый дом. Это объясняется следующим пунктом.

Низкий КПД

Продуктивность солнечных батарей намного ниже, по сравнению с традиционными источниками электроэнергии. Например, панель средней работоспособности, площадью в 1 м2 производит мощность около 120 Вт. Этого должно хватить только для зарядки планшета или телефона. Из этого вытекает следующий пункт.

Панели занимают много места

Большая площадь, занимаемая системой

Чтобы обеспечить ваши минимальные потребности в электроэнергии, вам понадобится очень большая площадь. Если, конечно же, речь не идет о зарядке телефонов, планшетов или работы приборов с потреблением низкой мощности.

Зависимость работы от погодных условий

КПД солнечных батарей снижается в пасмурный, облачный день, зимой, при низких температурах и т.д. Ночью, в отсутствие Солнца, источника энергии, производство электричества прекращается. На работу панелей также влияет расположение вашего дома и окон.

Использование солнечной энергии

Помимо удовлетворения индивидуальных запросов потребителей электричества, солнечную энергию используют в различных сферах жизнедеятельности:

  1. Авиация. Благодаря солнечной энергии, самолеты могут не расходовать топливо на протяжении некоторого времени.
  2. Автомобилестроение. Панели могут использоваться для зарядки электромобилей.
  3. Медицина. Благодаря разработкам южнокорейских ученых, мир увидел солнечную батарею, которую используют для приборов, поддерживающих функциональность организма человека, путем вживления под кожу.
  4. Космонавтика. Гелиопанели устанавливаются, например, на спутниках и космических телескопах.

Это всего лишь несколько примеров. Кроме этого, солнечные панели широко используют для обеспечения электроэнергией зданий, а также целых населенных пунктов.

Надеемся, что вышеописанные преимущества и недостатки использования солнечных батарей помогут вам определиться с решением, стоит ли вам обратиться к альтернативным источникам энергии.

Панели занимают много места Загрузка…

xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai

Плюсы и минусы солнечной энергетики



Какие бывают минусы в энергетике

Хорошо известно отрицательное воздействие энергетических производств на окружающую среду. Тепловые электростанции, например, сжигают в своих топках ценное материальное сырье — уголь, нефть, газ, — которое в течение миллиарда лет накапливалось на Земле в результате сложных, до конца не понятых процессов. Уничтожение этих запасов будет преступлением перед грядущими поколениями. Работа ТЭС характеризуется значительным тепловым загрязнением биосферы. Не менее 60% энергии, полученной при сгорании углеводородного топлива, бесполезно рассеивается в атмосфере, что ведет к повышению средней мировой температуры, отрицательно влияет на динамику атмосферы, на погодные условия вокруг электростанции. В результате сгорания топлива образуются токсичные продукты — угарный газ, двуокись серы, окислы азота, углеводороды, твердые частицы. Особенно велики выбросы сернистых соединений. Токсичные продукты, попадая в атмосферу, губительно воздействуют на живую и неживую природу Земли. Таким образом, эксплуатация тепловых электростанций отличается значительным потреблением минерально-сырьевых ресурсов, тепловым и химическим загрязнением биосферы Земли. Важным параметром следует считать также воздействие на биосферу на этапе создания энергосистемы — при производстве основных элементов, транспортировке к месту строительства, строительстве. Создание ТЭС характеризуется малым воздействием на окружающую среду.

В случае солнечных электростанций имеет место обратная картина — малое воздействие на окружающую среду во время эксплуатации и большое воздействие на этапе создания системы.

Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики.

Заметим, что использование всего лишь 0,0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% — полностью покрыть потребности на перспективу.

К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м2. Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения собирали за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества, нужно разместить их на территории 130000 км2!

Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования. Согласно расчетам, изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1 км2 требует примерно 104 тонн алюминия. Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1,17´109 тонн.

Из написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется собирать солнечную энергию на площади от 1´106 до 3´106 км2. В то же время общая площадь пахотных земель в мире составляет сегодня 13´106 км2.

Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт´год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов.

На этапе развертывания космической солнечной электростанции потребуется проводить большое число пусков сверхмощных ракет-носителей. При ограничении срока создания космической электростанции двумя годами частота пусков ракет-носителей грузоподъемностью 250 т составит не более двух суток. При этом в верхние слои атмосферы попадает более миллиона тонн продуктов сгорания ракетного топлива, в состав которых входят окислы азота, углерода, а также вода. Последствия такого загрязнения атмосферы непредсказуемы, очевидно, они будут носить негативный характер.

Важным аспектом эксплуатации космической солнечной электростанции следует также считать электромагнитное засорение среды. Непрерывная передача энергии из космоса на Землю в СВЧ-диапазоне волн будет представлять собой новый фактор неблагоприятного воздействия на биосферу. Максимальная плотность потока в энергетическом луче на поверхности Земли принимается равной 23 мВт/см2, на краю ректенны плотность снижается до значения 1 мВт/см2. На расстоянии около 7 км от центра ректенны плотность снизится до величины 10-2 мВт/см2; эта величина соответствует советскому медицинскому стандарту на безопасный уровень длительного СВЧ-облучения человека. Зона, лежащая внутри этого круга, может быть объявлена охранной, допускающей присутствие только обслуживающего персонала, облаченного в специальную одежду. Предстоит еще дополнительно исследовать воздействие электромагнитного излучения на флору, фауну, человека и технические устройства. Очевидно, что фоновое излучение будет создавать помехи работе приемных устройств радио- и телевизионных систем.

В целом по экологическим аспектам создания и эксплуатации космических солнечных электростанций может быть сделан вывод о том, что ее функционирование на орбите будет сопровождаться малым воздействием на окружающую среду, в то время как этапы производства и развертывания связываются со значительным потреблением сырьевых и энергетических ресурсов, большим тепловым и химическим загрязнением биосферы. Последствия такого загрязнения окружающей среды трудно предсказуемы, для их прояснения необходимы дополнительные исследования.

Выводы

Учитывая  результаты существующих прогнозов по истощению к середине – концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля (которого, по расчетам, должно хватить на 300 лет) из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии. Уже началось удорожание  нефти, поэтому тепловые электростанции на этом топливе будут вытеснены станциями на угле.

Некоторые ученые и экологи в конце 1990-х гг. говорили о скором запрещении государствами Западной Европы атомных электростанции. Но исходя из современных анализов сырьевого рынка и потребностей общества в электроэнергии, эти утверждения выглядят неуместными.

Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы – прямо или косвенно – больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж: в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом – 100 МДж.

За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного корма.

Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти.

И вот новый виток в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.
Замена? Нужен новый лидер энергетики. Им, несомненно, станут ядерные источники.

Запасы урана, если, скажем, сравнивать их с запасами угля, вроде бы не столь уж и велики. Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь.

А итог таков: при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить, считается, в сто тысяч раз меньше средств и труда, чем при извлечении энергии из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю… Всегда было так: следующий источник энергии был и более мощным. То была, если можно так выразиться, воинствующая линия энергетики.

В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков.

Но времена изменились. Сейчас, в конце 20 века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика щадящая. Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.

Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.

Яркий пример тому — быстрый старт электрохимической энергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная. Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, черных дырах, вакууме, — это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.



www.gigavat.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *