Готовые солнечные электростанции для дачи: плюсы и минусы. Солнечная энергетика плюсы и минусы

Плюсы и минусы домашних солнечных электростанций

После официального разрешения частным лицам на использование альтернативной энергетики, многие владельцы частных домов, дач и домашних хозяйств задумались о целесообразности такого шага. Несмотря на известные выгоды от использования солнечных батарей, установка домашней СЭС становится достаточно крупным капиталовложением для обычного жителя Украины, даже при том, что стоимость оборудования за последние годы ощутимо снизилась (минимум в 2 раза).

Для начала, чтобы сделать правильный выбор, важно оценить ключевые преимущества и недостатки домашних солнечных энергетических систем.

Преимущества

• Бесплатная энергия. Платите вы только один раз при покупке оборудования (исключение - расширение станции, увеличение ее мощности после определенного срока эксплуатации), а дальше никаких материальных вложений - вы просто получаете бесплатную энергию.
• Абсолютная безопасность для окружающей среды. Это, скорее, этический вопрос, который немаловажен для многих. Мы знаем, насколько наша экология испорчена выработкой энергии традиционным способом, и у нас есть все шансы это исправить. Процесс преобразования солнечной энергии в электрический ток полностью безопасен и безвреден, станция ничего не выделяет и не поглощает - это действительно экологичный способ получения энергии для любых нужд.
• Возможность автономии. Такая возможность важна для владельцев домов, дач и хозяйств, удаленных от городских линий электропередач. Чтобы проложить сеть до нужной местности придется оплатить все инфраструктурные расходы. Отличная альтернатива - автономная СЭС, в конструкцию которой входят аккумуляторы, накапливающие энергию, что обеспечивает электроснабжение ночью и в пасмурные дни.
• Надежные инвестиции и регулярный доход с «зеленым тарифом». Домашние сетевые СЭС дают владельцам отличную возможность не только ощутимо экономить, но и зарабатывать. Все благодаря «зеленому тарифу», по которому владельцы солнечных станций продают электроэнергию в сеть. Тариф привязан к курсу евро, что особенно актуально при нынешней экономической ситуации.
• Сочетаемость с другими источниками традиционной и альтернативной энергии. Подобные станции называются гибридными. Они сочетают несколько источников, чтобы энергия вырабатывалась при любых обстоятельствах: так, например, существуют ветро-солнечные батареи, которые сочетают возможности солнечных и ветровых установок и снабжают объект электроэнергией практически в любых погодных условиях.
• Энергетическая независимость. Постоянные отключения света и скачки напряжения доставляют владельцам дач и домов много неудобств, а в самых неприятных случаях из строя выходит дорогостоящая бытовая техника и электроника. К тому же снабжение дома или целого домашнего хозяйства из общей сети влетает в копеечку, особенно с учетом новых тарифов. Солнечные электростанции позволяют добиться энергетической независимости и навсегда забыть об огромных суммах в счетах за электроэнергию.

Недостатки

1. Относительная дороговизна. На данный момент солнечные батареи не так доступны, как хотелось бы. Конечно, несколько тысяч евро за энергетическую независимость не такие уж и большие деньги, но мы прекрасно понимаем, что не каждому жителю нашей страны это по карману.
2. Неравномерная выработка энергии. Это относится к сетевым СЭС, которые не накапливают энергию. Такие станции, увы, обеспечивают энергоснабжение только в солнечные и облачные дни, а вот в пасмурную погоду и в ночное время суток энергия будет подаваться из сети. Правда, если подключить «зеленый тариф», то излишки энергии будут идти в сеть, а полученная сумма с лихвой покроет затраты на электроэнергию.
3. Требует определенную площадь для установки. Спорный недостаток, но все же - СЭС занимает место. На крыше, стене дома или земельном участке.
4. Необходимо чистить местность от растительности. Если станция будет располагаться в озелененной местности, то периодически придется производить вырубку и спил растений, чтобы открыть солнечным лучам доступ к поверхности солнечных батарей.

Современная тенденция движется в направлении роста спроса на солнечные батареи. Люди все чаще делают выбор в пользу альтернативных источников для снабжения своих домов, так как понимают, что это более целесообразно с экономической точки зрения, чем «висеть на шее» у государства. В любом случае, выбор за вами! 

ekotechnik.ua

Недостатки солнечной энергии

Недостатки использования солнечной энергии существуют. Сегодня мы рассмотрим 5 основных недостатков солнечной энергии для домашнего использования. Альтернативная энергия является неисчерпаемым источником энергии с наибольшим потенциалом. Энергия солнца широко доступна, не загрязняет окружающую среду, не производит выбросов углекислого газа. Среди всех возобновляемых источников энергии доступных на Земле, солнечная является одним из наиболее широко используемых возобновляемых источников.

Она используется для производства электроэнергии, обустройства плавательных бассейнов, отопление или нагрева воды. Огромное количество технологий использующих возобновляемую энергию солнца находятся на начальном этапе развития. 9 марта 2015 года в путешествие вокруг Земли отправился первый самолет работающий на солнечной энергии. Место разработки и старта самолета Абу-Даби выбрано не просто так.  Страны Персидского залива вкладывают огромные деньги в развитие возобновляемых источников энергии. Нет сомнений в том, что этот вид возобновляемой энергии будет играть важную роль в удовлетворении спроса в период наступающего дефицита производства электроэнергии.

Несмотря на огромное количество преимуществ, солнечная энергия имеет некоторые недостатки. Каждый покупатель должен знать эти слабые места перед установкой солнечных батарей на даче или частном доме.

5 основных недостатков солнечной энергии

Ниже перечислены некоторые из недостатков использования солнечной энергии, связанных с:

• ценой
• загрязнением окружающей среды
• местоположением
• надежностью

Начальная стоимость

Первоначальная стоимость приобретения и установки солнечных панелей для дома всегда отталкивает потенциальных покупателей и является первым недостатком. Стоимость установки таких панелей является достаточно высокой. Хотя в некоторых странах правительственные программы субсидий и налоговые льготы покрывают часть затрат на установку, этого по прежнему недостаточно для эффективного использования солнечной энергии. Может пройти от 10 лет до 15 лет, прежде чем экономия перекроет сумму первоначальных инвестиций. При установке системы альтернативной энергии, речь не всегда идет о сроке окупаемости. Главное преимущество — независимость от ископаемого топлива. По мере разработки новых технологий, стоимость панелей солнечных батарей уменьшится. Уже к 2018 году мы увидим увеличение использования солнечных панелей для выработки электроэнергии в частных домах на 120%.

Расположение и доступность солнечного света

Расположение панелей системы имеет большое значение для выработки электроэнергии. Дома находящиеся в тени деревьев или окружении огромных зданий недостаточно хорошо подходят для установки. В регионах с преимущественно облачной и туманной погодой система будет производить энергию, но может потребовать большего количества панелей для создания достаточно количества электроэнергии.

Интересный факт:

Во время зимы, солнечные коллекторы не могут производить больше энергии, чем необходимо для обеспечения дома. В течение лета, они могут производить даже больше энергии, чем нужно для домашнего использования.

Загрязнение фотоэлементов

Большинство фотоэлектрических панелей состоят из кремния и других токсичных металлов, таких как ртуть, свинец и кадмий. Загрязнение окружающей среды может снизить эффективность фотоэлементов. Новые технологии помогают повысить эффективность работы фотоэлементов даже в условиях загрязнения.

Низкая эффективность

Так как большинство панелей поглощает не весь свет от солнца, их КПД всего 40%.  Это значит, что 60% солнечного света не используется и пропадает впустую. Новые технологии увеличивали эффективность солнечных панелей до 80%, но и минимальная цена таких панелей тоже возросла.

Надежность

В отличие от других возобновляемых источников энергии, которые могут эксплуатироваться в ночное время, солнечные батареи оказываются бесполезными. Это означает, что Вы будете зависимы от местной электрической сети. Но даже из этой ситуации есть выход. Достаточно купить дополнительные аккумуляторы для солнечных батарей. Это шаг позволит использовать накопившеюся энергию в ночное время.

Интересный факт: дожди и бури также уменьшает способность генерировать электроэнергию на период непогоды

5 недостатков солнечной энергии was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson

teplo-klimat.com

Плюсы солнечной энергии

Опубликованно:

15.05.2016

Просмотры:

0

Рейтинг:

Загрузка...

Солнечная энергетика является достаточно активно развивающейся отраслью в энергоснабжении общественных и частных зданий. Какие преимущества и недостатки имеет данный природный энергетический источник? Купить все необходимое для создания эффективной системы можно на сайте http://www.solarled.com.ua/.

Солнечная энергия возобновляемая, в отличие от традиционного топлива типа нефти, угля или газа. Если учесть, что солнце еще много миллионов лет не погаснет, это направление в энергетике должно стать очень перспективным.

Солнечная энергия имеет огромный потенциал, так как поверхность планеты облучается 120 тыс. тераваттами солнечного света, что превышает в 20 тыс. раз общемировую потребность.Солнечная энергия постоянна и неисчерпаема, то есть ее невозможно перерасходовать при удовлетворении человеческих нужд в энергетических носителях. Следовательно, ее с лихвой хватит даже на будущие поколения.Кроме других преимуществ, солнечная энергия имеет еще одно: она доступна во всем мире, в том числе в северных широтах. Например, Германия занимает сегодня первое место по использованию солярной энергии и имеет максимальный потенциал в данном направлении.

В последние годы все активно борются за экологическую чистоту на планете. Отрасль солнечной энергетики в этом вопросе является одной из лучших, так как частично ею можно заменить энергию от не возобновляемых ресурсов. При этом транспортировка, производство, монтаж и применение солнечных электростанций не сопровождается вредными выбросами в окружающую среду. Даже при их наличии они настолько незначительны, что их можно игнорировать на фоне традиционных источников энергии.

Системы, работающие на солнечном ресурсе, не имеет подвижных узлов, подобно генераторам, поэтому энергия вырабатывается совершенно бесшумно. Владельцы домов, переходящие на солнечные батареи в качестве автономного энергетического источника, получают огромную экономию. Важно отметить, что обслуживание систем на солнечных батареях сопровождается минимальными затратами. Нужно только раз в год чистить солнечные элементы, а производитель дает гарантию около 20 лет.Солярная энергия имеет широкий спектр приложений: выработка электрической энергии в регионах, которые не подключены к централизованной сети, опреснение воды в Африке, снабжение спутников энергией. Не зря солнечную энергию в последние годы стали называть народной. Подобное название отражает простоту ее внедрения в системы электроснабжения домов, как в случае с тепловыми и фотоэлектрическими элементами.

attilanet.ru

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

Готовые солнечные электростанции для дачи: солнечные батареи

Наряду с другими автономными источниками энергии в последнее время пользуются большой популярностью готовые солнечные электростанции для дачи. Такой способ получения электричества экологически чистый (в отличие от бензиновых, дизельных и прочих генераторов), совершенно не затратный (не требуется топливо), и даже уход почти не нужен (достаточно следить, чтобы батареи не покрывались грязью).

Особенности

В устройстве солнечных электростанций для дачи присутствуют кристаллы кремния. Под воздействием солнечного света из этих кристаллов высвобождаются электроны. Поток электронов – это и есть электричество.

Одна батарея имеет невысокую мощность, поэтому использование солнечных батарей имеет смысл устанавливая целые блоки. Их обычно устанавливают на крыше дома либо на специально оборудованной для этой цели площадке.

Энергия батарей поступает в инвертор, расположенный в доме. Оттуда преобразованный ток направляется в аккумулятор.

Преимущества и недостатки

Солнечные электростанции для дачи имеют множество плюсов:

1. Экологическая безупречность.

2. Нет необходимости в топливе.

3. Энергия практически дармовая, за нее не нужно платить.

4. Автономная солнечная электростанция для дачи легко обслуживается.

5. Долговечность батарей: декларируемый срок службы – 25 лет.

Важно: поскольку обращенная к солнцу поверхность батареи рабочая, нужно следить, чтобы она всегда оставалась чистой. Своевременно удалять пыль, грязь, снег, палые листья и все, что способно перекрыть путь солнечным лучам.

Солнечные батареи на крыше имеют и минусы:

1. Оборудование дорогое. Поскольку эффективность одной батареи мизерная, их нужно много. В результате вся затея обходится в ощутимую сумму.

2. Зависимость от солнца. Батареи аккумулируют энергию даже в пасмурную погоду, но КПД у них при этом очень низкий. Отсюда следует, что в качестве основного источника энергии батареи использовать проблематично.

Однако если вы в состоянии позволить себе одноразовые крупные затраты на солнечные электростанции для дачи, в дальнейшем у вас на протяжении целых двадцати пяти лет всегда будет резервный источник энергии, в который больше не придется вкладывать ни копейки.

Статьи по теме:

prodompro.ru

Преимущества и недостатки энергии солнца

Приимущества и недостатки солнечной энергетики

Солнечная энергия- отрасль хозяйства, связанная с использованием солнечного излучения для получения энергии. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии, не вызывает вредных отходов и является экологически чистой.

 

 

Солнечная энергетика основывается на том, что поток солнечного излучения, проходящего через участок площадью 1 м.кв., расположенный перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (на входе в атмосферу Земли), равен 1367 Вт/м.кв. (cолнечная постоянная). Через поглощение, при прохождении атмосферы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на Экваторе) - 1020 Вт/м.кв. Однако следует учесть, что среднесуточное значение потока солнечного излучения через единичный горизонтальный участок как минимум в три раза меньше (из-за смены дня и ночи и изменения угла солнца над горизонтом). Зимой в умеренных широтах это значение еще в два раза меньше.

Известны следующие способы получения энергии за счет солнечного излучения:

1. Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.

2. Преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью тепловых машин: а) паровые машины (поршневые или турбинные), использующих водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны; б) двигатель Стирлинга и т.д.

3. Гелиотермальная энергетика - преобразование солнечной энергии в тепловую за счет нагрева поверхности, поглощающей солнечные лучи.

4. Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием).

Недостатки солнечной энергетики

Для строительства солнечных электростанций требуются большие площади земли через теоретические ограничения для фотоэлементов первого и второго поколения. К примеру, для электростанции мощностью 1 ГВт может понадобиться участок площадью несколько десятков квадратных километров. Строительство солнечных электростанций такой мощности может привести к изменению микроклимата в прилегающей местности, поэтому устанавливают в основном фотоэлектрические станции мощностью 1-2 МВт недалеко от потребителя или даже индивидуальные и мобильные установки.

Фотоэлектрические преобразователи работают днем, а также в утренних и вечерних сумерках (с меньшей эффективностью). При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме этого, произведенная ими электроэнергия может резко и неожиданно колебаться из-за изменений погоды. Для преодоления этих недостатков на солнечных электростанциях используются эффективные электрические аккумуляторы. На сегодняшний день эта проблема решается созданием единых энергетических систем, объединяющих различные источники энергии, которые перераспределяют производимую и потребляемую мощность.

Сегодня цена солнечных фотоэлементов сравнительно высокая, но с развитием технологии и ростом цен на ископаемые энергоносители этот недостаток постепенно преодолевается.

Поверхность фотопанелей и зеркал (для тепломашинных ЭС) очищают от пыли и других загрязнений.

Эффективность фотоэлектрических элементов падает при их нагреве (в основном это касается систем с концентраторами), поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения, обычно водяных. В фотоэлектрических преобразователях третьего и четвертого поколений для охлаждения используют преобразования теплового излучения в излучение наиболее согласовано с поглощающим материалом фотоэлектрического элемента (т.н. up-conversion), что одновременно повышает КПД.

Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться. Отработав свое, фотоэлементы, хотя и незначительная их часть, содержат кадмий, который нельзя выбрасывать на свалку. Нужно дополнительно расширять индустрию по их утилизации.

Экологические проблемы

При производстве фотоэлементов уровень загрязнения не превышает допустимого уровня для предприятий микроэлектронной промышленности. Применение кадмия при производстве некоторых типов фотоэлементов ставит сложный вопрос их утилизации. Этот вопрос не имеет пока с экологической точки зрения приемлемого решения, но такие элементы имеют незначительное распространение и соединениям кадмия в современном производстве уже найдена замена.

Новые виды фотоэлементов

В последнее время активно развивается производство тонкопленочных фотоэлементов, которые содержат лишь около 1% кремния в отношении массы подложки, на которую наносятся тонкие пленки. Из-за незначительного расхода материалов на поглощающий слой тонкопленочные кремниевые фотоэлементы дешевле в производстве, но пока имеют меньшую эффективность и неустранимую деградацию характеристик во времени. Кроме того, развивается производство тонкопленочных фотоэлементов на других полупроводниковых материалах, в частности CIS и CIGS.

Солнечная энергия широко используется как для производства электроэнергии, так и для нагрева воды. Солнечные коллекторы изготавливаются из доступных материалов: сталь, медь, алюминий и т.д., без применения дефицитного и дорогого кремния. Это позволяет значительно сократить стоимость оборудования и произведенной на нем энергии. В настоящее время нагревание воды с помощью солнца является самым эффективным способом преобразования солнечной энергии.

Энергия солнца, альтернативная энергия, солнечные батареи,солнечные коллекторы

alternativenergy.ru

xn--80adxqwa5e.xn--p1ai

Солнечные электростанции. СЭС. Солнечная энергетика. Принцип работы солнечных электростанций

Солнечная энергетика. Солнечная электростанция. Принцип работы современных солнечных электростанций. Первые опыты использования солнечной энергии. Башенные и модульные электростанции

Солнечная энергетика

Солнечная энергетика - направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Солнечная электростанция

Солнечная электростанция - инженерное сооружение, служащее для преобразования солнечной радиации в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной радиации различны и зависят от конструкции электростанции.

Принцип работы современных солнечных электростанций

Принцип работы современных солнечных электростанций (СЭС) основан на сборе сконцентрированной солнечной энергии при помощи зеркал и отражении солнечных лучей на приемники, которые собирают солнечную энергию и преобразуют его в тепло. Эта тепловая энергия может быть использована для производства электроэнергии с помощью паровой турбины или теплового двигателя, который приводит в действие генератор.

Рис.1. Принцип действия солнечной электростанции

Получение электроэнергии от солнца давно применяется во всем мире. Главной задачей ученых на данный момент является необходимость так усовершенствовать имеющиеся технологии, чтобы как можно больше увеличить их КПД.

Производство электроэнергии из солнечной энергии — тема очень актуальная и интересная для многих государств в сегодняшнее время. Малые солнечные электростанции могут обеспечить электроэнергией дома, предприятия, общественные здания и сохранят богатство глубинных недр земли. Большие солнечные энергетические системы способны вырабатывать неограниченное число электроэнергии и способствовать развитию электроэнергетической отрасли в мировом масштабе.

Фотоэлектрические элементы, названные в ученой среде как солнечные элементы, являются устройствами из полупроводниковых материалов и служат для выработки электричества. Фотоэлектрические элементы бывают разных размеров, объемов и форм. Их чаще всего объединяют между собой в фотоэлектрические модули, а модули — соединяют в фотоэлектрические батареи.

Фотоэлектрические (PV) элементы, фотомодули и устройства преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Понятие фотогальваники или выработки тока из солнечной энергии, можно в буквальном смысле охарактеризовать, как свет и электричество.

Впервые это понятие упоминалось примерно в 1890 году, как «photovoltaic» — фотоэлектрический (фотогальванический) и имело две составляющие: фото, происходит от греческого слова свет и напряжения, связанного с именем пионера Алессандро Вольта в области электричества. Фотоэлектрические материалы и устройства преобразующие энергию света в электрическую энергию, были открыты известным французским физиком Эдмоном Беккерелем еще в 1839 году.

Беккерель смог открыть процесс использования солнечного света для получения электрического тока при помощи твердого материала. Но потребовалось, чтобы прошло больше полувека, чтобы ученые по-настоящему смогли понять этот процесс и узнать, что фотоэлектрический или фотогальванический эффект вызывают только определенные материалы способные преобразовывать энергию света в электрическую энергию на атомном уровне.

Сегодня фотоэлектрические системы стали важной частью нашей повседневной жизни. Мини солнечные электростанции применяются для обеспечения питания у мелких приборов и приспособлений используемых в быту, таких как, калькуляторы, наручные часы или зарядное устройство для сотового телефона. Более сложные — применяются для спутников связи, водяных насосов, уличного освещения, работы бытовых приборов и машин в некоторых домах и на рабочих местах. Многие дороги и дорожные знаки, также теперь работает с помощью фотоэлектрических элементов или модулей.

Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году во второй части своей книги: “Исследования мировых пространств реактивными приборами”. Он писал: “Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”.

Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и в космосе. Наземные солнечные электростанции следует строить в районах расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней. В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, баз отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов.

Первые опыты использования солнечной энергии

В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8* 3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м 2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. Была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому.

Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.

В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 С.

Преобразование солнечной энергии в теплоту, работу и электричество

Солнце - гигантское светило, имеющее диаметр 1392 тыс. км. Его масса (2*10 30 кг) в 333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем в 1,3 млн. раз больше объема Земли. Химический состав Солнца: 81,76 % водорода, 18,14 % гелия и 0,1% азота. Средняя плотность вещества Солнца равна 1400 кг/м3. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.

Солнечную энергию люди используют с древнейших времен. Еще в 212г. н.э. с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали священный огонь у храмов. Согласно легенде Приблизительно в то же время греческий ученый Архимед при защите родного города поджег паруса римского флота.

Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий, в технологических процессах, протекающих при низких, средних и высоких температурах. Они используются для получения горячей воды, опреснения морской или минерализированной воды, для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т.п. Благодаря солнечной энергии осуществляется процесс фотосинтеза и рост растений, происходят различные фотохимические процессы.

Солнечная энергия преобразуется в электрическую на солнечных электростанциях (СЭС), имеющих оборудование, предназначенное для улавливания солнечной энергии и ее последовательного преобразования в теплоту и электроэнергию. Для эффективной работы солнечных электростанций (СЭС) требуется аккумулятор теплоты и система автоматического управления.

Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллического теплоносителя (рабочего тела).

Для размещения солнечных электростанций лучше всего подходят засушливые и пустынные зоны. На поверхность самых больших пустынь мира общей площадью 20 млн.км 2 (площадь Сахары 7 млн. км 2 ) за год поступает около 5*10 16 кВт*ч солнечной энергии. При эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, равной 10%, достаточно использовать всего 1 % территории пустынных зон для размещения СЭС, чтобы обеспечить современный мировой уровень энергопотребления.

Башенные и модульные электростанции

В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: солнечные электростанции (СЭС) башенного типа и солнечные электростанции (СЭС) распределенного (модульного) типа.

Идея, лежащая в основе работы солнечных электростанций башенного типа, была высказана более 350 лет назад, однако строительство СЭС этого типа началось только в 1965г., а в 80-х годах был построен ряд мощных солнечных электростанций в США, Западной Европе, СССР и в других странах.

В башенных солнечных электростанциях (СЭС) используется центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько тысяч. Система слежения за Солнцем значительно сложна, так как требуется вращение вокруг двух осей. Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550 С, воздух и другие газы - до 1000 С, низкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны) - до 100 С, жидкометаллические теплоносители - до 800 С.

Главным недостатком башенных солнечных электростанций являются их высокая стоимость и большая занимаемая площадь. Так, для размещения солнечных электростанциях мощностью 100 МВт требуется площадь в 200 га, а для АЭС мощностью 1000 МВт - всего 50 га. Башенные СЭС мощностью до 10 МВт нерентабельны, их оптимальная мощность равна 100 МВт, а высота башни 250м.

В СЭС распределительного (модульного) типа используется большое число модулей, каждый из которых включает параболо-цилиндрический концентратор солнечного излучения и приемник, расположенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости, подаваемой в тепловой двигатель, который соединен с электрогенератором. Самая крупная СЭС этого типа построена в США и имеет мощность 12,5 МВт.

При небольшой мощности СЭС модульного типа более экономичны чем башенные. В солнечных электростанциях (СЭС) модульного типа обычно используются линейные концентраторы солнечной энергии с максимальной степенью концентрации около 100.

В соответствии с прогнозом в будущем СЭС займут площадь 13 млн.км2 на суше и 18 млн.км2 в океане.



www.gigavat.com

---

• 
  Основы электропривода
• 
  Пьезоэлектрический генератор волновой
• 
  Трансформаторные подстанции киоскового типа
• 
  Ограничитель мощности однофазный
• 
  Установка розеток и выключателей в гипсокартон
• 
  Что такое резонанс напряжений и каковы его характерные особенности
• 
  Сварочный ультразвуковой аппарат
• 
  Прокладка оптического кабеля
• 
  Электрические измерения единицы
• 
  Требования к квалификации электрик
• 
  Кабель пуэ ток