Солнечная энергетика в России перспективы развития и проблемы

Литература по вопросам солнечной энергетики на информационном портале «Clean Energo»

Раздел полностью посвящён такой отрасли как солнечная энергетика. Здесь Вы найдёте литературу об устройстве различного оборудования используемого в солнечной энергетике, его технические характеристики. Помимо устройства оборудования, Вы сможете найти обширную информацию о самом понятии энергия солнца. А также массу других интересных фактов и решений различных проблем встречающихся в этой сфере.

Г. Б. Осадчий., «Энергосбережение и возможности установок и систем малой энергетики на базе солнечного соляного пруда»

Омск 2014 г. Формат — pdf.

Введение в проект «Альтернативная энергетика».

Г.Аристов., «Солнце»

Государственное издательство технико-теоретической литературы, Москва-Ленинград, 1950 г. Формат — djvu.

В книге изложены основные сведения о Солнце, известные науке к моменту написания книги.

Сабади П.Р., пер.с англ. Н.Б.Гладковой «Солнечный дом»

Изд. Стройиздат, Москва, 1981 г.. Формат — djvu.

Рассматривается проблема использования солнечной энергии и предлагается решение некоторых связанных с этим задач.На основе опыта, накопленного в этой области, делаются прогнозы на будущее. Дается практическая информация по использованию солнечного излучения.; анализируются наиболее интересные солнечные установки в Европе и США. Приводятся также сравнение различных типов солнечных коллекторов и методы аккумулирования солнечного тепла.

Под ред. Э.В.Сарнацкого, С.А.Чистовича. «Системы солнечного тепло- и хладоснабжения»

Изд. Стройиздат, Москва, 1990 г.. Формат — djvu.

Рассмотрено состояние и перспективы развития систем солнечного тепло- и хладоснабжения. Освещены результаты научных разработок и передовой опыт проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации гелиоустановок. Изложены особенности проектирования и расчета систем солнечного теплоснабжения с дублирующими источниками тепловой энергии.

Харченко Н.В. «Индивидуальные солнечные установки»

Изд. Энергоатомиздат, Москва, 1991 г. — 208 с.. Формат — djvu.

В данной книге описаны конструктивные особенности, методы расчета, выбор материалов, конструирование, производство и монтаж солнечных установок для индивидуальных потребителей и сельского хозяйства. Индивидуальные солнечные установки используются для нагрева воды, отопления теплиц, плавательных бассейнов, жилых домов.

Из книги Вы узнаете, как работают солнечные установки различного назначения, для каких целей наиболее целесообразно использовать их в настоящее время и в ближайшей перспективе, как изготовить самим солнечную установку и т. п.

С.Танака, Р.Суда. «Жилые дома с автономным солнечным теплоохлаждением»

Изд. Стройиздат, Москва, 1989 г.. Формат — djvu.

Книга содержит разнообразные сведения об устройстве, принципах действия и характеристиках солнечных установок, предназначенных в основном для отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Автооры приводят краткие сведения о высокоэффективных системах, позволяющих увеличить эффективность поглощения и преобразования солнечного излучения в другие формы энергии, однако основное внимание в книге уделено солнечным устройствам, которые могут быть сделаны сравнительно несложным способом небольшими предприятиями и организациями. Некоторым разделам книги можно даже предпослать заголовок «Сделай сам».

А.Я.Глиберман, А.К.Зайцева. «Кремниевые солнечные батареи»

Государственное энергетическое издательство, Москва-Ленинград, 1961 г.. Формат — djvu.

В брошюре изложены физические принципы работы кремниевых фотопреобразователей солнечной энергии в электрическую, рассмотрены электрические и спектральные характеристики приборов и факторы, влияющие на величину КПД преобразователя, охарактеризованы особенности использования солнечных батарей и приведены примеры их применения в различных областях науки и техники.

И.Б. Львовский, Б.В. Баркалов. «Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения»

Изд. ПРОМСТРОЙПРОЕКТ, Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05-91. Формат — pdf.

Методика расчета поступления теплоты в помещении от солнечной радиации через остекленные световые проемы и массивные ограждающие конструкции зданий различного назначения для наиболее жаркого месяца года (июля). Учитываются поступления теплоты в помещения от солнечной радиации и от людей.

Volker Quaschning. «Understanding Renewable Energy Systems»

Изд. Carl Hanser Verlag GmbH & Co KG, 2005 г., язык — английский. Формат — pdf.

В книге рассмотрены общие проблемы необходимости к возобновляемой энергетике, подробно исследуются вопросы использования солнечного излучения для построения термальных систем и фотоэлектрических преобразователей, отдельная глава посвящена использованию энергии ветра.

Читайте также:  Как закрепить номер на автомобиле в рамке инструкция по установке, фото 1

Gevorkian P. «Альтернативные источники энергии в проектировании зданий»

The McGraw-Hill Companies, 2009, на англ. языке. Формат — pdf.

Практические советы про проектированию некоторых из наиболее коммерчески жизнеспособных альтернативных энергетических технологий. Освещены строительные материалы, развёртывание систем типичных установок, а также их воздействие на окружающую среду. Даётся информация по LEED проектированию, сохранению энергии, финансированию солнечной энергии, возврату инвестиций.

Солнечная энергетика сегодня и перспективы её дальнейшего развития

Мы живём в мире будущего, хотя не во всех регионах это заметно. В любом случае возможность развития новых источников энергии сегодня всерьёз обсуждается в прогрессивных кругах. Одним из самых перспективных направлений выступает солнечная энергетика.

На данный момент около 1% электроэнергии на Земле получается вследствие переработки солнечного излучения. Так почему мы до сих пор не отказались от других «вредных» способов, и откажемся ли вообще? Предлагаем ознакомиться с нашей статьей и попытаться самостоятельно ответить на этот вопрос.

Как солнечная энергия преобразуется в электричество

Начнём с самого важного – каким образом солнечные лучи перерабатываются в электроэнергию.

Сам процесс носит название «Солнечная генерация». Наиболее эффективные пути его обеспечения следующие:

  • фотовольтарика;
  • гелиотермальная энергетика;
  • солнечные аэростатные электростанции.

Рассмотрим каждый из них.

Фотовольтарика

В этом случае электрический ток появляется вследствие фотовольтарического эффекта. Принцип такой: солнечный свет попадает на фотоэлемент, электроны поглощают энергию фотонов (частиц света) и приходят в движение. В итоге мы получаем электрическое напряжение.

Подробнее можете почитать на Википедии: Фотовольтарический эффект

Именно такой процесс происходит в солнечных панелях, основу которых составляют элементы, преобразующие солнечное излучение в электричество.

Сама конструкция фотовольтарических панелей достаточно гибкая и может иметь разные размеры. Поэтому в использовании они очень практичны. К тому же панели имеют высокие эксплуатационные свойства: устойчивы к воздействию осадков и перепадам температур.

А вот как устроен отдельный модуль солнечной панели:

О применении солнечных батарей в качестве зарядных устройств, источников питания частных домах, для облагораживания городов и в медицинских целях можно почитать в отдельной статье.

Современные солнечные панели и электростанции

Из недавних примеров можно отметить солнечные панели компании SistineSolar. Они могут иметь любой оттенок и текстуру в отличие от традиционных тёмно-синих панелей. А это значит, что ими можно «оформить» крышу дома так, как Вам заблагорассудится.

Другое решение предложили разработчики Tesla. Они выпустили в продажу не просто панели, а полноценный кровельный материл, перерабатывающий солнечную энергию. Черепица Solar Roof содержит встроенные солнечные модули и также может иметь самое разнообразное исполнение. При этом сам материал гораздо прочнее обычной кровельной черепицы, у Solar Roof даже гарантия бесконечная.

В качестве примера полноценной СЭС можно привести недавно построенную в Европе станцию с двусторонними панелям. Последние собирают как прямое солнечное излучение, так и отражающее. Это позволяет повысить эффективность солнечной генерации на 30%. Эта станция должна вырабатывать в год около 400 МВт*ч.

Интерес вызывает и крупнейшая плавучая СЭС в Китае. Её мощность составляет 40 МВт. Подобные решения имеют 3 важных преимущества:

  • нет необходимости занимать большие наземные территории, что актуально для Китая;
  • в водоёмах уменьшается испаряемость воды;
  • сами фотоэлементы меньше нагреваются и работают эффективнее.

Кстати, эта плавучая СЭС была построена на месте заброшенного угледобывающего предприятия.

Технология, основанная на фотовольтарическом эффекте, является наиболее перспективной на сегодня, и по оценкам экспертов солнечные панели уже в ближайшие 30-40 лет смогут производить около 20% мировой потребности электроэнергии.

Гелиотермальная энергетика

Тут подход немного другой, т.к. солнечное излучение используется для нагревания сосуда с жидкостью. Благодаря этому она превращается в пар, который вращает турбину, что приводит в выработке электричества.

По такому же принципу работают тепловые электростанции, только жидкость нагревается посредством сжигания угля.

Самый наглядный пример использования данной технологии – это станция Иванпа Солар в пустыне Мохаве. Она является крупнейшей в мире солнечной гелиотермальной электростанцией.

Читайте также:  Коробка автомат что это такое, устройство и принцип работы АКПП

Работает она с 2014 года и не использует никакого топлива для производства электричества – только экологически чистая солнечная энергия.

Котёл с водой располагается в башнях, которые Вы можете видеть в центре конструкции. Вокруг расположено поле из зеркал, направляющих солнечные лучи на вершину башни. При этом компьютер постоянно поворачивает эти зеркала в зависимости от расположения солнца.

Солнечный свет концентрируется на башне

Под воздействием концентрированной солнечной энергии вода в башне нагревается и становится паром. Так возникает давление, и пар начинает вращать турбину, вследствие чего выделяется электричество. Мощность этой станции – 392 мегаватт, что вполне можно сопоставить со средней ТЭЦ в Москве.

Интересно, что подобные станции могут работать и ночью. Это возможно благодаря помещению части разогретого пара в хранилище и постепенном его использовании для вращения турбины.

Солнечные аэростатные электростанции

Это оригинальное решение хоть и не получило широкого применения, но всё же имеет место быть.

Сама установка состоит из 4 основных частей:

  • Аэростат – располагается в небе, собирая солнечное излучение. Внутрь шара поступает вода, которая быстро нагревается, становясь паром.
  • Паропровод – по нему пар под давлением спускается к турбине, заставляя её вращаться.
  • Турбина – под воздействием потока пара она вращается, вырабатывая электрическую энергию.
  • Конденсатор и насос – пар, прошедший через турбину, конденсируется в воду и поднимается в аэростат с помощью насоса, где снова разогревается до парообразного состояния.

В чём преимущества солнечной энергетики

  • Солнце будет давать нам свою энергию ещё несколько миллиардов лет. При этом людям не нужно тратить средства и ресурсы для её добычи.
  • Генерация солнечной энергии – полностью экологичный процесс, не имеющий рисков для природы.
  • Автономность процесса. Сбор солнечного света и выработка электроэнергии проходит с минимальным участием человека. Единственное, что нужно делать, это следить за чистотой рабочих поверхностей или зеркал.
  • Выработавшие свой ресурс солнечные панели могут быть переработаны и снова использованы в производстве.

Проблемы развития солнечной энергетики

Несмотря на реализацию идей по поддержанию работы солнечных электростанций в ночное время, никто не застрахован от капризов природы. Затянутое облаками небо в течение нескольких дней значительно понижает выработку электричества, а ведь населению и предприятиям необходима его бесперебойная подача.

Строительство солнечной электростанции – удовольствие не из дешёвых. Это обусловлено необходимостью применять редкие элементы в их конструкции. Не все страны готовы растрачивать бюджеты на менее мощные электростанции, когда есть рабочие ТЭС и АЭС.

Для размещения таких установок необходимы большие площади, причём в местах, где солнечное излучение имеет достаточный уровень.

Как развита солнечная энергетика в России

К сожалению, в нашей стране пока во всю жгут уголь, газ и нефть, и наверняка Россия будет в числе последних, кто полностью перейдёт на альтернативную энергетику.

На сегодняшний день солнечная генерация составляет всего 0,03% энергобаланса РФ. Для сравнения в той же Германии этот показатель составляет более 20%. Частные предприниматели не заинтересованы во вложении средств в солнечную энергетику из-за долгой окупаемости и не такой уж высокой рентабельности, ведь газ у нас обходится гораздо дешевле.

В экономически развитых Московской и Ленинградской областях солнечная активность на низком уровне. Там строительство солнечных электростанций просто нецелесообразно. А вот южные регионы довольно перспективны.

Так одной из крупнейших в нашей стране является Орская СЭС. Она состоит из 100 тыс. модулей, выдающих суммарную мощность 25 МВт. Выработанное электричество подаётся в Единую энергетическую систему России (ЕЭС).

Читайте также:  Как восстановить ПТС - подробная инструкция процедуры

Самой мощной сегодня является СЭС Перово, расположенная в Республике Крым. Она выдаёт более 105 МВт, что на момент открытия станции было мировым рекордом. СЭС Перово состоит из 440 000 фотоэлектрических модулей и занимает площадь 259 футбольных полей.

Вообще в Крыму солнечная энергетика неплохо развита – там более десятка солнечных электростанций мощностью от 20 МВт. Правда, вся полученная электроэнергия уходит сугубо на нужды полуострова.

К 2020 году в России планируется построить 4 крупных СЭС, мощность которых позволит увеличить долю солнечной энергии до 1% от всего энергобаланса страны.

Таким образом, уже сегодня можно с уверенностью сказать, что солнечная энергетика способна в недалёкой перспективе выступить полноценной альтернативой традиционным способам получения электроэнергии. И даже в России эта отрасль хоть и медленно, но развивается.

Может ли солнечная электростанция вырабатывать электричество по ночам?

Электростанции, работающие на основе солнечной энергии, являются, пожалуй, одной из самых перспективных отраслей, занимающихся выработкой экологически чистой энергии. Однако есть у них один весьма существенный недостаток: в облачную погоду или ночью они «простаивают». А можно ли заставить их работать и в темное время суток? Давайте разбираться.

Как энергостанции будут вырабатывать энергию ночью

Как передает редакция издания Phys.org, благодаря совместным усилиям специалистов из Университета Кертин (Австралия), а также компаний United Sun Systems и ITP Thermal был разработан новый тип термальной батареи, который и поможет электростанциям работать на полную мощность даже в условиях ночи.

«Хранение возобновляемой энергии уже давно является камнем преткновения энергетической сферы, но наш прототип тепловой батареи способен хранить и по мере необходимости выделять солнечную энергию в любое время суток», — сказал один из авторов работы профессор Крейг Бакли.

Что такое термальная батарея и как она работает

Термальная батарея может запасать энергию и хранить ее до тех пор, пока, грубо говоря, «энергии солнца не окажется недостаточно». В этот момент ранее накопленная энергия идет на работу электростанции вместо энергии солнца. После того, как солнце снова сможет обеспечивать полноценную работу турбин станции, батарея снова начнет накапливать заряд.

На самом деле, идея разработки подобной батареи не нова. На сегодняшний день в солнечных электростанциях уже используются литиевые батареи. Но они применяются лишь в качестве запаса и отдают ее для нужд питаемых объектов также, как и ваш телефон начинает терять заряд после того, как вы отключите его от источника питания. В случае с термальной батареей же все гораздо интереснее.

«В то время, как литиевая батарея хранит электрическую энергию, которая может быть использована для обеспечения электроэнергией, когда солнце не светит, термальная батарея хранит тепло от накопленного солнечного света. Это может быть использовано для работы турбины, которая будет производить электроэнергию. Эта технология позволяет получать до 46 кВт энергии и идеально подходит для удаленно расположенных промышленных предприятий или населенных пунктов.»

Сохранение энергии происходит следующим образом: когда солнечная энергия имеется в избытке, она запасается в топливных элементах на основе газообразного водорода. В тот момент, когда наступает ночь или небо застилается тучами, водород вступает во взаимодействие с ионами металлов. Из-за разницы в температурах между водородом и металлом, происходит реакция с образованием гидрида (то есть соединение металла с водородом), в результате которой выделяется тепло. Именно оно и идет на питание турбины электростанции. После остывания водород и металл разъединяются, позволяя вновь накапливать солнечную энергию.

Таким образом получается, что солнечная энергия просто «запасается» для работы установки и позволяет получать электричество (с минимальными потерями) в темное или пасмурное время суток.

Обсудить эту и другие новости вы можете в нашем чате в Телеграм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector