Минусы и плюсы солнечной энергии: Плюсы и минусы солнечной энергии – «Какие плюсы и минусы солнечных панелей?» – Яндекс.Кью

Плюсы и минусы солнечной энергии

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

Преимущества солнечной энергии

1. Возобновляемость

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

2. Обильность

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

3. Постоянство

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

4. Доступность

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

5. Экологическая чистота

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

6. Бесшумность

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

7. Экономичность, низкие эксплуатационные расходы

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

8. Обширная область применения

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

9. Инновационные технологии

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

Недостатки солнечных источников энергии

1. Высокая стоимость

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

2. Непостоянство

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

3. Высокая стоимость аккумулирования энергии

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

4. Незначительное загрязнение окружающей среды

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

5. Применение дорогостоящих и редких компонентов

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

6. Малая плотность мощности

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

«Какие плюсы и минусы солнечных панелей?» – Яндекс.Кью

На сегодняшний день преимущества и недостатки солнечных батарей, позволяют говорить об этих источниках энергии, как о самых перспективных на ближайшее будущее.

Преимущества солнечных батарей

• 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.

Минусы и недостатки солнечных батарей

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выбореисточника 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.
• 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.

Преимущества и недостатки солнечных батарей

Солнечные батареи: плюсы и минусы

На сегодняшний день преимущества и недостатки солнечных батарей, позволяют говорить об этих источниках энергии, как о самых перспективных на ближайшее будущее. Чем же так хороша солнечная энергия и что позволяет говорить о плюсах батарей не только для дома, но и для крупных предприятий и заводов. Данная статья призвана не только осветить все преимущества, но и раскрыть недостатки, которые либо умалчиваются производителями, либо не раскрываются при продаже.

---

Преимущества солнечных батарей

• 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.

---

Минусы и недостатки солнечных батарей

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.

• 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.

? Солнечная энергетика: перспективы развития и недостатки

Содержание статьи:

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

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

В каких сферах активно используется энергия солнца

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

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

Виды солнечной энергетики

Самыми распространенными методами производства электроэнергии из Солнца являются:

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

Немного истории

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

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

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

Плюсы и минусы солнечной энергетики

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

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

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

Виды солнечной энергетики

Самыми распространенными методами производства электроэнергии из Солнца являются:

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

Немного истории

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

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

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

Плюсы и минусы солнечной энергетики

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

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

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

Реальность и перспективы

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

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

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

 

Плюсы и минусы солнечной энергии

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.

Содержание статьи

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.

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.

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.

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.

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.

Достоинства и недостатки солнечных батарей.

В настоящее время солнечные батарейки обладают плюсами и минусами, делающими их особенно популярными и востребованными. Очевидно, что данные источники энергии являются наиболее перспективными, в ближайшем будущем можно будет убедиться в этом. Так, что такого хорошего и интересного в солнечной энергии, что позволяет смело говорить о преимуществах использования батарей, как в домашних условиях, так и в крупных компаниях? В статье будут освещены их явные достоинства, также, раскрыты недостатки, о которых предпочитают умалчивать производители.

Достоинства батарей.

Самым первым плюсом, говорящим в пользу данного энергетического источника, является неиссякаемость и доступность в любом месте. Известно, что солнце присутствует пойти в любой точке земли, в ближайший период не намерено исчезать. Даже если оно однажды пропадет, человечество будет волновать совершенно другой вопрос, об электроэнергии никто не станет даже думать.
Следующее достоинство заключается в экологичности батарей. Любой человек, неравнодушный к здоровью планеты, конечно же, посчитает своим долгом купить именно экологичные энергетические источники. Многие останавливаются на ветряках или тех самых солнечных панелях, однако, здесь ситуация обстоит подобно как с электромобилями. Батареи являются экологичными, но есть один отрицательный нюанс: в процессе их производства, также, производства аккумуляторов, электростанций, разнообразных проводников, употребляются токсичные вредные вещества, могущие загрязнить среду. В сравнении с ветряками солнечные панели гораздо тише, не издают особых звуков, что предоставляет удобства в момент использования.

Батареи изнашиваются медленно, потому как, не располагают подвижными частями, конечно, если не используются специальные приводы, поворачивающие элементы в сторону энергетического источника. Однако, при наличии такой системы панели способны прослужить на протяжении двадцати пяти лет и более. Лишь по окончанию данного срока, при хорошем качестве батарей, начинает понижаться КПД, необходима замена на новый вариант. Кто может предположить, какие именно технологические новшества будут изобретены через четверть столетия? Может сложиться так, что следующих батарей хватит надолго, до конца жизни.

Для пользователя установка подобного энергетического источника надежна – нет опасений, что однажды поставщик отрежет энергоснабжение по техническим причинам. Это позволяет чувствовать себя уверенно, ведь система подачи электроэнергии никогда не иссякнет. Также, не возникнут затруднения с резким увеличением цен или транспортировкой энергии.

Когда окупится энергетическая электростанция, в доме будет, практически, бесплатная энергия. Естественно, за определенное время необходимо покрыть первоначальные вложения.

Следующее преимущество данных электростанций — это наличие возможности наращивания и здесь вопрос будет стоять только в доступности нужной площади. Модульность солнечных батарей дает возможность, если понадобиться, беспрепятственно повышать мощность системы. Для этого следует добавить новые панели и запитать в систему. Надо сказать, что такие преимущества перекрываются серьезной проблемой: необходимо искать и готовить большие площади. Большие площади означает квадратные километры солнечных элементов.

Солнечной панели не нужна подпитка, это означает, что человек не зависит от изменения стоимости топлива, его поставок. Еще, плюсы батарей состоят в беспрерывной и стабильной подаче энергии.

Минусы солнечных батарей.

Несмотря на множество плюсов батарей, имеют место и многочисленные недостатки, которые следует знать, прежне чем выбрать источник энергии. Очень важно понимать ситуацию, минусы до совершения покупки, чтобы впоследствии быть приготовленным к разным обстоятельствам. Есть причины, согласно которым солнечные панели применяют в качестве вспомогательного источника, не основного.

Главным недостатком считается необходимость первых инвестиций, достаточно больших. В условиях подключения к простой центральной электросети подобные расходы не нужны. Кроме того, период окупаемости вкладов в солнечные батареи размытый, потому как, многое зависит от случайных факторов, не зависящих от потребителя.

Еще можно отметить незначительный уровень КПД. Квадратный метр батареи, имеющей среднюю производительность, выдает только 120 Вт, и этого не хватит даже для нормальной работы за лэптопом. В случае с солнечными панелями имеет место намного меньший КПД, если сравнить с обычными энергетическими источниками — приблизительно 14-15%. Но такой изъян условный, потому как, новоизобретенные технологии не перестают увеличивать данный показатель, присутствует постоянный прогресс. Сегодня выжимается максимум энергоэффективности из площадей.

В государствах СНГ эти батареи являются достаточно дорогостоящими, в некоторых обстоятельствах считаются роскошью. Причина в том, что власти не особо поддерживают покупку источников энергии, не пытаются мотивировать и поддержать стремление граждан к, так называемой, «зеленой» энергии. За рубежом совсем иная ситуация, намного лучше, например, Соединенные Штаты заинтересованы в переменах в виде перехода на экологически чистые энергетические источники.

Имеется еще заметный минус — плодотворность работы зависит от погоды и климатических условий. К примеру, эффективность солнечных батарей может существенно снизиться в период тумана или пасмурной погоды. При наличии низкой температуры, зимой, КПД падает, если еще используется некачественная панель, даже в условиях повышенной температуры понижается. По этой причине следует поддерживать батареи главными энергетическими источниками или практиковать гибридные варианты. Что еще представляет важность, это то, что солнечные панели способны функционировать по-разному в различных местах планеты. Другая местность – другое количество энергии потребляется, что позволяет сделать конкретные выводы. Плодотворность солнечной системы зависит от местоположения дома, времени суток — ночью солнце отсутствует, значит энергия не вырабатывается.

Батареи нельзя использовать в качестве энергетического источника для техники, потребляющей большое количество мощности.

Система снабжения энергией от солнца предполагает вмешательства множества вспомогательных устройств. Это, например, аккумуляторы, накапливающие энергию, инверторы, еще требуется помещение, специально предназначенное для установки всей системы. Никель-кадмиевые приборы теряют мощность, если температура показывает ниже нуля.

Чтобы получить максимальную мощность от солнца, требуются платформы больших размеров. В случае с солнечной электростанцией промышленного масштаба понадобятся квадратные километры. Если панели просто используются в быту, подобные территории не нужны, однако, следует учесть надобность расширятся в будущем. Надеемся, подробное описание достоинств и недостатков солнечных батарей, поможет выбрать подходящий вариант.

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

Метки: Тайны 20 века, энергия, Солнце, электричество, альтернатива, электростанция, тепло