Альтернативные источники энергии

Телефон

8 (4162) 42-20-22, 8 (914) 042-60-92
Главная / Статьи / Фотоэлектрические системы. Перспективы. Состав. Параметры
Оглавление

Фотоэлектрические системы. Перспективы. Состав. Параметры

Возобновляемые источники энергии

 

Первым вестником энергетического кризиса был кризис 70-х годов. С этого момента интерес к возобновляемым источникам энергии значительно возрос. Истощение запасов природных невозобновпяемых источников энергии (нефть, газ, уголь и уран) и экологическая опасность от эксплуатации атомных и теплоэлектростанций только способствовали этому. К возобновляемым источникам энергии, прежде всего, относятся: солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия биомассы. Преобразование солнечной энергии в доступные для использования виды осуществляется двумя способами: фотоэлектрическим (прямое преобразование световой энергии в электрическую) и фототермическим (преобразование световой энергии в тепловую, а затем при необходимости, например, с помощью пара, в электрическую).

При использовании возобновляемых источников решается проблема ограниченности ресурсов энергии. В таблице 1  приведены значения потенциальной энергии таких источников (в триллионах тонн условного топлива в год). Ресурсы любого из этих источников энергии достаточны для удовлетворения потребностей человечества в настоящем и будущем. Их повсеместное использование позволит решать и проблемы экологии. Какой именно источник энергии найдет наибольшее применение, покажет будущее, но проанализировать предпосылки можно уже сегодня.

Таблица 1. Потенциальная энергия возобновляемых и невозобновляемых источников энергии:

 

Вид источника                                                     Потенциальная энергия, трлн. тонн/год

Солнечная энергия                                           131

 

Ветровая энергия                                              2

 

Гидроэнергия                                                    7

 

Энергия биомассы                                          0.1

 

Уголь                                                                   11

 

Уран                                                                     8

 

Мировое потребление                                  0.01

 

Почему солнечная?

 

Сравним основные возобновляемые источники энергии по ряду показателей.

 

Занимаемые площади. В таблице 2 приведены удельные мощности разных типов электростанций (с учетом площадей, занимаемых сооружениями и зданиями). При расчетах принималось, что все земли имеют одинаковую стоимость. Для тепловых и атомных станций учитывались территории, занятые под добычу угля и руды. Площади производств строительных и конструкционных материалов не учитывались — они приблизительно одинаковы для всех типов станций. Ожидается уменьшение удельной мощности атомных станций за счет увеличения точные спортивные прогнозы на спорт от Bet-Select территорий, занятых под захоронение отходов. Для солнечных станций (особенно фотоэлектрических) данный показатель должен увеличиваться за счет увеличения КПД преобразователей и большего использования возможности размещения их на крышах зданий.

 

Таблица 2. Удельные мощности разных типов электростанций

Тип электростанции Удельная мощность, МВт/км2>

Солнечные станции 50...100

Ветровые станции до 15

Гидростанции до 10

Энергия биомассы до 5

Тепловые станции до 30

Атомные станции 60...120

Таблица 3. Энергоотдача разных типов электростанций

Тип станций Энергоотдача

Солнечные станции:

фотоэлектрические

фототермические 20...100 10...50

 

Ветровые станции более 20

 

Энергия биомассы более 20

 

Тепловые станции более 15

 

Атомные станции 6...13

 

Из таблицы видно, что лучшую энергоотдачу имеют солнечные станции (в перспективе ожидается, что значение еще улучшится). При использовании фотоэлектричества мы получаем возобновляемую энергию и расходуем минимальное количество невозобновляемых материалов (все материалы, кроме, например, древесины). Более того, запасы основного материала — кремния (для изготовления стекла и солнечных элементов) достаточно велики. Фотоэлектрические преобразователи обладают значительными преимуществами:

не имеют движущихся частей, что упрощает обслуживание, снижает его стоимость и увеличивает срок службы (вероятно, он будет достигать 100 лет — проблема не в самих преобразователях, а в герметизирующих материалах) при незначительном снижении эксплуатационных характеристик;

эффективно используют прямое и рассеянное (диффузное) солнечное излучение; не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;

<пригодны для создания установок практически любой мощности.

Сегодня сфера использования фотоэлектрических преобразователей (или солнечных батарей, солнечных модулей, PV-модулей) быстро расширяется. Установочная мощность систем — в диапазоне от нескольких Вт (и даже менее) до нескольких МВт. В таблице 4 приведены сегменты рынка фотоэлектричества (в МВт/год). Все фотоэлектрические системы делятся на два основных типа: автономные и соединенные с промышленной электрической сетью.

2013-10-07
Все статьи