1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Солнечные электростанции достоинства и недостатки

Солнечные электростанции: преимущества и недостатки

Солнечное излучение является неисчерпаемым и общедоступным источником получения электроэнергии, поэтому технологии и оборудование в этой сфере постоянно совершенствуются.

Электростанции на солнечных батареях регулярно возводятся для снабжения все большего количества объектов различного направления. Одним из основных достоинств являются экологические преимущества солнечных электростанций, которые не загрязняют окружающую среду и совершенно безопасны для человека.

Преимущества

На сегодняшний день энергию за счет солнечного излучения получают несколькими способами:

• преобразование в электроэнергию с помощью фотоэлементов;
• с помощью тепловых агрегатов (поршневые или турбинные паровые машины, двигатели Стирлинга);
• гелиотермальный метод (нагрев поверхности с увеличенным поглощением солнечных лучей);
• аэростатные станции (нагрев селективно – поглощающей поверхности аэростатного баллона с целью генерации внутреннего водяного пара);

Преимущества солнечных электростанций:

• непрерывное производство энергии (различные конструкции и способы устройств позволяют преобразовывать солнечный свет даже в пасмурную погоду);
• неисчерпаемый источник;
• возможность комбинирования различных способов (сочетание ветровых и солнечных установок дает возможность получать энергию автономно и беспрерывно);
• мобильность энергоустановок (позволяет получать энергию в любом месте в автономном режиме);
• продолжительный срок эксплуатации (от 30 до 50 лет, при использовании накопительных аккумуляторов применяется метод накопления днем и расходования ночью);
• бесплатный источник энергии;
• надежность и невысокие затраты на обслуживание.

Если сравнивать способ получения энергии с помощью солнечного света с существующими традиционными методами, то можно выделить некоторые плюсы. Преимущества солнечных электростанций в сравнении с ТЭС (тепловая электростанция) состоят в следующих моментах:

• более дешевый источник энергии (солнечный свет не нужно покупать, а для ТЭС приобретается уголь, торф, мазут и т.д.);
• экологическая безопасность (ТЭС выбрасывают большое количество дыма и копоти от сгорающего твердого или жидкого топлива);
• более низкие эксплуатационные расходы (для ТЭС требуется большой штат обслуживающего персонала, постоянный контроль технологического процесса и большое количество узлов, агрегатов, механизмов, которые являются источником потенциальной поломки).

Недостатки

Для строительства солнечной электрической станции требуется достаточно большая площадь земельных участков: установка с вырабатываемой мощностью 1гВт займет несколько десятков квадратных километров. Станция с такими большими по площади электрическими батареями может повлиять на микроклимат прилегающей местности и вызвать его изменение. Поэтому оптимальным вариантом считается монтаж СЭС с мощностью от 1 до 2 мВт в небольшом удалении от потребителя или установка мобильных станций для конкретного объекта.

Из-за подверженности СЭС выработки мощности электроэнергии в зависимости от погоды и времени суток приходится устанавливать накопительные аккумулятору, которые повышают стоимость установок. Лучшим вариантом является объединение станций с различными способами получения электроэнергии в единую систему для повышения эффективности.

Высокая стоимость оборудования является большим минусом для применения солнечных электрических станций, но постоянное совершенствование элементов и технологий позволяет снижать первоначальные затраты на производство.

После определенного срока использования (около 30 лет) эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться. Отработавшие детали, которые содержат небольшое количество кадмия, требуют специальной утилизации, которая также повышает финансовые затраты. При работе фотоэлементов на их поверхности повышается температура, что приводит к установке дополнительных охладителей. КПД электростанций на солнечной энергии достаточно низок, а срок окупаемости составляет продолжительное время.

Сферы использования

Солнечные электрические станции широко применяются для снабжения энергией зданий и объектов различного назначения. Широкое использование СЭС получили в дата-центрах, системах поддержания микроклимата, обеспечения работы холодильных установок, систем радиосвязи и компьютерных систем. СЭС обзаводятся парковки, рестораны, мотели, косметологические центры, медицинские учреждения. Станциями оснащаются отдельные загородные дома или целые поселки.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Дата публикации: 18 января 2019

Солнце — доступный и мощный источник альтернативной энергии. Технологии позволяют применять солнечную энергию как для электроснабжения удаленных населенных пунктов, так и для питания спутников на орбите Земли. Тем не менее, из-за некоторых особенностей солнечные электростанции (СЭС) пока поставляют лишь небольшую долю энергии.

Солнце как источник энергии

Солнце можно сравнить с термоядерным реактором, который прослужит еще 5 миллиардов лет. По мощности излучения 1 метр квадратный площади Солнца сравним с миллионом электроламп. Этой мощи с избытком хватит для обеспечения потребностей людей. Остается только собрать эту энергию и преобразовать ее в удобную для использования форму.

В ясный день на квадратный метр поверхности Земли приходится 1 кВт солнечной энергии. Современная солнечная панель такой же площади может собрать и преобразовать 170 Вт, то есть ее КПД равен 17%. Для того, чтобы заменить энергию всех электростанции Земли гелиоэнергией, нужно всего 66000 квадратных километров гелиопанелей. Такой гелиопарк занял бы всего 1% площади Сахары.

Способы получения тепла и электричества из Солнца:

  • Пассивный способ использования гелиоэнергии очень прост: жидкость помещается в контейнер темного цвета, который нагревается под лучами солнца. Полученное тепло используется, к примеру, для обогрева помещений. В более прогрессивном виде этот способ используется в строительстве, когда сама конструкция здания служит аккумулятором тепла Солнца.
  • Активный способ предполагает использование коллекторов (воздушные, плоские и вакуумные) или батарей. Первые преобразуют энергию Солнца в тепло, вторые — в электричество. Большинство гелиоэлектростанций включают в себя модули из коллекторов или батарей.

Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Достоинства солнечных электростанций

  • СЭС — это возобновляемый источник энергии. Еще более 5 млрд. лет жители Земли могут не беспокоиться об истощении солнечного ресурса. По человеческим меркам, это неисчерпаемый энергоресурс, и развитие гелиотехнологий — это существенный вклад в жизнь будущих поколений.
  • Гелиосистемы могут работать в любой точке земли — как на экваторе, так и в Антарктиде. Температура воздуха роли не играет, необходим лишь доступ к солнечному свету.
  • СЭС оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Конечно, и изготовление, и транспортировка , и установка гелиосистем сопровождаются выбросами в атмосферу, но по сравнению с традиционными энергосистемами, эти малозначимые эффекты.
  • В гелиосистемах нет особых движущих узлов, кроме, например, сервопривода, который регулирует расположение панелей в пространстве. Поэтому гелиостанции работают бесшумно. Это позволяет устанавливать СЭС даже на крышах и стенах жилых домов.
  • Солнечные электростанции сохраняют свою эффективность 25 лет. После этого срока некоторые показатели снижаются, но станция продолжает работать. Обновлять систему можно частями, заменяя отдельные модули на новые.
  • Гелиосистемы применяются в разных сферах: они поставляют электричество в труднодоступные регионы, где нет централизованных электросетей; используются для опреснения воды; питают спутники на орбите и так далее.
  • Потенциал СЭС растет с развитием науки. Открытия в квантовой физике и нанотехнологиях позволят увеличить мощность гелиостанций. А инженерный разработки смогут превратить жилое здание в маленькую СЭС.

Недостатки солнечных электростанций

  • Эффективность СЭС зависит от времени суток и погодных условий. По ночам солнце не светит, а в условиях облачности свет слишком рассеянный. Хотя, например, вакуумные СЭС очень чувствительны к инфракрасному излучению, поэтому накапливают гелиоэнергию даже в пасмурную погоду (пусть и с более низкой эффективностью). В основном же, эта проблема солнечных электростанций решается за счет оборудования их аккумуляторами для запасания энергии и последующего ее использования в неблагоприятных для СЭС условиях.
  • Техническое обслуживание гелиостанций. Вне зависимости от типа, гелиопанели регулярно нуждаются в очистке от пыли. Кроме того, некоторые типы панелей могут перегреваться, поэтому они нуждаются в системах охлаждения или вентиляции.
  • Атмосфера над СЭС может нагреваться настолько, что пролетающие над ней птицы просто испаряются. По некоторым источником, над крупными гелиоустановками погибает одна птица каждые две минуты.
  • Хотя гелиоэнергетика считается, в целом, «зеленой» отраслью, изготовление гелиоустановок происходит с выбросом парниковых газов.
  • Современные гелиопанели обладают мощностью энергоносителя около 16-18 Ватт на квадратный метр. Этот показатель можно одновременно считать достоинством и недостатком солнечной электростанции. В этом солнечная энергетика превосходит другие альтернативные источники энергии, но уступает традиционным — углю, газу, нефти и атомной энергии.
  • Гелиоустановки все еще отличаются высокой стоимостью, и это главный спорный момент в их использовании. Это вызвано, например, применением в них редких и дорогих элементов: теллура и индия. Да и аккумуляторные батареи, которые стабилизируют поступление энергии от гелиоустановок, обходятся в немалые суммы. Вопрос стоимости чаще всего решается на государственном уровне, когда власти предлагают субсидии предприятиям и частным лицам для перехода на солнечное электроснабжение.

Если бы не стоимость, СЭС быстро бы стали мировым лидером в альтернативной энергетике.

  • От ночника до электростанции
  • Миниатюрные линзы и зеркала концентрируют солнечную энергию
  • Солнечные панели уже способны обеспечить мир чистой энергией
  • Вращающиеся солнечные установки от V3Solar

Я бы хотел установить себе солнечную батарею в квартиру, ведь летом много солнца, а значит что и электроэнергии много можно съэкономить. А это уже как прибавка к зарплате, что всегда радует!

Помню, как все раньше удивлялись ночным фонарикам, которые днем заряжались от солнца, а ночью сами по себе светились, но сейчас это уже обычное дело. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это наше будущее.

И всё же прогресс не стоит на месте, и каждый из проблемных моментов, тормозящих пока что развитие этого вида электростанций, сегодня активно прорабатывается инженерами и учёными. Шаг за шагом, рентабельность солнечных электростанций постоянно растёт.

Я удивилась, конечно же, когда увидела, что солнечные батареи продают в совершенно обычных магазинчиках электроники. Видела я это в Европе, не знаю, может и в России такое тоже есть. Но за солнечными батареями будущее.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Достоинства и недостатки СЭС

Достоинства солнечных электростанций. (Достоинства СЭС)

  • Общедоступность и неисчерпаемость источника.
  • Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечных электростанций. (Недостатки СЭС)

  • Зависимость от погоды и времени суток.
  • Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
  • При промышленном производстве — необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.
  • Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
  • Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.
  • Нагрев атмосферы над электростанцией.

Преимущества солнечной энергии

Не требует подключения к центральной энергосети.

Установив солнечную электростанцию вы становитесь абсолютно независимы от внешних источников электричества. Вам даже не нужно подключаться к электросетям.

Теперь вам не нужно, копить на взятку чиновнику и оббивать пороги электросбытовой компании в поисках лишнего киловатта электроэнергии.

Не нужно платить за электричество.

  • Вы много платите за электричество?
  • Нет не очень?
  • А сколько это в год?
  • А за десять лет?
  • А за двадцать лет?

Преимущество солнечной электростанции в том, что вы платите только за ее приобретение, а дальше солнце будет работать на вас АБСОЛЮТНО БЕСПЛАТНО.

Полная автономность системы.

У поставщика электричества могут быть плановые отключения, неполадки и обрывы линии или повышения тарифов — вас это не касается! Вы сами устанавливаете правила на своем участке.

Возможность коллективного подключения.

Безусловно — стоимость станции это серьезное вложение. Солнечную станцию можно приобрести на несколько участков или домов. Скажем вы решили подключить не один а четыре дома. Цена при этом увеличится на 30-60%, но вы заплатите лишь 25% от этой суммы. Подключите систему совместно со своими соседями.

Долгий срок службы.

Солнечная электростанция (СЭС) будет служить вам около 25 лет. Причем она не выйдет из строя ежесекундно. Просто со временем могут ухудшится некоторые показатели. При этом не нужно менять всю станцию. Можно, например, докупить новый модуль к уже существующим за значительно меньшие деньги или дополнить станцию новым аккумулятором.

Нет всплесков и отключений энергии.

Вам когда-нибудь случалось переписывать все заново, после того, как от перепада напряжения завис ваш компьютер. Не стоит уже и говорить о том, что от электрических всплесков могут перегореть или воспламениться бытовые приборы, находящиеся в ждущем режиме.

С солнечной электростанцией такого не бывает. Это источник высококачественного напряжения в доме.

Самая экологически чистая энергия.

Существуют и другие альтернативы центральной сети энергопотребления: дизельный генератор, ветряная станция. Но согласитесь, что жить под грохот дизеля и запах солярки на террасе или ощущая постоянную вибрацию и гул ветряка это не то о чем вы мечтали.

Преимущества и недостатки 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

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.

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

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.

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.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector