Альтернативные источники энергии 4 (стр. 2 из 10)
Наиболее распространенный полупроводниковый материал, используемый в фотовольтаической системе - кремний, элемент которого больше всего обычно находится в песке. Нет никакого ограничения к его доступности как к сырью; кремний является вторым по распространенности материалом на земле.
Фотовольтаическая система не нуждается в ярком солнечном свете чтобы работать. Она может генерировать электричество даже в облачные дни. Из-за отражения солнечного света, в слегка облачные дни можно даже получать более высокие энергетические урожаи, чем в дни с абсолютно безоблачным небом.
Десять причин для перехода на солнечную энергетику.
Солнечная энергия может стать главным источником электроэнергии из-за многочисленных экологических и экономических преимуществ и доказанной надежности.
1. Топливо свободно.
Солнце - единственный ресурс, приводящий в действие солнечные батареи. Солнце - вечный источник света. Кроме того, фотовольтаические ячейки сделаны из кремния, а кремний - богатый и нетоксичный ресурс, второй по количеству материала на земле.
2. Без шума, без вредной эмиссии или загрязнений газом.
Горение естественных ресурсов для энергии может создать дым, вызвать кислотный дождь, загрязнить воду и загрязнить воздух. Углекислый газ CO2, парниковые газы, также вредны. Солнечная энергия использует только питание солнца как топливо. Это не создает вредного побочного продукта и активно способствует уменьшению глобального потепления.
3. Системы PV безопасны и высоконадежны.
Предполагаемое время жизни модуля PV - 30 лет. Кроме того, его производительность очень высока и обеспечивает более чем 80 % начального питания после 25 лет эксплуатации. Это делает фотовольтаику очень надежной технологией в долгосрочной перспективе. Кроме того, очень высоки стандарты качества, установленные на европейском уровне, которые гарантируют то, что потребители покупают надежную продукцию.
4. Модули PV могут быть переработаны и поэтому материалы, используемые в производственном процессе (кремний, стекло, алюминий, и т.д.), могут быть снова использованы. Рециркуляция не только выгодна для окружающей среды, но также и потому, что дает возможность уменьшить энергозатраты, материалы и стоимость производства.
5. Система не требует особого обслуживания.
Солнечные модули работают автоматически и легки в установке.
6. Электричество в отдаленных сельских районах.
Солнечные системы дают дополнительную помощь сельским районам (особенно в местах, где другое электричество недоступно). Освещение дома, системы охлаждения больницы и закачка воды - часть из многих возможностей, которые станут более доступны. Телекоммуникационные системы в отдаленных областях также доступны пользователям систем PV.
7. Модули могут быть эстетически интегрированы в здания (BIPV).
Системы могут покрывать крыши и фасады, содействовать уменьшению энергетических затрат здания. Они не производят шум и могут быть интегрированы разными эстетически приемлемыми способами. Этот факт ускоряет разработку экозданий и положительной энергии здания (E+ зданий) и открывает много возможностей для лучшей интеграции систем PV в искусственной среде.
Ячейки PV, используемые в качестве зонтика в офисном здании
Система PV интегрирована в фасаде
Полупрозрачный фасад
Система PV интегрирована в фасаде
8. Время энергетической окупаемости модулей постоянно уменьшается.
Это означает что время, требуемое для окупаемости модуля солнечной батареи очень мало, оно изменяется от 1,5 до 3 лет. Поэтому модуль производит в 6 - 18 раз больше энергии, чем ее необходимо произвести для окупаемости.
9. Создание тысяч проектов.
Сектор PV, со средним ежегодным ростом более 40 % в течение прошлых лет, все более и более способствует к созданию тысяч проектов по всей Европе и во всем мире.
10. Улучшение безопасности энергоснабжения Европы.
Чтобы покрывать 100% требуемой электроэнергии в Европе, необходимо всего лишь 0,7% общей площади континента Европы занять модулями солнечных батарей.
Поэтому солнечная энергетика играет крайне важную роль в улучшении безопасности энергоснабжения Европы.
Перспективы солнечной энергетики и фотовольтаики
Немного теории: об устройстве и видах солнечных панелей.
На сегодняшний день существует множество различных видов солнечных батарей, преобразующих солнечную энергию в электрическую, и классифицировать их можно по-разному. В первую очередь стоит обратить внимание на технологию изготовления фотоэлектрических преобразователей, из которых они собираются.
Наиболее широко распространены кристаллические фотоэлектрические преобразователи, изготовленные из моно- или мультикремния, а также тонкопленочные солнечные элементы на основе таких материалов, как аморфный кремний, теллурид кадмия, арсенид галлия, фосфид индия и некоторых других соединений. По последним оценкам рыночная доля кристаллических солнечных элементов составляет около 93%, а тонкопленочных – около 7%, соответственно.
Также существуют такие более экзотические направления как концентраторные и электрохимические солнечные элементы, но их доли еще очень малы. Такие разработки относятся больше к сфере научных исследований, чем к производству в промышленных масштабах.
Кроме того, солнечные батареи можно классифицировать по сфере их применения – наземного или космического назначения. Самым массовым сегментом являются, конечно же, кристаллические кремниевые солнечные батареи наземного назначения. В первом приближении, конструкция таких батарей представляет собой «многослойный пирог» из защитного стекла, спаянных между собой солнечных элементов, нескольких слоев клеющих и защитных материалов. Все это герметично собрано и упаковано в алюминиевую раму, снабжено небольшой распределительной коробкой и выводами для подключения к нагрузке.
Важно помнить:
Стекло на лицевой стороне модуля выполняет защитную функцию, пропуская при этом излучение до рабочих фотоэлементов. При эксплуатации рабочую поверхность батарей необходимо держать открытой и чистой, иначе их эффективность резко падает. Часто потребители спрашивают, что будет, если на поверхность батареи, например, попадут листья или ляжет снег. Ни в том, ни в другом случае ничего страшного не произойдет. Просто временно снизится эффективность выработки электроэнергии, т.е. упадет мощность системы. Но солнечные батареи монтируются под некоторым углом к горизонту, поэтому любым загрязнениям не просто удержаться на их поверхности. Но техническое обслуживание в виде периодической очистки поверхности, безусловно, необходимо.
Если говорить о сроке эксплуатации современных солнечных батарей, то он приближается к отметке 30 лет. Гарантийный же срок зависит от производителя, обычно это 1 год или 2 года.
Плюсы и минусы использования солнечных систем:
Среди преимуществ «солнечной» электроэнергии в первую очередь можно выделить тот факт, что такие системы на протяжении всего срока эксплуатации генерируют значительно больше энергии, чем было затрачено при их производстве. Например, кремниевые солнечные батареи, работающие в таких солнечных странах как Испания, возвращают энергию, потраченную на их производство, в течение первых 2-х лет, а служат – не менее 20 лет.
Следующим преимуществом является постоянное снижение стоимости солнечной электроэнергии, которая по прогнозам аналитиков сравняется со стоимостью традиционной не позднее 2015 года. Кроме того, массовая выработка «солнечной» электроэнергии не требует использования полезных и зачастую дорогих земель, так как батареи могут монтироваться на крышах или фасадах существующих зданий и сооружений, защитных заграждениях автобанов и т.п.
С технической точки зрения преимущества солнечных систем заключаются в отсутствии необходимости использовать любые виды топлива, а также в отсутствии движущихся частей, которые шумят и изнашиваются. Нет необходимости в проведении трудоемкого технического обслуживания инсталлированных систем для поддержки их в работоспособном состоянии.
Что касается недостатков, то главное – это неспособность в настоящее время конкурировать по стоимости с традиционными видами электроэнергии. Без государственной поддержки использовать солнечные системы в местах, где есть нормальный доступ к сети, сегодня нецелесообразно. И это хорошо видно в странах СНГ, где стоимость инсталляции простой системы для загородного дома достигает нескольких десятков тысяч евро с соответствующими немалыми сроками окупаемости вложений.
Независимость и престиж.
Применение солнечной электроэнергетики имеет экономический смысл там, где существует государственная поддержка этого направления. Среди стран, проводящих подобную политику, самую заметную роль играют Германия, Испания, Италия, США, Южная Корея и Япония. Именно они и формируют сегодня мировой рынок солнечной энергетики.
В странах СНГ же солнечные батареи используются пока очень слабо. Есть всего несколько успешно завершенных проектов, но их все можно пересчитать по пальцам.
Частные лица в основном ставят солнечные панели для резервного энергообеспечения коттеджей или используют их для организации ландшафтного освещения. Но цена вопроса для них все еще остается очень высокой. Говорить о целесообразности использования солнечных систем в СНГ пока можно лишь в нескольких случаях: