Что такое солнечная энергетика и почему она актуальна?

Что такое солнечная энергетика фото
Что такое солнечная энергетика и почему она актуальна?

Потребление невозобновляемых источников энергии – нефти, газа и угля – продолжает расти с угрожающей скоростью. Это – серьезная проблема в масштабах всей планеты. Многие страны уже сейчас активно внедряют использование солнечной энергетики и других «зеленых» источников, что в ближайшем времени позволит полностью обеспечить потребности больших городов, целых областей и регионов.

Что такое солнечная энергетика?

Это направление энергетики, в основе которого лежит использование солнечного света для получения тепловой или электрической энергии.

Поток падающего на поверхность планеты излучения Солнца настолько велик, что пока человечество научилось отбирать для обеспечения своих потребностей лишь малую его часть. По приблизительным подсчетам, она не превышает 0,01%. А это означает, что существует огромный запас возобновляемого ресурса, способного обеспечить нас энергией на многие годы вперед.

Все, что для этого необходимо – найти лучшие решения для следующих технологических проблем:

  • зависимость количества получаемой электроэнергии от сезона, погоды и времени суток;
  • низкие показатели генерации энергии в некоторых регионах;
  • ограниченная емкость устройств накопления ресурса;
  • высокая стоимость комплектующих для солнечных электростанций (из-за применения в производстве редких и дорогостоящих материалов);
  • потребность в периодической очистке поверхности панелей от пыли и мусора;
  • необходимость использования больших площадей для размещения установок;
  • трудности в производстве и утилизации солнечных панелей, так как в их составе присутствуют вредные соединения.

По мнению некоторых экспертов, существует вероятность, что к 2050-му году доля солнечной энергетики в мировом энергобалансе увеличится до 27%. Климатологи отмечают что это, в свою очередь, позитивно отразится и на климате.

В данной отрасли принято выделять три направления:

  1. Гелиотермальная энергетика. В ее основе лежат процессы, благодаря которым солнечное излучение напрямую преобразовывается в тепловую энергию, нагревая теплоноситель для отопления и других целей;
  2. Термовоздушная энергетика. Использование энергии солнца для получения потока воздуха, направляемого в турбогенератор;
  3. Фотовольтаика. Преобразование света в электроэнергию происходит с помощью солнечной панели (батареи).

Где используется энергия солнца?

Области применения солнечной энергетики достаточно широки. Ее повсеместно используют, например:

  • для освещения зданий (речь идет о световых колодцах).
  • для приготовления пищи (температура в центре солнечного коллектора достигает 150°С).
  • для активации различных химических процессов (подобные эксперименты проводились в Швейцарии и Израиле).
  • для перемещения (солнечные панели можно устанавливать на разнообразных транспортных средствах – таких, как лодка, автомобиль, и даже самолет).

Где распространена солнечная энергетика? Почему она актуальна?

Мировым лидером по интеграции солнечной энергетики в инфраструктуру страны являются Германия, США и Китай.

В Украине интерес к энергии от Солнца активизировался после принятия закона о «зеленом тарифе», согласно которому домохозяйства могут продавать излишки электроэнергии, сгенерированной альтернативными источниками, государству по достаточно высоким ценам.

Кроме того, выгодность перспектив использования солнечной энергетики прямо следует из динамики цен на 1 кВт/час в Украине из классических и конкурирующих с ними источников. И это без учета прибыли в случае подключения «зеленого тарифа».

Годы Цена 1 кВт
(традиционные источники), грн.
Себестоимость 1 кВт (солнечная энергетика), грн.
2012 0,36 2,20
2014 0,42 1,43
2015 0,63 1,20
1 кв. 2016 0,79 1,05
4 кв. 2016 0,99 0,97
2017 1,29 0,85
2018 1,68 0,78

Из приведенных данных очевидно, почему солнечная энергетика так актуальна в наше время, и почему солнечные станции в ближайшие десятки лет полностью вытеснят другие виды электростанций.

КПД генерации солнечной энергии

Все еще немалые цены солнечных электростанций и их требовательность к условиям расположения панелей относительно Солнца делает немаловажной эффективность генерации солнечного потока.

Одно из лучших решений данной проблемы предоставляют тонкопленочные батареи от компании Green Tech Trade. Использование в их основе теллурида кадмия вместо кремния повышает КПД на 25-30% при работе в условиях малой освещенности, больших углах падения лучей и рассеянном свете. Это существенно расширяет возможности размещения панелей, и на полгода – год быстрее окупает затраты.