Солнечная энергия
Солнце – это звезда, внутри которой, в непрерывном режиме, происходят термоядерные реакции. Результатом происходящих процессов, с поверхности солнца выделяется колоссальное количество энергии, часть которой нагревает атмосферу нашей планеты.
Солнечная энергия — это источник жизни на планете Земля. Наша планета, и все живые организмы, существующие на ней, получает энергию солнца в виде солнечного света и тепла.
Солнечная энергия является источником возобновляемой и экологически чистой энергии.
Солнечная энергия как альтернативный источник энергии
Способы преобразования энергии солнца для получения различных видов энергии, используемой человеком, можно разделить по видам получаемой энергии и способам ее получения, это:
Преобразование в электрическую энергию
Путем применения фотоэлектрических элементов
Фотоэлектрические элементы используются для изготовления солнечных панелей, которые служат приемниками солнечной энергии в системах солнечных электрических станций. Принцип работы основан на получении разности потенциалов внутри фотоэлемента при попадании на него солнечного света.
Панели различаются по структуре (поликристаллические, монокристаллические, с напылением кремния), габаритным размерам и мощности.
Путем применения термоэлектрических генераторов.
- Термоэлектрический генератор – это техническое устройство, позволяющее получать электрическую энергию из тепловой энергии. Принцип действия основан на преобразовании энергии получаемой из-за разности температур на разных частях элементов конструкции (термоэлектродвижущая сила).
Преобразование в тепловую энергию
Путем использования коллекторов различных типов и конструкций.
- Вакуумные коллекторы — трубчатого вида и в виде плоских коллекторов.
Принцип действия — под воздействием солнечных лучей, нагревается специальная жидкость, которая при достижении определённых параметров, начинает испаряться, после чего пар передает свою энергию теплоносителю. Отдав тепловую энергию пар конденсируется и процесс повторяется.
- Плоские коллекторы – представляют из себя каркас с теплоизоляцией и абсорбер покрытые стеклом, с патрубками для входа и выхода теплоносителя.
Принцип действия — потоки солнечного света попадают на абсорбер и нагревают его, тепло с абсорбера переходит теплоносителю.
Путем использования гелиотермальных установок.
Принцип действия основан на нагревании поверхности способной поглощать солнечные лучи. Солнечные лучи фокусируются и посредством устройства линз концентрируются, после чего направляются на принимающее устройство, где энергия солнца передается для накопления или передачи потребителю посредством теплоносителя.
Распространение в России
Солнечная энергетика получает все более широкое распространение в разных странах и на разных континентах. Россия не является исключением из этой тенденции. Причиной более широкого распространения в последние годы стало:
- Развитие новых технологий, позволившее снизить стоимость оборудования;
- Желание людей иметь независимый источник энергии;
- Чистота производства получаемой энергии («зеленая энергетика»);
- Возобновляемый источник энергии.
Потенциалом для развития солнечной энергетики обладают южные районы нашей страны – республики Кавказа, Краснодарский и Ставропольский край, южные районы Сибири и Дальнего Востока.
Районы различаются по инсоляции в течение суток и времени года, так для разных регионов поток солнечной радиации, в летний период, составляет:
По состоянию на начало 2017 года мощность работающих солнечных электростанций на территории России составляет 0,03% от мощности электростанции энергетической системы нашей страны. В цифрах – это составляет 75,2 МВт.
Солнечные электростанции работают в
- Оренбургской области:
«Сакмарская им. А. А. Влазнева», установленной мощностью 25 МВт;
«Переволоцкая», установленной мощностью 5,0 МВт. - Республике Башкортостан:
«Бурибаевская», установленной мощностью 20,0 МВт;
«Бугульчанская», установленной мощностью 15,0 МВт. - Республике Алтай:
«Кош-Агачская», установленной мощностью 10,0 МВт;
«Усть-Канская», установленной мощностью 5,0 МВт. - Республике Хакасия:
«Абаканская», установленной мощностью 5,2 МВт. - Белгородской области:
«АльтЭнерго», установленной мощностью 0,1 МВт. - В Республике Крым, независимо от Единой энергетической системы страны, работает 13 солнечных электрических станций, общей мощностью 289,5 МВт.
- Также, вне системы работает станция в Республике Саха—Якутия (1,0 МВт) и в Забайкальском крае (0,12 МВт).
В стадии разработки проекта и строительства находятся электростанции
- В Алтайском крае, 2 станции, общей проектируемой мощностью 20,0 МВт, запуск в работу планируется в 2019 году.
- В Астраханской области, 6 станций, общей проектируемой мощностью 90,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
- В Волгоградской области, 6 станций, общей проектируемой мощностью 100,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
- В Забайкальском крае, 3 станции, общей проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
- В Иркутской области, 1 станция, проектируемой мощностью 15,0 МВт, запуск в работу планируется в 2018 году.
- В Липецкой области, 3 станции, общей проектируемой мощностью 45,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
- В Омской области, 2 станции, проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2019 году.
- В Оренбургской области, 7 станция, проектированной мощностью 260,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017-2019 годах.
- В Республике Башкортостан, 3 станции, проектируемой мощностью 29,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
- В Республике Бурятия, 5 станции, проектируемой мощностью 70,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
- В Республике Дагестан, 2 станции, проектируемой мощностью 10,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
- В Республике Калмыкия, 4 станции, проектируемой мощностью 70,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2019 году.
- В Самарской области, 1 станция, проектируемой мощностью 75,0 МВт, запуск в работу планируется в 2018 году.
- В Саратовской области, 3 станции, проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
- В Ставропольском крае, 4 станции, проектируемой мощностью 115,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017-2019 годы.
- В Челябинской области, 4 станции, проектируемой мощностью 60,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
Общая проектируемая мощность солнечных электрических станций, находящихся в стадии разработки и строительства, составляет – 1079,0 МВт.
Термоэлектрические генераторы, гелиоколлекторы и гелиотермальные установки также широко применяются на промышленных предприятиях и в повседневной жизни. Вариант и способ использования выбирает каждый для себя сам.
Количество технических устройств, использующих энергию солнца для выработки электрической и тепловой энергий, а также количество строящихся солнечных электрических станций, их мощность, говорят сами за себя — в России альтернативным источникам энергии быть и развиваться.
Пригодна ли для обычного дома 
- Для бытового использования гелиоэнергетика — перспективный вид энергетики.
- В качестве источника электрической энергии, для жилых домов, используют солнечные электрические станции, которые выпускают промышленные предприятия в России и за ее пределами. Установки выпускаются различной мощности и комплектации.
- Использование теплового насоса — обеспечит жилой дом горячей водой, подогреет воду в бассейне, нагреет теплоноситель в системе отопления или воздух внутри помещений.
- Гелиоколлекторы — можно использовать в системах отопления домов и горячего водоснабжения. Более эффективны, в этом случае, вакуумные трубчатые коллекторы.
Плюсы и минусы 
К достоинствам солнечной энергетики относятся:
- Экологическая безопасность установок;
- Неисчерпаемость источника энергии в далекой перспективе;
- Низкая себестоимость получаемой энергии;
- Доступность производства энергии;
- Хорошие перспективы развития отрасли, обусловленные развитием технологий и производством новых материалов с улучшенными характеристиками.
Недостатками являются:
- Прямая зависимость количества вырабатываемой энергии от погодные условия, времени суток и времени года;
- Сезонность работы, которую определяет географическое расположение;
- Низкий КПД;
- Высокая стоимость оборудования.
Перспективы
Перспективы развития данной отрасли энергетики обусловлены положительными и отрицательными свойствами присущим гелиоустановкам. Если с достоинствами все понятно, то с недостатками предстоит работать инженерам и разработчикам оборудования и материалов.
Факторами, вызывающими здоровый оптимизм, по развитию альтернативных источников энергии, являются:
- Запасы традиционных источников энергии постоянно сокращаются, что обуславливает рост их стоимости.
- Технический прогресс постоянно идет, появляются новые материалы и технологии, и что, в свою очередь, приводит к уменьшению стоимости оборудования и повышению КПД установок.
- Политика государства в энергетической области направлена на развитие альтернативной энергетики, о чем были приняты постановления правительства и соответствующие программы, как то:
- В 2009 году — «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективностиэлектроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года».
- Помощь государства при реализации программы Международной финансовой корпорации (IFC) по развитию возобновляемых источников энергии.
- Создание, на законодательном уровне, экономических рычагов, способствующих развитию «зеленой» энергетики, выражающихся в установлении льготных тарифов, финансовой помощи при строительстве, налоговые льготы и компенсация части кредитных затрат на строительство.
Россия – большая страна, поэтому для успешного развития всех отраслей промышленности и комфортного проживания людей во всех регионах, необходимо наличие запасов различных видов энергии. В связи с этим альтернативные источники все более прочно входят в общую систему энергоснабжения страны, обеспечивая самые отдаленные города и поселки источниками электричества и тепла.
Все что нужно знать о солнечных батареях, чтобы действительно экономить
Электроэнергия дорожает в Украине каждые полгода. Но современная научно-техническая мысль предлагает альтернативные виды энергии. Солнечные батареи — один из способов их получения. Где и как установить солнечные батареи, чтобы стать энергонезависимым — выясняли журналисты сайта «24».
Поделиться
Солнечные батареи, или солнечные фотоэлектрические модули превращают световую энергию солнца в электрическую. Используются они обычно в составе солнечных или ветросолнечных систем.
Почему стоит устанавливать солнечные батареи?
4 аргумента «за» солнечные батареи
1. Доступность. Солнце есть практически везде.
2. Автономность. Не надо подключаться к централизованной системе электроснабжения и зависеть от энергоснабжающих компаний.
3. Экологичность. Фотоэлементы не делают канцерогенных выбросов, не повышают уровень парниковых газов. Не надо уничтожать леса или потреблять невозобновляемые ископаемые энергоресурсы.
4. Отсутствие лицензирования. Пока наше государство не приняло никаких законодательных указаний об обязательном лицензировании получения электроэнергии благодаря фотоэлементам.
Для увеличения нажмите на картинку
Где устанавливают солнечные батареи
Фотоэлементы смогут обеспечить электроэнергией: загородные дома, коттеджи и дачные поселки, мобильные дома, а также здания, расположенные вдали от основных линий электропередач.
Кроме того — санатории, дома отдыха и другие учреждения.
Какие бывают солнечные батареи
Эти приборы делятся на разные классы и типы в зависимости от того, для каких целей их используют.
Есть маломощные солнечные батареи — для зарядки сотовых телефонов, КПК и другой подобной электроники. Имеют малую площадь фотопластинки, довольно дорогие. Универсальные солнечные батареи — для питания широкого круга потребителей в полевых условиях. Есть импортные, и наши. Цена и качество весьма различны. Считаются наиболее приемлемыми для туристов.
Нас же больше интересуют панели солнечных элементов — фотопластинки, закрепленные на подложке. Это заготовка для построения устройства, которое и обеспечит электроэнергией необходимое помещение.
По виду изготовления выделяют тонкопленочные, монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи.
Как выбрать солнечную батарею
Солнечные модули производятся мощностью от 6 до 185 Вт с выходным напряжением 12 и 24 вольта.
Чтобы определить, какая солнечная батарея подойдет вам как нельзя лучше — надо знать, где именно вы ее хотите установить, и сколько энергии и для каких целей необходимо получить. Обычно каждая организация, специализирующаяся на установке солнечных систем (а такие легко можно найти Интернете), предварительно просчитает для вас все возможные варианты установки, и останется выбрать самый оптимальный для пользователя способ.
Подключение и другие нюансы
Как уже отмечалось, для изготовления электроэнергии из солнечного света применяют специальные солнечные или ветросолнечные системы. Основные их составляющие: генератор, контроллер солнечного заряда, аккумулятор, инвертор, соединительная коробка.
Солнечные батареи вырабатывают электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторной батарее. Далее инвертор преобразует напряжение с аккумуляторов в 220 В и 50 Гц. Поэтому для расчета комплектации системы необходимо определить, какую максимальную мощность надо включать в систему, и сколько кВт*ч нужно получить.
Цена вопроса
Стоимость оборудования для солнечной системы зависит, опять же, от задач, которые вы перед ней поставите.
Приблизительные расценки, которые предлагают в Интернете, такие:
— Мини солнечная станция 140 Вт — от 8645 грн;
— Солнечная сетевая электростанция 1 кВт — от 30 000 грн;
— Сетевая фотоелектростанция для генерации электроэнергии 2 кВт — от 50 000 грн;
— Автономная электростанция 2 кВт — от 60 000 грн.
Для увеличения нажмите на картинку
Кое-что о рисках
Как и любое оборудование, солнечные системы могут выходить из строя. Основное правило — не перегружать систему. Для этого и нужно тщательно просчитать, для питания чего будете ее использовать.
Еще один нюанс — замена аккумулятора. Его придется менять чаще. Также нужно учитывать и КПД предложенной модели аккумулятора. От условий климата зависит, какую модель лучше выбрать.
Также бывает, что при неблагоприятных погодных условиях электроника системы отказывается работать. И ясно, что эффективные и надежные системы будут более дорогими. Но технологии развиваются семимильными шагами. Поэтому есть шанс, что совсем скоро недостатки в альтернативных энергосистемах будут устранены, а солнечные батареи и другие источники энергии станут более доступными.
Конечно, сегодня назвать процедуру установления солнечной энергосистемы дешевой нельзя. Но стоит посчитать, сколько вы платите за электроэнергию за год, за десять лет.
Источник https://alter220.ru/solnce/solnechnaya-energiya.html
Источник https://24tv.ua/economy/ru/vse_chto_nuzhno_znat_o_solnechnyh_batarejah_chtoby_dejstvitelno_jekonomit_n702750