Солнечные батареи и их перспективы |
Они имеют хорошие перспективы для применения в сельском хозяйстве, местной промышленности, на объектах жилищно-коммунального хозяйства.
Если взглянуть на карту распределения поступления солнечной радиации на поверхность земли по территории России за летний период, то видно, что большинство районов страны вплоть до 65° северной широты характеризуются примерно одинаковыми высокими значениями среднедневной радиации от 4,5 до 5 кВт-ч/м день, и с этой точки зрения энергетическая эффективность СВУ на всей этой территории оказывается приблизительно одинаковой.
Как же обеспечить широкое внедрение солнечных установок на российский рынок? Прежде всего необходимо преодолеть психологический барьер. Нужно более активно информировать потенциальных пользователей о возможностях и особенностях новых предлагаемых технологий. Крайне важно создание в регионах сети Объектов, наглядно демонстрирующих энергетические, экономические и экологические преимущества использования солнечной энергии. Наконец, необходимо предложить рынку новые эффективные и, что особенно важно, менее дорогие установки.
Сотрудниками Лаборатории разработаны современные методы моделирования работы СВУ в реальных климатических условиях, па основе которых определена эффективность их применения в различных регионах России. Показано, например, что в климатических условиях Московского региона с помощью простейшей солнечной водонагревательной установки, имеющей плоский солнечный коллектор площадью 2 кв. м и бак-аккумулятор емкостью 100 л., в период с апреля по сентябрь можно получать теплую воду (т.е.
|
|
XXII век |
Согласно данным Организации Объединенных Наций к началу XXII века (после 2100 года) население Земли достигнет 11,5 миллиардов человек. Предположим, что уровень потребления земных ресурсов к тому времени сравняется с нынешним американским (видимо, это не так уж невероятно через 100 лет). В таком случае будущее наших даже ближайших потомков вырисовывается просто ужасающим. Если при нынешнем темпе потребления нефти ее известных запасов, как считают ученые хватит на 40 лет, то при “американском” темпе спустя век, - всего на 7 лет. Угля, считаем, хватит на 220 лет, а через 100 лет его хватило бы лишь на 30 лет. Меди имеем на 40 лет, а через 100 лет - на 4 года. Цинка - вместо 20 лет – на 3 года и т. д. и т. п. Не говорим уже о продовольствии и пресной воде.
Как же быть? Выход один - искать новые высокоэффективные источники энергии, не зависящие от наших планетарных ресурсов, и, что немаловажно, экологически чистые. Можно конечно, уповать на то, что за 100 лет люди чему-нибудь научатся. Но как представляется и сейчас уже не рано думать об этом.
Атомная и термоядерная энергетика, конечно, были бы очень хороши, если бы не события, подобные Чернобылю и если бы люди научились управлять термоядерной реакцией (что уже много лет никак не получается). Остается надеяться на помощь космоса.
|
|
Электромобиль от EDAG |
|
|
Альтернативные источники энергии |
|
|
Солнечная энергия и ее применение |
|
|
Солнечный ветер как поток ионизированных частиц |
|
|
Как работаю солнечные электростанции |
|
|
Потенциал солнечной энергии |
В результате сотрудниками лаборатории составлены карты поступления солнечной радиации на неподвижные поверхности, ориентированные различным образом в пространстве для всех регионов за определенные периоды года. Для эффективного преобразования энергии Солнца важно выбрать оптимальный угол наклона солнечного коллектора, при котором суммарное поступление энергии солнечного излучения на приемную поверхность за рассматриваемый период работы максимально. Оптимизация угла позволяет в 1,3—1,5 раза увеличить сбор энергии по сравнению с ее поступлением на горизонтальную поверхность.
Построение карт позволило системно оценить потенциал солнечной энергии в различных регионах страны. На изображенной выше карте приведено среднегодовое распределение ресурсов энергии солнечной радиации, поступающей в среднем за день на 1 м площадки южной ориентации с оптимальным углом наклона к горизонту (для каждой географической точки это свой угол, при котором суммарное за год поступление энергии солнечной радиации па единичную площадку максимально). Очевидно, что и сегодняшних границах России наиболее «солнечными» являются не районы Северного Кавказа, как предполагают многие, а регионы Приморья и юга Сибири (от 4,5 до 5.0 кВт-ч/м2 день). Интересно, что Северный Кавказ, включая известные российские черноморские курорты (Сочи и др.), по среднегодовому поступлению солнечной радиации относятся к той же зоне, что и большая часть Сибири, включая Якутию (4,0-4,5 кВт-ч/м день).
|
|
Искусственные спутники Земли |
Согласно одному из предварительных проектов эту задачу могли бы выполнить искусственные спутники Земли, несущие солнечные батареи подобные используемый ныне на российской орбитальной станции Мир.
Идея спутников с солнечными батареями ненова. Она была высказана в 1968 году и запатентована в 1973. Однако проработки проекта выполненные в конце 70-х - начале 80-х годов показали явную экономическую нецелесообразность его осуществления. Но в последующие годы благодаря повышению эффективности солнечных батареи и открывшейся возможности сравнительно дешевых запусков с помощью российских ракет идея обрела экономический смысл.
Разумеется батареи на спутниках должны иметь гигантские размеры. Сейчас самая большая конструкция на орбите - космическая станция Мир. Она имеет длину 24 метра и вес более 100 тонн. Спутник же способный сконцентрировать на своих батареях и отправить на Землю энергию достаточную для нагрева 5 миллионов бытовых электрических печей (крупная атомная электростанция обогревает лишь 1 миллион печей! должен иметь размеры порядка 10 километров длины и 3 километра ширины). Такая конструкция, даже изготовленная из сверхлегких материалов, будет весить многие сотни тонн. Запустить ее на орбиту, конечно, будет очень трудно.
|
|
Масштабы солнечной энергии |
Сегодня их доля в мировом энергетическом балансе составляет около 8%, а к 2010 г.. по прогнозам специалистов, должна возрасти до 12%.
Технологии использования ВИЭ неуклонно совершенствуются и становятся все более конкурентоспособными и привлекательными. Повышенный интерес к применению экологически чистых ВИЭ во многих странах связан как с ростом цеп на традиционные энергоносители, так и с угрозой антропогенного загрязнения окружающей среды, в том числе энергетическими объектами.
В последние годы внимание к новым источникам энергии резко возросло и в России. Несмотря на то что страна обладает колоссальными запасами нефти, газа и угля, затраты на их добычу и транспортировку неуклонно растут. Большая часть территории с населением около 20 млн. человек не имеет централизованных систем электро- и теплоснабжения. В условиях быстрого роста тарифов (в некоторых регионах России за последние 4 года - в 3-5 раз) многие потребители предпочитают использовать собственные, в том числе нетрадиционные автономные источники энергии. Появляются новые области их эффективного практического применения.
К примеру, на Камчатке нескольких блоков Верхне-Мутновской и Мутновской геотермальных электростанций позволил существенно облегчить положение с энергоснабжением полуострова. Причем следует отметить, что себестоимость электроэнергии ГеоЭС существенно ниже, чем на дизельных электростанциях.
|
|
Строительство геотермальных станций |
|
|
Геотермальные ресурсы |
|
|
Геотермальную энергию используют в 40 странах мира |
|
|
Энергия подземных вод |
|
|
Геотермальная энергетика в Японии |
|
|
1 кВт/ч будет стоить дешевле? |
|
|
Рост солнечной энергетики |
|
|
XXI век - эра водородной энергетики? |
|
|
Чистый воздух, тепло и свет |
|
|
Дневник smartenergo |
|
|