Актуальнасць дадзенай тэмы
У цяперашні час ва ўсім свеце, у тым ліку і ў нашай краіне, востра паўстае пытанне аб распрацоўцы і ўкараненні новых крыніц энергіі. Усім вядома, што найбольш значнымі з іх на сённяшні дзень з'яўляюцца нафту, прыродны газ, вугаль, электрычнасць. Запасы нафты і газу не бязмежныя, у сілу ўсяго гэтага неабходна шукаць альтэрнатыўныя крыніцы энергіі. Адным з іх з'яўляецца выкарыстанне так званых сонечных батарэй. Аб сонечнай энергетыцы ведаюць ужо даўно, гэта прадмет спрэчак і дыскусій сярод спецыялістаў. Некаторыя лічаць, што гэта вялікая перспектыва на будучыню, іншыя ўпэўненыя ў гэтым канцы.
Схема падлучэння сонечных панэляў.
Зараз вельмі вялікая колькасць буйных кампаній ўкладвае мільёны у развіццё гэтай галіны, у тым ліку ў будаўніцтва сонечных электрастанцый. З аднаго боку, сонечныя батарэі не патрабуюць выдаткаў пры іх эксплуатацыі, але кошт дадзенага абсталявання высокая. Частка спецыялістаў сцвярджае, што прыбытак ад гэтага праекта не зможа пакрыць выдаткі, звязаныя з будаўніцтвам. У процівагу гэтаму дадзеныя прылады могуць працаваць дзесяткамі і сотнямі гадоў, таму пры працяглай эксплуатацыі прыбытак будзе ў наяўнасці. Варта разгледзець больш падрабязна, якая эфектыўнасць сонечных батарэй, фактары, яе вызначаюць. Але спачатку трэба азнаёміцца з прынцыпам іх працы, асноўнымі перавагамі.
Прынцып працы сонечных батарэй
Схема элементаў сонечнай батарэі.
Усім вядома, што электрычнасць - гэта асноўная крыніца энергіі. Але яго можна атрымаць і больш простым шляхам. Сонца - гэта натуральны крыніца энергіі, які можа шырока выкарыстоўвацца ў сучасным свеце. Для сонечных батарэй галоўным механізмам працы з'яўляецца паглынанне сонечнай энергіі і пераўтварэнне яе ў электрычную, а пасля ў цеплавую. Найбольш шырокае прымяненне гэтыя прылады знайшлі ў сістэме ацяплення прыватных дамоў.
Такія батарэі ўяўляюць сабой фотаэлектрычныя генератары электрычнай энергіі. У сонечных батарэй ёсць паўправадніковы элемент, на які ўздзейнічаюць сонечныя прамяні. З прычыны ўсяго гэтага утворыцца пастаянны электрычны ток, які ў далейшым выкарыстоўваецца для абагрэву.
У ланцугах сонечных батарэй генеруецца напружанне, якое і мае каштоўнасць. У склад апарату ўваходзіць акумулятар, які здольны назапашваць энергію. Несумненна, для таго каб гэта было магчыма, спатрэбіцца сонечнае надвор'е. Пасля назапашвання энергіі, акумулятар можа забяспечваць спажыўца цеплынёй некаторы час у пахмурнае надвор'е.
Артыкул па тэме: Тэхналогія шклення лоджый: выбар тыпу шклення, этапы ўстаноўкі
Эфектыўнасць сонечнага абсталявання
Варта ведаць пра прадукцыйнасць сонечных батарэй. Абапіраючыся на навуковыя дадзеныя, можна сцвярджаць, што энергія складае прыкладна 1367 Вт на 1 м². У вобласці экватара некаторы яе колькасць затрымліваецца атмасферай, таму энергія, якая даходзіць да зямлі роўная 1020 Вт.
У Расеі ж можна атрымаць толькі 160 Вт / м? З улікам таго, што каэфіцыент карыснага дзеяння сонечных батарэй роўны 16%.
Схема працы сонечнай батарэі.
Да прыкладу, калі ўсталяваць сонечныя батарэі на плошчы ў 1 км², то гадавое колькасць атрыманай электраэнергіі складзе прыкладна 187 ГВт / г (1173 * 0,16).
Пры гэтым вялікае значэнне мае кут ўстаноўкі іх адносна падальнага святла, у дадзеным выпадку аптымальнае яго значэнне 40 °. Кошт 1 кВт электраэнергіі ў цяперашні час роўная 3 рублям, кошт электраўстаноўкі будзе складаць 561 мільёнаў рублёў. Каэфіцыент карыснага дзеяння гэтага абсталявання нясталы і залежыць ад некалькіх фактараў. Галоўны з іх - інтэнсіўнасць і працягласць інсаляцыі, якая, у сваю чаргу, вызначаецца ўмовамі надвор'я, працягласцю дня і ночы, гэта значыць шырынёй мясцовасці. Вялікае значэнне мае і тып ўсталявальных сонечных батарэй.
Эфектыўнасць для ацяплення прыватнага дома
Вялікую цікавасць уяўляе сабой выкарыстанне падобнага абсталявання для ацяплення дома. Электрычнасць - гэта выдатны крыніца цяпла. Многія дамы маюць менавіта такую сістэму ацяплення. Трэба ўлічваць той факт, што ацяпленне прыватнага дома з дапамогай такой крыніцы мэтазгодна арганізоўваць толькі для рэгіёнаў з максімумам сонечнай энергіі. Для паўночных тэрыторый, дзе бываюць палярныя ночы, спатрэбіцца іншы падыход. У гэтым выпадку рэкамендуецца сумяшчаць выкарыстанне сонечнай энергіі з іншымі тыпамі ацяплення, напрыклад, газавым або ацяпленнем на цвёрдым паліве (пячным).Уся справа ў тым, што эфектыўнасць такіх батарэй ў пахмурнае надвор'е нізкая, што можа выклікаць недахоп цяпла. Таму апал з дапамогай энергіі сонца, ператворанай у электрычную, не рэкамендуецца ўжываць адасоблена ад іншых. Аптымальна выкарыстоўваць іх толькі для эканоміі грошай, калі гэта магчыма. Такім чынам, можна зрабіць выснову, што выкарыстанне сонечных батарэй не заўсёды можа ў поўнай меры забяспечыць аптымальныя мікракліматычныя ўмовы ў памяшканні, абагрэць хату, у сілу гэтага дадзены від энергіі рэкамендуецца ўжываць сумесна з іншымі відамі ацяплення.
Артыкул па тэме: Аздабленне кутоў пластыкавымі панэлямі
эканамічная эфектыўнасць
Схема сонечнага калектара.
Важнае становішча пры выкарыстанні гэтай крыніцы - эканамічная выгада. Яна наўпрост залежыць ад магутнасці батарэі і плошчы фотаэлектрычных элементаў, якія ўспрымаюць прамяні. Калі ўзяць за прыклад такі горад, як Масква, то можна атрымаць наступныя цікавыя дадзеныя. Калі магутнасць прылады складае 800 Вт, то яна дазваляе абмежавана карыстацца бытавымі прыборамі, але не зможа забяспечыць бесперабойную падачу электрычнасці на працягу сутак для абагрэву памяшканняў.
Пры магутнасці прылады ў 10 разоў больш, гэта значыць 8 кВт, яно дазволіць абаграваць невялікія па плошчы памяшкання дома ў восеньскае і зімовы час. Увесну ж магчымы паўнавартасны абаграванне ўсіх памяшканняў.
Прылада з магутнасцю 13,5 кВт практычна цалкам замяняе электрычнасць, што можа забяспечыць пастаянны абаграванне дома ва ўсе месяцы года, за выключэннем лістапада, снежня і студзеня. У гэтым выпадку можна асноўныя прыборы пакінуць працаваць ад сонечных апаратаў, а ацяпленне падключыць да цэнтральнай сістэме. Так можна прыстойна зэканоміць. Самымі магутнымі генератарамі з'яўляюцца тыя, якія маюць магутнасць 31,5 кВт. Яны дазволяць цалкам адмовіцца ад асноўных відаў энергазабеспячэння і выкарыстоўваць толькі энергію сонца на працягу ўсяго года працяглы час. Але стаяць такія апараты дорага, што абмяжоўвае іх ужыванне.
Недахопы выкарыстання энергіі сонца
Схема размяшчэння сонечных панэляў.
Нягледзячы на тое, што электрычнасць, атрыманае з дапамогай толькі энергіі сонца, не патрабуе пры эксплуатацыі сістэмы ніякіх капіталаўкладанняў, у дадзеным пытанні шмат праблем. Па-першае, аб'ём атрыманага электрычнасці шмат у чым залежыць ад наступных фактараў: надвор'я, шыраты мясцовасці, магутнасці батарэй.
Па-другое, такія крыніцы цяпла з'яўляюцца ў большай ступені дадатковым сродкам, да прыкладу, для абагрэву, што абмяжоўвае іх ужыванне. Па-трэцяе, ўстаноўка падобнага абсталявання варта вялікіх грошай. У прыватнасці, гэта тычыцца буйных электрастанцый. Кошт саміх акумулятараў на парадак перавышае такую для батарэй.
Але самае важнае - гэта патанненне спосабаў генерацыі атрыманага ад сонца цяпла і захаванне яго як мага больш доўгі час. Увечары спажыванне электрычнасці ўзрастае, а батарэі працуюць у асноўным у дзённы час. Навукоўцамі вылічана, што кошт 1 Вт ад батарэі роўна 0,5 $. За дзень (8 гадзін працы) яна здольная ўтварыць 8 Вт / ч, якую трэба будзе захаваць на вячэрні час. Самае таннае сонечнае электрычнасць цяпер атрымліваюць з дапамогай полікрышталічнага батарэй. Вялікае значэнне мае і тое, што кошт сонечнай энергіі не павінна перавышаць цану альтэрнатыўнага паліва, напрыклад, газу. Калі ўзяць за прыклад аднаго з сусветных лідэраў у дадзеным пытанні - Германію - цана на газ у ёй роўная 450 $, то кошт 1 кВт сонечнай энэргіі не павінна быць вышэй 0,1 $. У адваротным выпадку прымяненне апошняй будзе эканамічна не мэтазгодным.
Артыкул па тэме: Як карыстацца лазерным узроўнем: інструкцыя
Перавагі крыніцы энергіі
Электрычнасць, атрыманае такім чынам, з'яўляецца альтэрнатывай таму, якім мы прывыклі карыстацца сёння. Дадзены выгляд энергазабеспячэння аптымальны для тых тэрыторый і аб'ектаў, дзе няма іншых крыніц, напрыклад, на аддаленых станцыях сотавай сувязі.Падобнае абсталяванне можа быць незаменным у паўднёвых рэгіёнах нашай краіны, дзе назіраецца пік сонечнай актыўнасьці. Пры выкарыстанні буйных станцый важна памятаць, што яны могуць праслужыць дзясяткі і сотні гадоў.
Заключэнне, высновы, рэкамендацыі
На падставе ўсяго вышэйсказанага можна зрабіць заключэнне аб тым, што ў сучасным свеце ідуць пошукі альтэрнатыўных крыніц энергіі. Перспектыўным напрамкам з'яўляецца сонечная энергетыка, якая заснавана на выкарыстанні сонечных батарэй. Стандартная сонечная ўстаноўка складаецца з наступных асноўных частак: звычайнага пераўтваральніка, пераўтваральніка пастаяннага току ў пераменны, механізму адбору магутнасці, акумулятара і апарата, які рэгулюе ўзровень зарадкі і разрадкі.
Эфектыўнасць падобнага абсталявання залежыць ад некалькіх фактараў. Самы важны з іх - актыўнасць сонечнай энергіі і магутнасць батарэі. Найбольш аптымальнымі з'яўляюцца апараты з магутнасцю ад 13,5 кВт, што можа забяспечыць практычна бесперабойную працу ўсяго абсталявання. Для паўночных рэгіёнаў нашай краіны выкарыстанне батарэй не з'яўляецца перспектыўным. Рэкамендуецца ўжыванне іх у якасці дадатковай крыніцы электрычнасці ў мэтах эканоміі сродкаў. Мэтазгодна сумяшчаць яе з цэнтральным ацяпленнем (на прыродным газе або цвёрдым паліве). Пры ўзвядзенні сонечных станцый трэба ўлічыць вялікія выдаткі на абсталяванне. Акупнасць можа скласці дзясяткі гадоў.