Скопіюйте отформатированную бібліографічне посилання через буфер обміну або перейдіть по одній з посилань для імпорту в Менеджер бібліографій.
імпортувати
Дзвіночків А.А. 1. Нурахмет Е.Е. 2, Молодих В.О. 1. Руденок А.І. 2
1 ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технічних наук, доцент; 2 ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант; 3 ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4 ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омський державний технічний університет
СОНЯЧНА ЕНЕРГІЯ ЯК ДЖЕРЕЛО ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Ключові слова: сонячна енергетика, альтернативне джерело, економія.
Bubenchikov A.A. 1, Nurakhmet Y.Y. 2. Molodikh V.O. 3. Rudenok A.I. 4
1 ORCID: 0000-0002-2923-1123, PhD in Engineering, assosiate professor; 2 ORCID: 0000-0003-4709-4799, undergraduate student; 3 ORCID: 0000-0002-3382-3623, undergraduate student; 4 ORCID: 0000-0001-6239-5237, undergraduate student, Omsk State Technical University
SOLAR POWER AS SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY
The article is devoted to the issue date, the use of solar energy as the main source of consumer power. The author gives a generalized description of methods of converting solar energy into other forms of energy. And also consider the state of the solar energy development plans in various countries around the world and were considered favorable conditions of installation of solar panels in the world. In the article the problem of lack of competitiveness of solar energy relative to a given time and how this can be combated.
Keywords: solar power, alternative sources, savings.
З кожним роком жителі все більше покладаються на техніку, не можуть навіть і дня уявити без них. При цьому розвиток технологій не стоїть на місці, стають компактними і дуже вимогливими до якості електричної енергії. Отже, споживання електроенергії стало більше, і буде рости кожен раз. А через нестабільність економіки в країні, ціни, на споживану енергію, ростуть. Наприклад, на сьогоднішній день в Росії був проведений стрибок у вартості електроенергії, яка споживається населенням. Крім щорічного «календарного» підвищення її ціни на 10 - 15% додана плата за електроспоживання загальнобудинкових приладів (Інтернет-провайдерів, домофонів та кабельних мереж, юридичних осіб). Якщо так далі триватиме, то незабаром мешканці оплачуватимуть втрати енергії в квартальних трансформаторах, в лініях електропередачі і т.д. І це стосується населених пунктів і сільських промисловостей, розташованих віддалено від великих міст. [2]
Основним з можливих варіантів розв'язання проблеми є альтернативні джерела енергії. А саме сонячна енергія. У кожної країни існує ряд наукових рад які відповідають за використання сонячної енергії такі як Наукова рада РАН по нетрадиційним поновлюваних джерел енергії, Комітет з проблем використання відновлюваних джерел енергії Російського Союзу наукових та інженерних громадських організацій, American Council On Renewable Energy: ACORE, The European Renewable Energy Council (EREC) і т.д. [5]
Мал. 1 - Розподіл сумарної сонячної радіації в Росії
Мал. 2 - Розподіл сумарної сонячної радіації в світі.
В даний час розрізняють 2 найбільш популярний способу перетворення сонячної енергії: фотовольтаїка і геліотермальна енергетика. Фотовольтаїчні система унікальний вид отримання електрики, за допомогою попадання денного світла на панелі. Принцип вироблення електрики заснований на фотовольтаїчні ефекті. Тобто, при пробиття світлом поверхню речовини, електроди починають переміщатися між анодом і катодом всередині панелі. Як правило, панелі складаються з декількох шарів напівпровідникових матеріалів. Чим більше концентрація світла, тим більше вироблення електрики. [1] Даний вид вироблення електрики застосовується в автономній системі енергопостачання на підставі сонячних батарей.
Мал. 3 - Схема роботи автономної системи енергопостачання
На малюнку 3 зображено склад і принцип роботи цієї системи. Інвертор це прилад для перетворення постійної напруги акумуляторних батарей в змінну напругу 220В. Основним недоліком інвертора є обмежений час автономної роботи, яке визначається ємністю акумуляторних батарей і споживаної потужністю. Контроллер- це прилад, який не дозволяє акумуляторам перезарядиться або розрядитися завчасно. Блоки акумулювання служать для накопичення електрики, що виробляється. Основна проблема всіх акумуляторів, це малий обсяг ємності і не пристосованість до великих навантажень. Одна з головних причин, не конкурентоспроможності, це ціна. Наприклад, для установки в Росії автономної системи приватному споживачеві доведеться заплатити в районі 180 тис.руб. А рентабельність і окупність повністю залежить від сонячних днів в році на місці установки. Цю систему застосовують для безперебійного живлення автономних систем таких як освітлення, охоронна сигналізація і т.д. А так же в ролі основного джерела енергії (якщо споживач знаходиться дуже далеко від підстанції) або спільно з приходять лініями електропередачі. [3]
Геліотермальна енергетика - це системи дозволяє трансформація сонячної випромінювання в електричну або теплову енергію за допомогою трьох технологій:
Перша технологія одна з найбільш поширений варіант постачання теплом це використання сонячних колекторів. Їх розташовують в нерухомому стані так, щоб нагрівання було максимально ефективний. Найефективнішим теплоносієм є повітря, вода або антифриз. Проводиться нагрів речовини на 45-50 о С вище температури навколишнього середовища. Все це відбувається в колекторі. Також можна використовувати для кондиціонування повітря, термообробки продуктів сільського господарства і опріснення морської води. Такі сонячно обігрівальні системи дуже популярні в Японії і США [6]. Однак в таких країнах як Кіпр та Ізраїль таких систем набагато більше з розрахунку населення. Приблизно 1 млн. Колекторів забезпечують 70% населення країни використовують такий спосіб отримання енергії. До такого прогресу намагаються прийти Індія і Китай. Якщо подивитися на малюнок 2 можна сказати що Африка ідеальний претендент для використання такої системи, але через економічну положення їх використовують в основному для запуску насосних установок. [1]
Друга технологія перетворює сонячну енергію в електричну за допомогою сонячних батарей на основі кремнію. Їй знайшли застосування в космічній індустрії, а саме в кораблебудуванні. Перше масове застосування було в Каліфорнії. В даний час третина фотоелектричних елементів ринку належати Японії. У розвинених країнах її вже активно використовують, при тому факторі, що технологія дорога.
Третя технологія заснована на трансформації сонячної радіації в електричну, використовуючи дзеркала. для концентрації променів в одній точці. Такий спосіб використовується в Сонячних електростанціях. [6]
Факти для переходу на сонячну енергію.
- Необмежений запас палива.
- Безшумне, нешкідливе виробництво електроенергії.
- Автономні системи енергопостачання безпечні і високо надійні.
- Матеріали можливо без праці переробити і використовувати повторно.
- Нескладне обслуговування обладнання.
- Використання електрики віддалено в сільських районах.
- Модулі можуть бути частиною дизайну будівлі.
- Стрімке зменшення часу енергетичної окупності модулів.
- Збільшує надійність енергопостачання країни.
На основі поведённого дослідження можна зробити висновок. Щоб Сонячна енергія була конкурентоспроможною потрібні напрацювання для збільшення ємності акумуляторів і збільшення потужності і більше досліджень в плані концентрації сонячних променів на сонячні панелі, щоб збільшити їх ефективність і зменшити термін окупності. Стрімкий розвиток сонячної енергетики, з використання інноваційних світових технологій, є головним конкурентом і в 2050 р буде переважним на ринку енергетично екологічних технологій, що забезпечить до кінця століття всі потреби населення електричною енергією.