CC BY
0
ПЕРСПЕКТИВЫ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
С.П. Оськин, канд. техн. наук, доцент В.В. Арбузов, магистрант Московский политехнический университет (Россия, г. Москва)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-6-3-190-194
Аннотация. В настоящее время проблема поисков, создания и применения альтернативной энергии, поиска доступных ресурсов и технологий является крайне актуальной. Солнечная энергетика представляет собой одну из наиболее перспективных и быстро-развивающихся отраслей современной энергетики. Данная статья представляет обзор современного состояния и перспектив развития солнечной энергетики в мире. Анализируются основные тенденции, проблемы и достижения в этой области, а также обсуждаются факторы, влияющие на дальнейшее развитие солнечной энергетики и ее роль в обеспечении устойчивого развития. Делается вывод, что потенциал в разработках солнечной энергии огромен. Важно помнить о необходимости глобального сотрудничества и обмена опытом между странами, чтобы обеспечить устойчивое и равномерное развитие солнечной энергетики на всей планете.
Ключевые слова: солнечная энергетика, возобновляемая энергия, фотоэлектрические панели, солнечные коллекторы, энергетическая безопасность.
Солнечная энергетика представляет собой одну из наиболее перспективных и быстроразвивающихся отраслей современной энергетики. Она основана на использовании солнечного излучения для производства электроэнергии или тепла, и ее значимость продолжает возрастать в контексте растущих экологических проблем, стремления к уменьшению зависимости от ископаемых видов топлива и обеспечения энергетической безопасности.
Солнечная энергия обладает неоспоримым преимуществом в виде бесплатного и неисчерпаемого источника энергии, доступного практически повсеместно. Технологии солнечной энергии включают в себя фотоэлектрические панели, солнечные коллекторы и концентраторы, контроллеры, инверторы и другие устройства, которые позволяют преобразовывать солнечную энергию в электричество или тепло. Основные факторы, способствующие росту солнечной энергетики, включают постоянное снижение стоимости технологий, развитие эффективных систем хранения энергии, государственные стимулы в виде субсидий и льгот для развития солнечных проектов, а также общественное
сознание и требования к устойчивому развитию и сокращению выбросов углерода.
Солнечная энергетика имеет широкий спектр применений, включая домашние системы для частных домов, коммерческие и промышленные установки, а также масштабные солнечные фермы. Важно отметить, что развитие солнечной энергетики способствует созданию новых рабочих мест, стимулирует инновации в сфере технологий и способствует устойчивому развитию экономики. Несмотря на значительные достижения, перед солнечной энергетикой стоят вызовы, такие как необходимость улучшения эффективности и надежности технологий, разработка инфраструктуры для интеграции возобновляемых источников энергии в существующие сети, а также решение проблемы нестабильности производства в условиях изменчивости погоды [1].
Однако, благодаря активным исследованиям, инновациям и сотрудничеству на мировом уровне, солнечная энергетика остается перспективной и стратегически важной отраслью, способной сыграть ключевую роль в обеспечении устойчивого и экологически чистого будущего для человечества.
Будущее солнечной энергетики выглядит радужным: в отрасли ожидается постоянный рост и инновации, всё большее внедрение. Ожидается, что использование солнечной энергии будет продолжать стремительно расти, а многие страны поставят амбициозные цели по внедрению солнечной энергетики. Поскольку цены на солнечные технологии продолжают снижаться, а экологические преимущества солнечной энергии получают все более широкое признание, вероятно, все большее число людей и предприятий будут использовать солнечную энергию в качестве источника электричества.
Инновации в технологии. Солнечная индустрия постоянно совершенствуется, постоянно разрабатываются новые технологии. Среди наиболее перспективных разработок в области солнечных технологий - использование новых материалов для повышения эффективности солнечных батарей, разработка прозрачных солнечных панелей, которые можно встраивать в окна и другие строительные материалы, а также применение адаптивного управления для оптимизации работы солнечных систем.
Растущая роль в транспортном секторе. Ожидается, что солнечная энергия будет играть все более важную роль в транспортном секторе: будут разрабатываться автомобили на солнечных батареях и использоваться солнечные панели для электромобилей. Увеличение емкости накопителей. Одна из главных проблем солнечной энергетики заключается в том, что она является непостоянным источником электроэнергии, производство которой зависит от времени суток и погодных условий. Однако развитие новых технологий, таких как солнечные тепловые аккумуляторы и современные аккумуляторные батареи, помогает преодолеть эту проблему, позволяя накапливать избыточную солнечную энергию и использовать ее в случае необходимости.
Политическая и нормативная поддержка. Правительства и директивные органы во всем мире все больше признают важность солнечной энергии и предпринимают шаги для поддержки ее внедрения. Это
включает в себя предоставление финансовых стимулов для развертывания солнечных систем, установление целевых показателей использования возобновляемых источников энергии и проведение политики, направленной на поощрение использования солнечной энергии.
Существует множество факторов, которые могут повлиять на внедрение и рост солнечной энергетики, включая технологический прогресс, изменения в государственной политике и стимулах, а также изменение стоимости других видов энергии. Сложно делать точные прогнозы относительно будущего солнечной энергии, но в целом ожидается, что в ближайшие годы она будет играть все более важную роль в мировом энергобалансе [2].
Существует ряд тенденций, которые указывают на то, что солнечная энергетика будет продолжать развиваться в ближайшие годы. Например, стоимость солнечных фотоэлектрических панелей в последние годы падает, что делает ее все более конкурентоспособным видом энергии. Кроме того, технологический прогресс позволил производить солнечные панели с более высоким КПД, что означает, что они способны вырабатывать больше электроэнергии из того же количества солнечного света [3].
- Снижение стоимости солнечных фотоэлектрических (ФЭ) панелей: В последние годы стоимость солнечных фотоэлектрических панелей значительно снизилась, что сделало солнечную энергию более конкурентоспособной по цене по сравнению с другими видами энергии. Ожидается, что эта тенденция сохранится по мере совершенствования технологий и достижения эффекта масштаба [4].
- Повышение эффективности солнечных панелей: Солнечные панели все эффективнее преобразуют солнечный свет в электричество. Это означает, что панель того же размера способна вырабатывать больше электроэнергии, что может снизить общую стоимость солнечной энергосистемы.
На национальном и международном уровнях также существует ряд инициатив и программ, призванных способствовать
внедрению солнечной энергии. Например, многие страны установили целевые показатели использования возобновляемых источников энергии, а некоторые внедрили такие меры, как льготные тарифы или стандарты портфеля возобновляемых источников энергии, чтобы стимулировать использование солнечной энергии.
В целом представляется вероятным, что в ближайшие годы солнечная энергетика будет продолжать развиваться благодаря технологическому прогрессу, снижению стоимости, а также поддерживающим политическим мерам и программам. Однако точные темпы роста будут зависеть от множества факторов, и их трудно предсказать с уверенностью.
За последние годы в области солнечной энергетики был достигнут ряд значительных успехов. К наиболее заметным из них относятся:
- Разработка более эффективных солнечных панелей: сегодня солнечные панели способны преобразовывать солнечный свет в электричество с большей эффективностью, чем в прошлом. Это означает, что панель того же размера способна генерировать больше электроэнергии, что может снизить общую стоимость системы солнечной энергии.
- Использование новых материалов в солнечных панелях: Исследователи изучают возможность использования новых материалов, таких как перовскиты, в солнечных панелях для повышения их эффективности и снижения стоимости.
- Рост масштабов солнечных проектов: наметилась тенденция к развитию крупномасштабных солнечных проектов, таких как солнечные фермы, которые способны генерировать значительное количество электроэнергии. Такие проекты разрабатываются коммунальными компаниями и подключаются к электросети.
- Все большее распространение солнечной энергии среди предприятий и учреждений: Многие предприятия и учреждения обращаются к солнечной энергии как к способу снизить расходы на электроэнергию и уменьшить углеродный след.
- Рост рынка солнечных батарей на крышах: Рынок солнечных батарей на
крышах, включающий установку солнечных батарей на крышах домов и других зданий, также растет в последние годы. Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку все больше людей узнают о преимуществах солнечной энергии, а стоимость установки продолжает снижаться.
- Рост использования накопителей солнечной энергии: По мере роста использования солнечной энергии растет и потребность в эффективных и экономичных способах хранения избыточной энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку технологии хранения энергии совершенствуются и становятся все более доступными.
В последние годы в области солнечной энергетики был проведен ряд инновационных разработок. Некоторые примеры включают:
- Солнечные панели, которые можно интегрировать в строительные материалы: Исследователи разрабатывают солнечные панели, которые могут быть интегрированы в строительные материалы, такие как черепица, окна и стены. Это позволит получать электроэнергию от солнца без необходимости использования традиционных, автономных солнечных панелей [6].
- Дороги на солнечных батареях: в последнее время предпринимаются попытки разработать дороги, способные генерировать электричество за счет солнечной энергии. В таких "солнечных дорогах" используются солнечные панели, встроенные в поверхность дороги для выработки электроэнергии, которая может использоваться для питания уличных фонарей, светофоров и других объектов инфраструктуры.
- Водоочистные сооружения на солнечных батареях: в некоторых районах солнечная энергия используется для питания водоочистных станций, что позволяет сократить количество энергии, необходимой для очистки воды, а также уменьшить выбросы парниковых газов.
- Зарядные станции на солнечных батареях: Зарядные станции на солнечных батареях для электромобилей становятся все более распространенными, позволяя заря-
жать транспортные средства с помощью чистой, возобновляемой энергии.
- Беспилотники на солнечных батареях: Некоторые компании используют беспи-лотники, питающиеся от солнечных батарей, для таких задач, как мониторинг посевов, исследование местности и доставка посылок. Это позволяет снизить потребность в ископаемом топливе и сделать выполнение этих задач более экологичным [7].
Солнечная энергетика не просто является обещающим направлением развития энергетической отрасли, она становится необходимостью в условиях растущих вызовов, связанных с изменением климата, ископаемого топлива и энергетической безопасности. В данном контексте, ее значимость и потенциал важнее прежде.
Основываясь на активных исследованиях и инновациях, солнечная энергетика находится на пути постоянного усовершенствования технологий и методов производства, что способствует снижению затрат и повышению эффективности. Этот процесс также включает разработку более надежных и эффективных систем хранения энергии, что является ключевым аспектом обеспечения стабильности и
ко, для полного раскрытия потенциала солнечной энергии необходима не только техническая совершенствование, но и широкомасштабные стратегические меры, такие как развитие инфраструктуры и законодательства, направленные на поддержку возобновляемых источников энергии, а также активное внедрение солнечных технологий в различные сферы человеческой деятельности.
При этом, важно помнить о необходимости глобального сотрудничества и обмена опытом между странами, чтобы обеспечить устойчивое и равномерное развитие солнечной энергетики на всей планете. Только таким образом мы сможем достичь целей по снижению выбросов парниковых газов, обеспечению энергетической безопасности и созданию устойчивого экологически чистого будущего для будущих поколений. В заключение, солнечная энергетика представляет собой не только источник энергии, но и символ надежды на более устойчивое и энергоэффективное будущее. Ее потенциал огромен, и только совместными усилиями мы сможем полностью раскрыть все ее возможности и привнести перемену в мировую энергетику.
надежности солнечной энергетики. Одна-
Библиографический список
1. Мажидов Н.Н. и др. Перспективы использования солнечной энергии, достоинства и недостатки //Central Asian Journal of Theoretical and Applied Science. - 2022. - Т. 3. - № 11.
- С. 49-56.
2. Абасс А.З., Павлюченко Д.А., Кобобель И.В. Перспективы использования солнечной энергии в Ираке //Вестник Казанского государственного энергетического университета. -2020. - Т. 12. - № 1 (45). - С. 63-70.
3. Стребков Д.С. и др. Солнечная энергетика: состояние и перспективы развития // Техника и оборудование для села. - 2019. - № 3. - С. 43-47.
4. Пиляева О.В. Перспективы использования солнечной энергии //Эпоха науки. - 2019.
- № 19. - С. 82-85.
5. Артюшевская Е.Ю., Мясоедов Ю.В., Мясоедова Л.А. Солнечная энергетика: перспективы развития // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. - 2021. - № 95. - С. 71-74.
6. Рахимов А.А., Отамирзаев Д.Р. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики в Узбекистане // Евразийский журнал академических исследований. - 2022. - Т. 2.
- № 5. - С. 170-173.
7. Редкозубов В.И., Шлюпиков С.В., Иванкина Ю. В. Перспективы солнечной энергетики в Саратовской области // Актуальные проблемы энергетики АПК. - 2022. - С. 130134.
PROSPECTS FOR SOLAR ENERGY
S.P. Oskin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor V.V. Arbuzov, Graduate Student Moscow Polytechnic University (Russia, Moscow)
Abstract. Currently, the problem of searching, creating and using alternative energy, finding available resources and technologies is extremely relevant. Solar energy is one of the most promising and rapidly developing sectors of modern energy. This article provides an overview of the current state and prospects for the development of solar energy in the world. The main trends, problems and achievements in this area are analyzed, and the factors influencing the further development of solar energy and its role in ensuring sustainable development are discussed. It is concluded that the potential in solar energy development is enormous. It is important to remember the need for global cooperation and exchange of experience between countries to ensure sustainable and even development of solar energy throughout the planet.
Keywords: solar energy, renewable energy, photovoltaic panels, solar collectors, energy security.
