CC BY
444
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ Дашеев С.С.1, Малышев Е.А.2 Email: [email protected]
'Дашеев Сергей Сергеевич — магистр;
2Малышев Евгений Анатольевич — доктор экономических наук, профессор, кафедра экономики и бухгалтерского учета, Забайкальский государственный университет, г. Чита
Аннотация: в статье рассматриваются основные недостатки и характеристики солнечных электростанций, особенности их конструкции и перспективы. Так же в статьи раскрыты принципы работы солнечных электростанций. Произведена классификация. Приведены формулы и рассчитаны коэффициенты полезного действия в солнечных электростанциях. Выделены энергоемкие материалы для производства солнечных электростанций. Показаны преимущества и недостатки.
Ключевые слова: солнечная фотоэлектрическая станция, солнечная энергия, потенциал.
SOLAR ENERGY: CONDITION AND PROSPECTS Dasheev S.S.1, Malyshev E.A.2
'Dasheev Sergei Sergeevich — Master;
2Malyshev Evgeniy Anatolyevich — Doctor of Economics, Professor, DEPARTMENT OF Economics AND ACCOUNTING, TRANSBAIKAL STATE UNIVERSITY, CHITA
Abstract: the article discusses the surrounding main drawbacks and characteristics of bottles of solar power plants, especially the efficiency of their design and the wide prospects for coal. Also in the article the principles of operation of bottles of solar power plants are disclosed. Produced a classification. The formulas are given and the coefficients of efficiency in bottles of solar power plants are calculated. Energy-intensive materials for the production of bottles of solar power plants are highlighted. The advantages and disadvantages are shown. Keywords: Solar photovoltaic station, solar energy, potential.
УДК 620 (075.8)
Многочисленные исследования подтверждают тот факт, что при существующих темпах научно-технического прогресса к 2020 г. органическое топливо (нефть, газ, уголь и торф) не сможет в полном объеме удовлетворять потребности мировой энергетики. Поэтому традиционные системы электроснабжения, в том числе автономного, работающие на традиционном топливе, как бы они не развивались технически, но они обречены на бесперспективность в будущем [1, с. 99].
Одним из перспективных направлений решения проблемы энергоснабжения потребителей является разработка и внедрение возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ). По прогнозам, их доля в мировом потреблении в 2020 г составит около 24%, а уже в 2040 г. -около 50% [3, с. 176].
Солнечные лучи несут с собой неиссякаемый поток энергии. Они постоянно доставляют на Землю большее количество энергии, чем нам сегодня необходимо. Годовое количество поступающей на Землю солнечной энергии составляет 1018 кВт ч, при этом, на поверхность суши приходится около 20% этой энергии.
Солнечное излучение преобразуется в электрическую энергию постоянного тока фотоэлементами. Большинство фотоэлементов представляют собой кремниевые полупроводниковые фотодиоды. Энергетические характеристики фотоэлементов в основном определяются следующими параметрами: интенсивностью солнечного излучения, величиной нагрузки, рабочей температурой.
Основными недостатками солнечных фотоэлектрических станций являются (СФЭС): -высокая стоимость фотоэлементов, преобразующих солнечную радиацию в электроэнергию постоянного тока;
-применение инверторов, осуществляющих преобразование электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока, понижают их КПД;
-наличие аккумуляторных батарей, применяющих в качестве резервных источников, и обеспечивающих бесперебойное электроснабжение потребителей, значительно повышает стоимость солнечной электростанции.
Эти недостатки приводят к тому, что в настоящее время стоимость электроэнергии, вырабатываемую с помощью СФЭС, превышает в несколько раз стоимость электроэнергии, вырабатываемую от традиционных источников электроэнергии.
Поскольку удельная стоимость солнечной электростанции не зависит от ее размеров и мощности, в ряде случаев целесообразно модульное размещение СФЭС на крыше сельского дома, коттеджа, фермы. Собственник СФЭС будет продавать электроэнергию энергосистеме в дневное время, и покупать ее у энергетической компании по другому счетчику в ночные часы. Преимуществом такого использования, помимо политики поощрения малых и независимых производителей энергии, является экономия на опорных конструкциях и площади земли, а также совмещение функции крыши и источника энергии.
Учитывая, что 1 кг кремния в солнечном элементе вырабатывает за 30 лет 300 МВт ч электроэнергии, легко подсчитать нефтяной эквивалент кремния. Прямой пересчет электроэнергии 300 МВт ч с учетом теплоты сгорания нефти 43,7 МДж/кг даёт 25 т нефти на 1 кг кремния. Если принять КПД тепловых электростанций, работающей на мазуте, 33%, то 1 кг кремния по вырабатываемой электроэнергии эквивалентен примерно 75 тоннам нефти [4, с. 67].
В связи с высокой надежностью срок службы СФЭС по основной компоненте - кремнию и солнечным элементам может быть увеличен до 50 - 100 лет. Для этого потребуется исключить из технологии герметизации полимерные материалы. Единственным ограничением может явиться необходимость их замены на более эффективные. КПД 25 - 30% будет достигнут в производстве в ближайшие 10 лет. В случае замены солнечных элементов кремний может быть использован повторно и количество циклов его использования не имеет ограничений во времени [2, с. 44].
Солнце ежесекундно дает Земле более 80 тысяч миллиардов киловатт энергии, а это в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Ресурс (потенциал) солнечной энергетики оценивается тремя составляющими: валовым, техническим и экономическим ресурсами.
Валовый (теоретический) ресурс солнечной энергетики на территории России превышает ресурс ветровой энергетики почти в 2,5 раза, а малой гидроэнергетики более чем в 5000 раз.
Вследствие отсутствия многочисленных требуемых исходных данных для расчёта технического и экономического потенциала солнечной энергии, учёные принимают ряд допущений. Поэтому, результаты определения технического и экономического потенциала солнечной энергии следует квалифицировать как экспертную оценку, так как она является единственным методом, который используется в настоящее время. Технический ресурс солнечной энергетики при производстве электроэнергии находится умножением валового потенциала на 0,001 (принимаемая доля площади) и на 0,15 (КПД фотоэлектрических солнечных модулей) и переводится в размерность т у.т. из расчёта 0,34 кг у.т./кВт ч.
Экономический ресурс солнечной энергетики при производстве электроэнергии находится умножением годового потребления электроэнергии на 0,05% и переводится в размерность т у.т. умножением на коэффициент 0,34 кг у.т./кВт ч.
Экономический ресурс солнечной энергетики в сравнении с другими возобновляемыми источниками энергии куда более скромен. Так, он более чем в 3,5 раза меньше ветровой энергетики и примерно в 23 раза меньше малой гидроэнергетики [1, с. 152].
Однако темпы развития солнечной энергетики предполагают в ближайшее время значительное улучшение её экономического потенциала, исходя из достигнутого уровня техники и современных экономических и хозяйственных условий.
В настоящее время метод фотоэлектрического преобразования в мире стал одним из приоритетных направлений получения солнечной электроэнергии.
Список литературы / References
1. Григораш О.В. Автономные источники электроэнергии: Состояние и перспективы /
О.В. Григораш, С. В. Божко, А. Ю. Попов и др. Краснодар 2012. с. 174.
2. Усков А.Е. Автономные Инверторы солнечных электростанций. монография / А.Е. Усков.
Краснодар, 2011. 119 с.
3. Богатырев Н.И., Григораш О.В., Темников В.Н., и др. Однофазнотрехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем / Патент на изобретение RUS 2335027. 29.06.2007.
4. Степура Ю.П., Григораш О.В., Власенко Е.А., и др. Преобразователи напряжения постоянного тока на реверсивном выпрямителе / Патент на изобретение RUS 2420855. 11.05.2010.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ
ЭНЕРГЕТИКИ
Дашеев С.С.1, Малышев Е.А.2 Email: [email protected]
'Дашеев Сергей Сергеевич — магистр; 2Малышев Евгений Анатольевич - доктор экономических наук, профессор, кафедра экономики и бухгалтерского учета, Забайкальский государственный университет, г. Чита
Аннотация: данная статья посвящена вопросам изучения взаимосвязи развития солнечной энергетики и угрозы роста экологических проблем. В статье рассматриваются недостатки и характеристики электростанций и их влияние на окружающую среду. Так же в статьи раскрыты принципы работы существующих источников получения энергии. Произведена классификация. Приведены формулы и рассчитаны коэффициенты полезного действия. Выделены энергоемкие ресурсы для производства электроэнергии. Показаны преимущества и недостатки.
Ключевые слова: солнечная энергия, энергетика, экология, экологические проблемы, климат, окружающая среда.
ECOLOGICAL CONSEQUENCES OF THE DEVELOPMENT OF SOLAR ENERGY Dasheev S.S.1, Malyshev E.A.2
'Dasheev Sergei Sergeevich — Master; Malyshev Evgeniy Anatolyevich - Doctor of Economics, Professor, DEPARTMENT OF Economics AND ACCOUNTING, TRANSBAIKAL STATE UNIVERSITY, CHITA
Abstract: this solar article is devoted to the issues of solar energy studies of the relationship between the development of solar energy systems and the eradication of the threat of economics to the growth of environmental system problems. The article discusses the shortcomings and characteristics of power plants and their impact on the environment. The article also describes the principles of operation of existing sources of energy. Produced a classification. The formulas are given and the efficiencies are calculated. Energy-intensive resources have been allocated for the production of electricity. The advantages and disadvantages are shown.
Keywords: solar energy, energy, ecology, environmental problems, climate, environment.
УДК620 (075.8)
Солнечная энергетика — это направление альтернативной энергетики, которое основано на непосредственном применении солнечного излучения в целях получения энергии. Солнечная энергетика применяет возобновляемые источники энергии, она является «экологически чистой», не производящей отходов в процессе использования. Производство энергии при помощи солнечных электростанций отлично сочетается с концепцией распределяемого производства энергии [4, с. 71].
В процессе производства фотоэлементов объем загрязнений не превышает допустимый уровень для производственных предприятий микроэлектронной промышленности. Фотоэлементы имеют заданный срок службы, который составляет 30-50 лет. Использование кадмия, при производстве некоторых видов фотоэлементов в целях повышения эффективности преобразования, образует сложный вопрос их обезвреживания и утилизации, который не имеет
