CC BY
225
DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.288
Бубенчиков А.А.1, Нурахмет Е.Е.2, Молодых В. О.1, Руденок А. И.2
1ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технических наук, доцент; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант;
3ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омский государственный технический университет СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Аннотация
Статья посвящена актуальной на сегодняшний день проблеме использования солнечной энергии как основной источник питания потребителя. Автор даёт обобщенную характеристику способам преобразования солнечной энергии в другие виды энергии. А также рассмотрены государственные планы развития солнечной энергетики в различных странах мира и были рассмотрены благоприятные условия установки солнечных панелей в мире. В статье раскрываются проблемы неконкурентоспособности солнечной энергетики относительно данного времени и как с этим можно бороться.
Ключевые слова: солнечная энергетика, альтернативный источник, экономия.
Bubenchikov A. A.1, Nurakhmet Y. Y.2, Molodikh V.O.3, Rudenok A. I.4
1ORCID: 0000-0002-2923-1123, PhD in Engineering, assosiate professor; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799, undergraduate student; 3ORCID: 0000-0002-3382-3623, undergraduate student; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, undergraduate student,
Omsk State Technical University SOLAR POWER AS SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY
Abstract
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.
С каждым годом жители всё больше полагаются на технику, не могут даже и дня представить без них При э том развитие технологий не стоит на месте, становятся компактными и очень требовательными к качеству электрической энергии. Следовательно, потребление электроэнергии стало больше, и будет расти каждый раз. А из -за нестабильности экономики в стране, цены, на потребляемую энергию, растут. Например, на сегодняшний день в России был произведён скачок в стоимости электроэнергии, потребляемой населением. Кроме ежегодного «календарного» повышения её цены на 10 - 15 % добавлена плата за электропотребление общедомовых приборов (Интернет-провайдеров, домофонов и кабельных сетей, юридических лиц). Если так дальше продолжится, то в скором времени жильцы будут оплачивать потери энергии в квартальных трансформаторах, в линиях электропередачи и т.д. И это касается населённых пунктов и сельских промышленностей, расположенных отдалённо от больших городов. [2]
Основным из возможных решений данной проблемы является альтернативные источники энергии. А именно солнечная энергия. У каждой страны существует ряд научных советов которые отвечают за использование солнечной энергии такие как Научный совет РАН по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, Комитет по проблемам использования возобновляемых источников энергии Российского Союза научных и инженерных общественных организаций, American Council On Renewable Energy: ACORE, The European Renewable Energy Council (EREC) и т.д. [5]
Каждый из этих научных советов для своего государства устанавливает план, в котором говорится об увеличении доли солнечной энергетики в общей энергетической системе. Так для России Министерство энергетики РФ назначала план, к 2020 году поднять долю солнечной энергетики в общей энергетической системе РФ до 0,9%( на данный момент она составляет 0,001%). Для реализации поставленного плана нужны благотворительные условия, дабы потраченные экономические затраты окупились за короткий промежуток времени. Если посмотреть на рисунок 1 и 2, то можно сказать, что не в каждой стране будут эффективны солнечные установки.[4]
Рис. 1 - Распределение суммарной солнечной радиации в России
Daily sum <2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 > Рис. 2 - Распределение суммарной солнечной радиации в мире.
В настоящее время различают 2 наиболее популярный способа преобразования солнечной энергии: фотовольтаика и гелиотермальная энергетика. Фотовольтаическая система уникальный вид получения электричества, посредством попадания дневного света на панели. Принцип выработки электричества основан на Фотовольтаическом эффекте. То есть, при пробивание светом поверхность вещества, электроды начинают перемещаться между анодом и катодом внутри панели. Как правило, панели состоят из нескольких слоёв полупроводниковых материалов. Чем больше концентрация света, тем больше выработка электричества. [1] Данный вид выработки электричества применяется в автономной системе энергоснабжения на основании солнечных батарей.
излучения
солнечного
Поток
Расчет автономной энергосистемы
Солнечны батареи
Ч
Электрический ток
Контроллер
/
Инвертор
(и/или)
Аккумулятор
Переменный ^ ток
Постоянный ТОК О
Рис. 3 - Схема работы автономной системы энергоснабжения
На рисунке 3 изображено состав и принцип работы этой системы. Инвертор -это прибор для преобразования постоянного напряжения аккумуляторных батарей в переменное напряжение 220В. Основным недостатком инвертора является ограниченное время автономной работы, которое определяется емкостью аккумуляторных батарей и потребляемой мощностью. Контроллер - это прибор, который не позволяет аккумуляторам перезарядится или разрядиться раньше времени. Блоки аккумулирования служат для накопления вырабатываемого электричества. Основная проблема всех аккумуляторов, это малый объём ёмкости и не приспособленность к большим нагрузкам. Одна из главных причин не конкурентоспособности, это цена. Например, для установки в России автономной системы частному потребителю придётся заплатить в районе 180 тыс.руб.. А рентабельность и окупаемость полностью зависит от солнечных дней в году на месте установки. Эту систему применяют для бесперебойного питания автономных систем таких как освещение, охранная сигнализация и т.д. А так же в роли основного источника энергии (если потребитель находится очень далеко от подстанции) или совместно с приходящими линиями электропередачи. [3]
Гелиотермальная энергетика - это системы позволяющая трансформация солнечной излучения в электрическую или тепловую энергию с помощью трёх технологий:
Первая технология одна из самых распространённый вариант снабжения теплом это использование солнечных коллекторов. Их располагают в неподвижном состоянии так, чтобы нагрев был максимально эффективный. Самым эффективным теплоносителем является воздух, вода или антифриз. Производится нагрев вещества на 45-50 оС выше температуры окружающей среды. Всё это происходит в коллекторе. Также можно использовать для кондиционирования воздуха, термообработки продуктов сельского хозяйства и опреснение морской воды. Такие солнечно обогревательные системы очень популярны в Японии и США [6]. Однако в таких странах как Кипр и Израиль таких систем намного больше из расчёта населения. Примерно 1 млн. коллекторов обеспечивают 70% населения страны используют такой способ получения энергии. К такому прогрессу пытаются прийти Индия и Китай. Если посмотреть на рисунок 2 можно сказать что Африка идеальный претендент для использования такой системы, но из-за экономического положения их используют в основном для запуска насосных установок.[1]
Вторая технология превращает солнечную энергию в электрическую с помощью солнечных батарей на основе кремния. Ей нашли применение в космической индустрии, а именно в кораблестроении. Первое массовое применение было в Калифорнии. В настоящее время третья часть фотоэлектрических элементов рынка принадлежать Японии. В развитых странах её уже активно используют, при том факторе, что технология дорогая.
Третья технология основана на трансформации солнечной радиации в электрическую, используя зеркала , для концентрации лучей в одной точке. Такой способ используется в Солнечных электростанциях [6]
Факты для перехода на солнечную энергию.
1. Неограниченный запас топлива.
2. Бесшумное, безвредное выработка электроэнергии.
3. Автономные системы энергоснабжения безопасны и высоконадежны.
4. Материалы возможно без труда переработать и использовать повторно.
5. Несложное обслуживание оборудования.
6. Использование электричества отдалённо в сельских районах
7. Модули могут быть частью дизайна здания.
8. Стремительное уменьшение времени энергетической окупаемости модулей.
9. Увеличивает надёжность энергоснабжения страны.
На основе поведённого исследования можно сделать вывод. Чтобы Солнечная энергия была конкурентоспособной нужны наработки для увеличения ёмкости аккумуляторов и увеличения мощности и больше исследований в плане концентрации солнечных лучей на солнечные панели, дабы увеличить их эффективность и уменьшить срок окупаемости. Стремительное развитие солнечной энергетики, с использование инновационных мировых технологий,
является главным конкурентом и в 2050 г. будет преимущественным на рынке энергетически экологичных технологий, что обеспечит к концу века все потребности населения электрической энергией.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках научного проекта № МК-5098.2016.8»
Литература
1. [Электронный ресурс] http://www.bestreferat.ru/ (дата обращения: 01.03.2016.)
2. Перспективы возобновляемой энергетики, Дизендорф А.В., Усков А.Е., Научный журнал КубГАУ, №114(10), 2015 г.
3. [Электронный ресурс] http://decentral.web-boxru/ (дата обращения: 02.03.2016.)
4. [Электронный ресурс] http://minenergo.gov.ru/ (дата обращения: 02.03.2016.)
5. Солнечная энергия - энергия будущего, Павлов Н., Электроника: научка, технология бизнес,№1(123), 2013г.
6. Перспективы развития возобновляемой энергетики, Стребков Д.С., журнал: Труды международной научно -технической конференции энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве, 2012 г.
References
1. [electronic resource] http://www.bestreferat.ru/ (reference date: 03/01/2016.)
2. Prospects for renewable energy, Dizendorf AV Uskov AE Scientific journal KubGAU, №114 (10), 2015
3. [electronic resource] http://decentral.web-boxru/ (reference date: 02/03/2016.)
4. [electronic resource] http://minenergo.gov.ru/ (reference date: 02/03/2016.)
5. Solar energy - energy of the future, N. Pavlov, Electronics: nauchka techn ology business, №1 (123) 2013.
6. Prospects for the development of renewable energy, Strebkov DS Journal: Proceedings of the International scientific and technical conference, energy supply and energy efficiency in agriculture, 2012
DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.289
Бубенчиков А.А.1, Нурахмет Е.Е.2, Молодых В. О.1, Руденок А. И.2
1ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технических наук, доцент; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант;
3ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омский государственный технический университет ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Аннотация
В статье рассмотрено - внедрение энергосберегающих источников света для улучшения качества освещения и энергосбережения, основные проблемы внедрения и пути их решения, рассмотрены недостатки и достоинства каждого энергосберегающего источника света и области их применения, также рассмотрены общие характеристики влияния энергосберегающих источников света на человеческую деятельность в целом. Отдельно описан каждый энергосберегающий источник с пояснениями и проблемами характерными для данного типа ламп.
Ключевые слова: освещение, энергосбережение, внедрение.
Bubenchikov A.A.1, Nurakhmet Y.Y.2, Molodikh V.O.3, Rudenok A.I.4
1ORCID: 0000-0002-2923-1123, PhD in Engineering, assosiate professor; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799, undergraduate student; 3ORCID: 0000-0002-3382-3623, undergraduate student; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, undergraduate student,
Omsk State Technical University ENERGY SAVING LIGHT SOURCES
Abstract
The article considers introduction of energy-saving light sources to improve lighting quality and energy efficiency, the introduction of the basic problems and their solutions are discussed advantages and disadvantages of each energy -efficient light sources and their applications, also considered the impact of the general characteristics of energy -saving light sources on human activity in general. Separately describe each energy saver with explanations and problems specific to the type of lamp.
Keywords: lighting, energy saving, introduction.
Правительство Российской Федерации (ФЗ № 261 «об энергосбережении и энергоэффективности») вынесло р ешение, что планируется постепенный вывод из строя ламп накаливания. С 2011 года Правительством Российской Федерации наложен запрет производство и импорт всех ламп мощностью 100 Вт. В 2013 году запрет был наложен на лампы накаливания мощностью превышающую 75 Вт, а, спустя год, на все остальные лампы накаливания. Было заявлено, что, эти меры, приняты для эффективной экономии электрической энергии. По настоящему положению Российская Федерация по энергосбережению уступает ведущей в области экономии электроэнергии таким странам, как, Японии, США, ЕС, Индии и КНДР.
В настоящее время разработано несколько видов энергосберегающих источников света: лампы накаливания; люминесцентные лампы; галогенные лампы; дуговые ртутные лампы (ДРЛ); энергосберегающие лампы, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ); светодиодные светильники.
Светодиодная лампа (LED лампа) - полупроводниковый прибор, преобразующий напряжение в источник света. Спектральный диапазон излучаемого лампой света зависит от химического состава полупроводника.
Основными проблемами эксплуатации данных типов ламп являются следующие факторы. Стоимость, является самой дорогой лампой среди энергосберегающих ламп. Устранение данной проблемы решаемо увеличением производства ламп отечественного производителя, что значительно сократит стоимость.
