Использование солнечной энергии – революция в энергетике!

Одним из самых перспективных направлений развития альтернативной энергетики считается гелиоэнергетика. Гелиоэнергетика это солнечная энергетика, основанная на принципах аккумуляции солнечной энергии с её дальнейшим преобразованием в необходимое для человека электричество и тепло.

Предпосылки для возникновения и разработки
Следует понимать, что солнечную энергию человечество использует с древнейших времён. Освещение и отопление жилья, подогрев воды для хозяйственных и бытовых нужд, вяление фруктов, сушка одежды, выращивание тепличных культур – всё это напрямую связано с Солнцем. Люди всегда применяли в быту тепловую энергию этого светила, но особо не задумываясь над повышением эффективности такого использования. И только в 90-х годах прошлого столетия были начаты полномасштабные научные исследования в этой сфере.

В наши дни использование солнечного тепла и света – дело престижа любого государства, стремящегося к экономии и разумному потреблению природных энергетических запасов.

Хотя предпосылки для такого толчка в развитии альтернативной энергетики достаточно прозаичны и обусловлены вполне материальными причинами – ограниченность природных ископаемых и практика разумного использования солнечной энергии по-прежнему имеет благородную цель. Это своеобразный маркер на принадлежность к цивилизованному и экономически сбалансированному миру будущего, в котором забота о сохранности природы для грядущих поколений всегда стоит на первом месте.

Основное достоинство солнечного тепла и света заключается в его доступности. В любой точке земного шара можно получить эту бесплатную, экологически чистую и возобновляемую энергию! Плотность солнечных лучей в разных климатических зонах и регионах отличается не более чем в два раза. Поэтому такое альтернативное направление энергетики набирает популярность не только в масштабах государств, но и среди населения. Общая площадь солнечных установок, размещённых в разных странах, сейчас занимает более 120 миллионов квадратных метров. И сфера применения солнечной энергии будет расширяться с каждым годом.

Описание
Основная задача энергетической отрасли, основанной на использовании энергии Солнца, состоит в обеспечении современной экономики достаточным энергетическим запасом, позволяющим успешно развиваться предприятиям и целым отраслям. Сегодня мировое производство энергии составляет до 10 триллионов ватт (сюда входят различные, в том числе, традиционные источники). А развитие гелиоэнергетики приведёт к увеличению этого показателя минимум до 100 триллионов.

В грандиозных планах учёных находится создание крупных космических станций, преобразующих энергию солнца в электричество. Уже сегодня относительно небольшие солнечные батареи (ФЭП или фотоэлектрические преобразователи) успешно применяются для подачи электричества в различные космические аппараты. В космическом пространстве батареям легче уловить солнечную радиацию – выработка электричества происходит в непрерывном режиме.

По характеру используемого оборудования и на основании самих принципов получения энергии гелиоэнергетику можно разделить на два основных вида:

• Солнечные коллекторы для нагрева воды – самое распространённое оборудование в мире, позволяющее с помощью солнечного тепла прогреть воду (теплоноситель). Успешно применяются как в быту, так и в промышленности. Такое устройство легко справляется с нагреванием воды для бытовых нужд или обеспечивает качественное альтернативное отопление в холодное время года.
• Солнечные батареи(Фотоэлектрические преобразователи, они же ФЭП) – оборудование для получения электроэнергии благодаря поглощению и преобразованию солнечной радиации. Первоначально эта технология использовалась в космической отрасли.

Физическое получение энергии подразумевает использование специальных инженерных конструкций.

Зеркала, а, точнее, целые системы зеркал применяются на электростанциях, воспроизводящих электричество из солнечной энергии (СЭС). По подсчётам каждый ватт такой энергии примерно в пять-семь раз дешевле от полученной в космосе (оборудование стоит дешевле, монтаж происходит быстрее и проще).

Развитие гелиоэнергетики напрямую связано со стоимостью оборудования для этого направления.

Высокая цена – основной сдерживающий фактор развития этой отрасли. Например, установка гелиомодулей для электростанции (их приобретение и монтаж) в среднем обойдётся государству в 1,9 миллиона евро на каждый произведенный мегаватт электроэнергии. В результате получение электричества из солнечной энергии будет самым затратным среди всех альтернативных источников.

Преимущества и недостатки гелиоэнергетики
У гелиоэнергии существует три основных преимущества, открывающих большие перспективы для альтернативной отрасли энергетики в будущем. Это:

• обновляемость ресурса – получать энергию можно до тех пор, пока светит Солнце;
• экологическая чистота – выработка энергии не сопровождается выбросом в атмосферу или в грунт вредных веществ;
• доступность в любой точке земного шара.

Есть и очевидные недостатки:

• выработка энергии напрямую связана с атмосферой, временем суток и сезоном (наблюдается уменьшение солнечной радиации в
• дождливые дни, зимой, ночью, что требует дополнительной установки аккумуляторов);
• высокая стоимость оборудования (но прогнозируется снижение цен в ближайшие годы);
• сложное техническое обслуживание станций;
• вероятность изменения отражающей поверхности планеты при использовании гелиоэнергии в индустриальных масштабах (теория альбедо);
• сильное нагревание атмосферы над территорией станции, производящей энергию.

Перспективы развития
В ближайшем будущем современный мир ожидает настоящая энергетическая революция. Стоимость солнечных батарей на мировом рынке постепенно снижается, что обусловлено внедрением новых технологий и большим спросом на продукцию такого рода – производители получают прекрасную возможность существенно снизить себестоимость батарей, которой они обязательно воспользуются. Например, в Германии уже сейчас стоимость одного гелиомодуля снизилась до 1 евро на ватт. А к 2020 году планируется закрыть все атомные электростанции в этой стране.

И многие другие передовые государства постепенно отказываются от традиционных атомных электростанций в пользу безопасных солнечных станций. К таким революционным изменениям в энергетике активно стремится Китай, США, Италия, Франция, Япония. В инновации вкладываются огромные суммы. Уже упомянутая выше Германия только за один год в свои «солнечные проекты» инвестирует до 1,848 триллиона долларов.

Также планируется создание единой мировой энергетической системы, базирующейся на строительстве экваториальных станций, способных всегда находиться на дневной стороне и обеспечивать стабильное производство электричества.

Себестоимость электроэнергии постепенно снизится до 0,04 евро на киловатт в час. Это должно произойти примерно к 2020-2030 году. Но уже в ближайшие годы цена гелиоэнергии сравняется по цене с традиционными энергетическими источниками и будет снижаться дальше.

Следует отметить, что такие оптимистичные прогнозы основаны на анализе уже существующих и активно использующихся технологий. Но технический прогресс никогда не стоит на месте. Поэтому, вполне возможно, что новые открытия в технической сфере приведут к настоящему прорыву в гелиоэнергетике и появлению нестандартных, весьма эффективных и инновационных решений.

Источник: http://energylogia.com/home/avtonomnost/ispolzovanie-solnechnoj-energii.html