Сонячна енергія. Потенціал, оцінка ресурсів, бар'єри. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Сонячний потенціал

Річний надходження сонячної енергії варіюється від 900-1000 кВт·год/м2 на півночі регіону Балтійського моря до, наприклад, 1077 кВт·год/м2 на території Центральної Європи (Богемія) і до 1600 кВт·год/м2 у Середземноморському та Чорноморському регіонах на горизонтальній поверхні. На півдні на похилій поверхні показник річного надходження сонячної енергії вищий на 20%.

Оцінка ресурсу

Доступна сонячна енергія змінюється протягом дня через відносний рух Сонця та залежно від хмарності. Опівдні за ясної погоди енергетична освітленість, створювана Сонцем, може досягати 1000 Вт/м2, тоді як за умов щільної хмарності вона може впасти до 100 Вт/м2 і нижче, навіть опівдні. Кількість сонячної енергії змінюється разом із кутом нахилу установки та орієнтацією її поверхні, знижуючись у міру віддалення від південного напрямку.

Фотоелементи заводського виробництва у продажу мають певну номінальну потужність, виражену у ВАТ пікової потужності (Втп). Це показник їх максимальної потужності в стандартних умовах випробувань, коли сонячна радіація близька до свого максимального значення 1000 Вт/м2, а температура поверхні фотоелемента 25°C. На практиці фотоелементам рідко доводиться працювати в таких умовах. Приблизно потужність (P) фотоелектричної системи оцінюється за такою формулою:

P (кВт·ч/день) = Pp (кВт) * I (кВт·ч/м2 на день) * P, де:

Pp - номінальна потужність кВт, еквівалентна ККД, помноженому на площу в м2, I - експозиція сонячного випромінювання на поверхні, кВт·ч/м2 в день PR - коефіцієнт продуктивності системи.

Середньодобове значення сонячної освітленості (I) у Європі кВт/год/м2 на день (нахил на південь, кут нахилу до горизонту 30 градусів) наводиться у таблиці.

Типові коефіцієнти продуктивності:

• 0,8 для систем, з'єднаних із мережею;
• 0,5 – 0,7 для гібридних систем;
• 0,2 - 0,3 для автономних систем, що використовуються цілий рік.

В умовах Європи сонячна енергія, що надходить, в більшості випадків перевищує енергоспоживання будівлі. Наприклад, типовий багатоквартирний житловий будинок у Чехії отримує 1077 кВт·год/м2, тоді як кожен його поверх споживає приблизно 150 кВт·год/м2 для опалення та ще 25-50 кВт·ч/м2 для освітлення та приготування їжі, що у загалом дорівнює 875 - 1000 кВт·год/м2 для п'ятиповерхового будинку (поверхи виміряні в м2 горизонтальної поверхні). Сонячної енергії, що надходить протягом року, в цілому достатньо, але корисний ресурс обмежений коливаннями сонячної енергії та ємністю акумулювання. Коректну оцінку частки корисного сонячного тепла можна зробити з урахуванням різних теплових навантажень.

Обмеження вбудованих систем зазвичай полягають у тому, що сонячне опалення може покрити лише 60-80% потреби у гарячій воді та 25-50% опалення. Залежить це від розташування будинку та від типу системи. У Північній Європі обмеження становлять відповідно 70% та 30% для гарячого водопостачання та опалення приміщень.

Аналіз та досвід застосування сонячних систем центрального опалення показують, що вони можуть покривати 5% споживання без акумулювання, 10% з 12-годинним зберіганням та близько 80% - із сезонним. Ці дані ґрунтуються на системах районного опалення житлового сектора, де середні тепловтрати становлять 20%. Сонячні системи опалення без акумулювання тепла є, безумовно, найдешевшим рішенням.

Сонячне опалення може забезпечувати близько 30% потреб промислових підприємств, які використовують тепло нижче 100 оС, якщо споживання тепла на них є стабільним. Залежно від пори року та температури, сонячна енергія може забезпечити 100% потреби на сушіння продукції.

Сонячне нагрівання плавальних басейнів може майже повністю забезпечити теплове навантаження закритих та 100% для відкритих басейнів у літній період.

Таким чином, підрахунок потенціалу сонячного опалення – це, головним чином, питання оцінки потреби у низькотемпературному теплі.

Бар'єри

Здебільшого установки сонячного нагріву добре розроблені, і якщо зустрічаються труднощі на шляху їхнього освоєння, то вони викликані скоріше відсутністю певних матеріалів чи технологій у цьому місці, ніж відсутністю технологій як таких. Отже, основними бар'єрами, окрім економічних, є:

• брак інформації про існуючі технології, їх оптимальні рішення та інтеграцію в опалювальні системи;
• брак кваліфікованих кадрів для виробництва та встановлення.

Іноді перешкодою є нестача сонячної енергії. Щодо активних систем сонячного опалення, практично завжди можна знайти таке місце для встановлення колектора, звідки можна взяти енергію сонячного світла. У разі пасивної сонячної енергії, яка, як правило, проникає крізь звичайні вікна, сусідство з будинками або деревами може призвести до серйозного скорочення енергії, що надходить.

Навіть після різкого зниження ціни, фотоелементи зараз коштують 5 доларів США за 1 Втп. Електроенергія від фотоелементів коштує сьогодні 0,5 – 1 долар/кВт·год, тобто дорожче, ніж від інших відновлюваних джерел. У майбутньому, у міру ширшого їх застосування, вартість фотоелементів має зменшитись. Незважаючи на свою високу вартість, фотоелектрична енергія може виявитися дешевшою за інші джерела у віддалених регіонах, відрізаних від електромереж, або там, де виробництво електроенергії іншими способами (наприклад, на дизель-генераторах) утруднене або неприпустимо з екологічних причин (наприклад, у гірських місцевостях) .

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Кальцієвий акумулятор, що одержує енергію з повітря 22.02.2024 Вчені з Університету Фудань оголосили про створення кальцієвого акумулятора, що потенційно перевершує традиційні літієві батареї. Розвиток кальцієвих акумуляторів відкриває нову еру в зберіганні енергії, надаючи доступніші та безпечніші рішення в порівнянні з традиційними літієвими батареями. Це важливий крок у напрямку сталого та ефективного використання енергії. Унікальною особливістю нових кальцієвих батарей є можливість їх створення у формі тонких ниток, які можна використовувати для виробництва тканин, відкриваючи нові горизонти в галузі технологій та інтелектуального одягу. Обмежені запаси літію на Землі та питання безпеки його використання підштовхують до пошуку альтернатив. Кальцієво-кисневі акумулятори є перспективним рішенням, оскільки вони беруть кисень з повітря під час розряду, підвищуючи хімічну ефективність батареї. Однак, проблемою раніше було утворення оксиду кальцію, що призводило до накопичення мертвої ваги батареї. Китайські вчені розробили рідкий електроліт та двоелектронну реакцію, яка дозволяє відновити електроди за кімнатної температури, забезпечуючи стабільну роботу акумулятора. Експериментальні кальцієво-кисневі акумулятори продемонстрували здатність витримувати 700 циклів заряду та розряду, що робить їх перспективним варіантом для майбутніх енергетичних рішень.

Інші цікаві новини:

▪ Full HD-проектор LG TV Mini Beam Master

▪ Найбільший айсберг почав дрейфувати

▪ Акустичні датчики на армійських касках виявлять снайперів

▪ Індивідуальні віруси

▪ Смартфон Oukitel K10000 Pro з батареєю 10100 мАг

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей

▪ стаття Характеристика системи Людина – Соціальне середовище у загальному контексті безпеки життєдіяльності. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Який велосипед найдовший у світі? Детальна відповідь

▪ стаття Валеріанелла. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Стробоскоп. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Шість коробок. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024