Принцип работы солнечной электростанции: виды и особенности использования

  • Принцип работы солнечной электростанции: виды и особенности использования

Развитие современной цивилизации и человеческая жизнедеятельность требуют постоянного продуцирования энергии. Это связано с тем, что мировое потребление энергии неуклонно возрастает. Стремительный рост населения Земли и появление новых сервисов становятся причиной увеличения энергопотребления. Даже несмотря на то, что уже существующие сервисы и производства становятся все более энергоэффективными.

Тем не менее, чтобы обеспечить возрастающие глобальные потребности человечества, энергетика должна претерпеть качественные изменения за счет внедрения альтернативных источников энергии. Широкое использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ), «умных сетей» (smart grid), децентрализация выработки станут основой для снижения стоимости электроэнергии. Наряду с традиционной, гидро и атомной, альтернативная энергетика все увереннее занимает ключевые позиции.

Виды альтернативной энергии

Поиски нетрадиционных источников энергии привели человечество к задействованию новых перспективных видов альтернативной энергетики. Их источником стал процесс преобразования природных явлений в тепловую или электроэнергию. К ним причисляют:

  • ветер - кинетическую энергию движения потоков воздуха;
  • электромагнитное излучение Солнца;
  • тепловую энергию вулканической деятельности и горячих источников;
  • реки - кинетическую энергию водных массивов;
  • энергетику отливов и приливов морей и океанов.

Помимо этого к альтернативной энергии относится такой метод выработки тепла, как процесс сжигания возобновляемого топлива — биоэтанола, биогаза, топливных пелет и прочего. Таким образом, среди альтернативных источников энергии:

  • ветряные;
  • солнечные;
  • геотермальные.

Все эти виды существующих нетрадиционных источников энергии обладают своими недостатками и преимуществами.

Солнечная энергетика

К источникам альтернативной энергии Солнца относят солнечные батареи (панели), электростанции, коллекторы (гелиосистемы), которые, используют энергию светового потока, естественным путем попадающую на установленные фотоэлементы. Они преобразовывают ее в энергию электрическую или тепловую для подогрева жидкости (воды).

Альтернативные источники энергии Солнца разделяются на те, которые:

  • превращают солнечную энергию в электрическую  с помощью специальных панелей, состоящих из соединенных между
  • собой фотомодулей, которые, в свою очередь, содержат фотоэлементы или фотоэлектрические преобразователи;
  • используют тепловые машины, рабочее тело которых нагревается посредством солнечной энергии;
  • напрямую преобразовывают излучение Солнца в тепловую энергию для дома (ГВС, отопление).

Плюсы и минусы солнечной энергетики

По оценкам экспертов, все нетрадиционные источники энергии имеют множество несомненных плюсов, хотя не лишены и слабых сторон. Главное преимущество – сохранение чистоты экологии и абсолютное отсутствие вредоносных выбросов в атмосферу. К их основным недостаткам стоит отнести неравномерность и нерегулярность мощности, которая вырабатывается в течение суток или иные временные промежутки. Кроме того, она зависит от количества солнечных дней в году на определенной территории.

К примеру, в пасмурные дни или с наступлением периода затяжных дождей, а также в ночное время, выработка электричества прекращается. И, напротив – количество произведенной электроэнергии в погожие и ясные дни является избыточным, превышая нужды ее потребителей. Это требует приобретения аккумуляторов, цена которых существенно выше себестоимости произведенного кВт/ч.

Преимущества и недостатки ветровой энергетики

Издавна человечество использует мощность ветра в качестве альтернативной энергетики. Пример тому – всем известные ветряные мельницы. Их современная версия— ветровая энергетическая установка. Оборудование преобразовывает кинетическую энергию движущихся воздушных потоков в электричество. Объединенные в одну сеть, несколько десятков ветрогенераторов превращаются в ветровую электростанцию. Такой источник питания и основанный на нем вид альтернативной энергии являются одними из наиболее дешевых.

К несомненным плюсам кроме того стоит отнести также компактность, абсолютную безопасность для экологии, высокую ремонтопригодность ветрогенераторов, возможность их установки рядом с потребителями. Серьезный недостаток - наличие шума, который производит ветровая установка. Гибель перелетных птиц, которые попадают в лопасти генератора, также можно считать побочным отрицательным эффектом.

Гидроэнергетика: сильные и слабые стороны

Энергию движущихся водяных потоков в качестве нетрадиционного источника энергии человечество задействует в нескольких типах генераторов. Первая их категория работает за счет естественного течения (мини-ГЭС) и устанавливается на реках. Вторая предназначена для использования мощности морских или океанических приливов. Третья, находящаяся на стадии тестирования, снимает «пенку с гребня волны», используя энергию морских волн.

Первые два вида генераторов давно и успешно прошли испытания и работают. Главным и основным плюсом этого вида альтернативной энергетики является абсолютная безопасность для окружающей среды. Минусом принято считать ограниченность возможных мест установки и высокую стоимость специального оборудования.

Выгода от нестандартной энергетики в Украине

В условиях ежегодного повышения цен на энергоносители в Украине выбор  перспективных источников альтернативной энергии для снабжения загородных построек и приватных жилых домов электричеством является оптимальным вариантом. Среди выгод, которые обеспечиваются использованием альтернативной энергии, можно выделить:

  • высокую автономность работы;
  • минимизацию расхода электричества из центральной сети;
  • возможность генерации тепла при любых погодных условиях;
  • абсолютную безопасность для экологии и человека;
  • возможность без ограничений  увеличивать потребление энергии;
  • возможность снабжать электричеством строения, расположенные вдали от инженерных коммуникаций.

Хотя вложения в современное оборудование окупаются не быстро, существенная экономия денежных средств на оплату электричества, надежность и экологическая безопасность  - серьезные аргументы в пользу  задействования альтернативных источников энергии.