Солнечная энергия и её использование

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ. Способы  использования энергии  Солнца.

Энергию Солнца использовали для обогрева домов ещё в Древней  Греции. Солнечный коллектор для  подогрева воды был впервые сконструирован в XIX веке. Становление же современной  «солнечной» энергетики (гелиоэнергетики) произошло уже в середине XX века. Наиболее благоприятные условия  для широкого использования энергии  Солнца существуют на территориях, южнее 50-й параллели. Что же касается самого её преобразования в тепловую или  электрическую энергию, то его можно  осуществлять при помощи трёх технико-технологических  способов.

Первый способ, который  получил наиболее широкое распространение, – это теплоснабжение с использованием солнечных коллекторов-водонагревателей, которые неподвижно устанавливают  на крышах домов под определённым углом к горизонту. Они обеспечивают нагрев теплоносителя (вода, воздух, антифриз) на 40-50°С по сравнению с температурой окружающей среды. Их применяют также для кондиционирования воздуха, сушки сельскохозяйственных продуктов, опреснения морской воды и т.д. Больше всего таких установок теплоснабжения имеют США и Япония, но самая высокая плотность их из расчёта на душу населения достигнута в Израиле и на Кипре. Так, в Израиле около 1 млн солнечных коллекторов обеспечивают горячей водой свыше 70% жителей этой страны. Солнечные коллекторы применяются также в Китае, Индии, ряде стран Африки (преимущественно для привода в действие насосных установок).

Второй способ заключается  в преобразовании солнечной энергии  уже не в тепловую, а в электрическую, причём «напрямую» – при помощи фотоэлектрических установок (солнечных батарей) на кремниевой основе – наподобие тех, которые устанавливают на космических аппаратах. Первая такая электростанция была сооружена в Калифорнии в 1981 г. Хотя получаемая при их помощи электроэнергия продолжает оставаться ещё весьма дорогой (около 20 центов за 1 кВт*ч), некоторые страны развернули широкую кампанию за установку солнечных батарей на крышах и фасадах домов. Лидерство в этом деле захватила Япония, которая контролирует также около 1/3 мирового рынка фотоэлектрических элементов.

Наконец, третий способ, также обеспечивающий превращение  солнечной энергии в электрическую, реализуется при помощи сооружения собственно солнечных электростанций, которые подразделяются на два вида – башенные и параболические.

Достоинства и недостатки

  Достоинства

Общедоступность и  неисчерпаемость источника.

Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной  энергетики может изменить альбедо  земной поверхности и привести к  изменению климата (однако при современном  уровне потребления энергии это  крайне маловероятно).

 Недостатки

Зависимость от погоды и времени суток.

Как следствие необходимость  аккумуляции энергии.

Перспективы солнечной энергетики

Сгенерированная на основе солнечного излучения энергия  сможет к 2050 году обеспечить 20-25 % потребностей человечества в электричестве и  сократит выбросы углекислоты. Как  полагают эксперты Международного энергетического  агентства (IEA), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем  уровне распространения передовых  технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов — или 20-25 % всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд тонн ежегодно [7].

Завод для производства солнечных энергоустановок на основе наногетероструктурных фотопреобразователей с КПД 37-45 %, общей мощностью около 85 МВт в год будет построен к 2015 г. в Ставропольском крае России