Freenergy.com


Энергия Солнца - Практическое использование в XXI веке

На дворе ХХІ век. И уже ни у кого не вызывает сомнений, что  охвативший человечество энергетический кризис ставит под угрозу само его существование на земле. Развитие цивилизации предполагает поиск всё новых и новых источников энергии.

Активно потребляя, а чаще бездумно тратя природные энергозапасы, такие как каменный уголь, газ, нефть, мы нарушаем экологический баланс на нашей планете.
Практически неконтролируемый слив нефти в мировой океан, выброс в атмосферу миллионами тонн оксида азота,  регулярные радиационные выбросы атомных электростанций наносят непоправимый вред окружающей среде.
Кроме того, надо учитывать, что энергосодержание Земли истощается. Не случайно традиционные источники энергии определили как невозобновляемые. Ежегодное потребление нефти Земле обходится дорого, на восстановление  месторождений требуется до 2 млн. лет.

 

Эксплуатируя природные запасы энергии за относительно невысокую стоимость в количествах,  не соответствующих реальным затратам общества, мы по сути живём в кредит у своих потомков, лишая их права пользования дешевой энергией. Мы не только опустошаем недра Земли, мы ещё отравляем окружающий нас самих мир.
Накопление углекислого газа в атмосфере, как следствие сжигания ископаемого топлива на ТЭЦ, приведет к климатическим изменениям, к так называемому «парниковому эффекту». В результате выбросов в огромных количествах кислотообразующих газов (сернистого ангидрида и оксидов азо­та) и их соединения с атмосферной влагой, прольются опасные кислотные дожди.
Превышающая норму кислотность воды наносит вред природе и здоровью людей. Вода в мо­рях, реках и озерах становится непригод­ной для жизни. Кислотные дожди разъедают даже ме­талл, в результате чего быстрее разруша­ются мосты, ломаются самолеты, повреждаются строительные конструкции зданий и сооружений. При этом соли тяжелых металлов проникают в наш организм с питьевой водой и сельскохозяйственной продукцией.

Ученые всего мира бьют тревогу, предостерегая нас о грядущем фатальном разрушении биологическое равновесие в природе. Лишившись необходимого для нормального развития света и тепла, всё живое на планете просто погибнет.
Если учесть, что выработка электроэнергии в мире удваивается каждые 10 лет, то при таких темпах лет через 60-80, когда она достигнет значения поглощаемой Землей солнечной радиации, наступит перегрев, и начнут таять ледники.
Миллиарды лет матушка-земля запасала для нас природное топливо, мы же тратим его с рекордной скоростью. Над цивилизацией нависла угроза исчезновения, и пришла пора задуматься над новыми возможностями создания возобновляемого топлива.
Государственные деятели передовых стран поддерживают приоритет технологий с использованием нетрадиционных источников энергии. Такие перспективные источники иначе называют альтернативными. К ним относят: геотермальные (тепло планеты), приливные (движение воды), солнечные (электромагнитное излучение солнца), ветроэнергетические (движение воздушных масс), биотопливные (теплота сгорания, например, спирта), биомассу.

Преимущество солнечной энергии в её доступности. Солнечное излучение в различных точках Земли по плотности потока меняется  незначительно, а потому  возможно для  применения в любой стране и выгодно с точки зрения энергонезависимости. Для сравнения: Земля за неделю принимает солнечную энергию в количестве, превышающем общий энергетический потенциал мировых запасов природного газа, угля, нефти и радиоактивного урана. Период гарантированного поступления солнечной энергии на Землю определяется примерно тысячелетием. Этот вид энергии является экологически чистым, а потому перспективным с точки зрения сохранения природного баланса и  широкого потребления в народном хозяйстве. А самое главное, и это обнадёживает, что самый мощный, возобновляемый источник энергии Солнце «протянет руку помощи» Человеку.
Выделяют два основных пути преобразования солнечной энергии:
абсорбция солнечного излучения в тепловую энергию;
превращение солнечной энергии в электрическую.
Применение солнечной энергии уже давно не относится к области фантастики, это актуально сегодня для жизнеобеспечении человека.

Гелиоэнергетика (в переводе с греч. helios-солнце) – это реальность уже сегодняшнего дня, надежная альтернатива традиционным источникам энергии.
Главная задача, которую решают конструкторы гелиоустановок различных типов, - найти способ эффективного аккумулирования солнечного потока с целью преобразования его в требуемый вид энергии (электро или теплоэнергию) с наименьшими капиталовложениями в установку.
Многие развитые страны уже активно внедряют в производство новые технологии утилизации солнечной энергии и дали «зелёный свет» автономным солнечным коллекторам и солнечным батареям в повседневную жизнь.
Исследователям удалось достичь важного прогресса на пути разработки эффективных технологий примененья солнечной энергии, благодаря государственным программам поддержки (субсидии или налоговые кредиты).
Через определенное время себестоимость выработки солнечной электроэнергии неуклонно начнет снижается как результат технологической революции, применения новых эффективных компонентов и возрастания объемов производства.
Вследствие неуклонно растущих цен на газ и электроэнергию, наметилась тенденция отказа от традиционных источников тепла, прежде всего, в европейских странах.

Лидирующее положение по употреблению солнечной энергии занимает Германия, где использование гелиоустановок очень распространено и на 2004 год почти половина всех нагревателей воды в домах приходилась на солнечные коллекторы.
В этой же стране на протяжении нескольких лет действует государственная программа «Сто тысяч солнечных крыш».
Правительство Германии стимулирует своих граждан на приобретение солнечных батарей, освобождая их от уплаты процентов за кредит под покупку солнечных батарей мощностью от 3 до 5 киловатт. Кроме того, тем владельцам солнечных батарей, кто подключается через инвенторы к городской электросети, подпитывая её, полагается плата за 1 квт/час – 0,5 евро. В ночное же время жители Германии могут потреблять электроэнергию по цене 0,1 евро за 1квт.
За счет экономии газа полная окупаемость солнечной батареи возможна за 2-3 года.
В США также действует программа со схожим названием -  "Миллион солнечных крыш".
В 2007 году решением Конгресса США разработчикам альтернативных источников энергии были установлены налоговые льготы.
Среди южных стран потребление солнечной энергии получило наибольшее распространение в Израиле и Турции.
Но всё же рекордно большое число домов, где используется солнечная энергия для нагрева воды, находится на Кипре.
В марте 1996 г. в г. Берлине известными архитекторами Европы была принята Европейская хартия о солнечной энергии в архитектуре и строительстве. Она подразумевает, что от отдельных "солнечных" проектов надо идти к созданию за счет энергии солнца "общественных пространств городов", где бы улучшался климат, велся температурный контроль, осуществлялась ветрозащита и отопление или охлаждение территорий городской застройки.
На сегодняшней день в Европе, Америке и в Австралии солнечные коллекторы (водонагреватели) всё чаще встречаются в инженерных сетях зданий.
Среди азиатских стран популярность систем солнечного генерирования также неуклонно растёт. «Пальма первенства» в этой области принадлежит Китаю. Китай является крупным производителем и экспортёром вакуумных солнечных коллекторов, соответствующих европейским стандартам качества.
Рынок экспорта Китаем вакуумных гелиоколлекторов довольно обширен: Америка, Европа, Африка, Ближний Восток,  и  страны Юго-Восточной Азии.
"Энергия Cвободы™" осуществляет поставки таких коллекторов в Украину напрямую от ведущих фирм-производителей Китая.

Любая страна, претендующая на вступление в Евросоюз, должна иметь определенный процент нетрадиционных источников в своем энергобалансе. На настоящий момент этот уровень равен 8%. Но к 2010 году планируется в странах, входящих в европейское сообщество, довести этот показатель, до 12%. Общая численность солнечных коллекторов в мире по данным на 2000 год составляла 60 млн. кв. м. Ожидается, что к 2010 году эта цифра  возрастет до 300 млн. кв.м. и будет означать 20%-ный скачок в удельном весе альтернативного топлива.
Общеизвестно, что в странах бывшего СССР наблюдается отставание от стран Европы и Америки в области гелиотехнологий  порядка 10-20 лет.    Правительством Украины в 1997 году была принята «Программа государственной поддержки развития нетрадиционных источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики». Но, по мнению специалистов, эта программа практически заморожена и большинство «солнечных» установок остались со времен Советского Союза. Если Украина не увеличит в ближайшем будущем долю альтернативной энергетики в своём энергобалансе, её присоединение к странам-участницам Евросоюза может стать проблематичным.
В России имеется представительство Украинской ассоциации по солнечному теплоснабжению, являющейся членом Европейской федерации солнечной индустрии, организовано сотрудничество с зарубежными коллегами, отечественные специалисты принимают участие в различных тематических семинарах ЮНЕСКО по нетрадиционной энергетике.
С 2003 года в Украине действует закон «Об альтернативных источниках энергии». В ст.8 указанного документа говорится, финансирование в сфере альтернативных источников энергии предусматривается из целевого фонда за счет средств, предусмотренных в оптовых тарифах на электрическую и тепловую энергию. Однако закон не был подписан президентом, по его мнению, в части предоставления льгот данный закон не соответствуют требованиям действующего законодательства.
У Украины, желающей присоединиться к странам Евросоюза, могут возникнуть проблемы именно из-за малой доли производства и потребления энергии из альтернативных источников.
По прогнозам отдельных специалистов стоимость 1 тыс.куб.м природного газа в Украине к 2012 году приблизится к 400-500 долларам, а стоимость 1кВт/ч электроэнергии превысит 1 грвн. Наметившаяся тенденция удорожания природных источников топлива, неизменно приведет в перспективе к решению проблемы электрообеспечения населения за счет альтернативных.
Необходимо четко понимать, что грядущим поколениям дешевого газа не достанется. Специалисты-экологи неустанно предостерегают, что какие бы  новые технологии не внедрялись, они не должны вносить  дисгармонию в окружающую среду.
По данным экспертов, рынок «Солнечных систем» в Украине формируется низкими темпами. В основном Украина использует европейские технологии пятилетней давности. Предпочтение отдается гелиосистемам с коллекторами для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий (частных домов, гостиниц, пансионатов и т.п.), а также производственных объектов (предприятий перерабатывающих отраслей, с\х ферм, мини-пекарен и т.д.)

Постепенно жители Украины приходит к осознанию того, в связи с ростом цен на энергоносители, за альтернативными видами энергии - будущее. Пионерами в области использования мощных гелиосистем в Украине выступили ряд портов страны – МТП «Южный», «Феодосийский», «Керченский», где солнечные системы горячего водоснабжения успешно заменили котельные установки на летний период.
Последние годы частные застройщики в своих домах и коттеджах всё активнее используют солнечные коллекторы для нагрева воды. И, тем не менее, внедрение  гелиотехнологий  продвигается крайне медленными темпами по причине отсутствия реальной господдержки альтернативной энергетики. Для более широкого распространения солнечных технологий необходима действующая государственная программа.
Не менее энергоэффективная область рынка фотоэлектрических систем или как ещё говорят «солнечных батарей» также пока не нашла своего широкого потребителя и, главным образом, по причине отсутствия должной информации и рекламы. Работа фотоэлектрических преобразователей энергии основана на преобразовании световой энергии в электроэнергию.
Основным материалом для получения солнечных элементов является кремний, второй по распространенности химический элемент после кислорода, его  называют "нефтью 21-го столетия". На кремний приходится более четверти общей массы земной коры.
В 60-х годах 20 века кремниевые солнечные батареи стали основными источниками электричества на советских и американских космических аппаратах.

Использовать энергию Солнца в бытy начали сравнительно недавно, но постепенно это становится «правилом хорошего тона». Способ использования фотоэлектрических преобразователей хорош мобильностью, во-вторых, - долговечностью. Солнечную батарею можно установить на крыше любого здания, автомобиля и крыльях самолета, ее можно встроить в часы, калькулятор, ноутбук и даже, как это ни парадоксально, в фонарик.

В солнечном элементе отсутствуют какие-либо движущиеся части, и срок его службы составляет примерно 30 лет. За эти 30 лет элемент, на изготовление которого ушел всего 1 кг солнечного кремния, может дать столько же электроэнергии, сколько производится из 100 тонн нефти на ТЭС или из 1 кг обогащенного урана на АЭС.
Солнечная электростанция экологически чистая, бесшумная, безопасная и удобная в эксплуатации, к тому же на 100% окупаема.
Спектр применения на практике фотоэлектрических генераторов достаточно широк:
- автономное и резервное электропитание загородных зданий, усадеб,
фермерских   хозяйств;
- электрификация прилегающих территорий, в том числе
произведений ландшафтной архитектуры: бассейнов, прудов, клумб,
садовых дорожек;
- энергообеспечение систем наружной безопасности и охранной 
сигнализации;
- обеспечение бесперебойной работы высокочастотного оборудования,  
компьютерной техники и бытовых приборов, особенно там, где перепады и
отключения электроэнергии не редкость;

Солнечные батареи оправдают себя  и для организации энергопитания в природной зоне, к примеру, в туристических и альпинистских лагерях.
Шум и запах, характерный для дизельных генераторов, отдыхающим уже не грозит.
Имея при себе фотоэлектрическую станцию (ФЭС), вы в любом путешествии будете иметь собственное электричество, вам понадобится  лишь солнечный свет.
Солнечная энергетика весьма перспективна для Украины с точки зрения её энергонезависимости. Цифра годового уровня солнечного излучения весьма впечатляющая – 3,46 миллиардов мега-часов.

Это государство с высоким уровнем солнечного сияния, особенно на территории Крымского полуострова, побережья Черного и Азовского морей – 2300-2400 часов в год. В других областях Украины этот показатель несколько ниже, но достаточно высок: в степной зоне – 2000-2200 часов, в Закарпатье – 2025 часов, к востоку страны наблюдается некоторое снижение – до 1740-1840 часов.

Тот факт, что у солнечной энергетики в Украине большое будущее, не вызывает сомнений. Но поскольку гелиоситуация неоднородна, вряд ли Украину в ближайшее время охватит всеобщий бум внедрения солнечных энергогенераторов повсеместно. Ускорение движению в сторону альтернативных источников энергии надо придавать, прежде всего, в южных районах, где это будет наиболее экономически оправдано. Очевидную выгоду от применения нетрадиционной энергетики можно ждать в южных, солнечных регионах – в Крыму, Одесской, Херсонской, Николаевской, Донецкой и Запорожской областях, где с помощью государственной поддержи, этот процесс очень перспективен.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить