Что такое солнечная энергия: Солнечная энергия уже может конкурировать с углем

Содержание

Солнечное тепло | Bosch Thermotechnology

Все больший интерес вызывают солнечные системы, поскольку они являются наиболее прогрессивным и эффективным решением для производства тепла. Система оптимального размера поможет сэкономить значительную часть затрат на электроэнергию при производстве горячей воды, таким образом, окупить свою стоимость всего за несколько лет.

С Bosch вы получите все преимущества крупного бренда:
Все запчасти для наших солнечных систем будут доступны не менее 15 лет.

Тепловая солнечная энергия подразумевает производство тепла и горячей воды в солнечных коллекторах посредством солнечной энергии. Солнечный коллектор работает, образно говоря, как садовый шланг, лежащий на солнце: солнечные лучи нагревают рабочую жидкость в коллекторе. Циркуляционный насос перемещает нагретую жидкость в бак-водонагреватель.

Здесь рабочая жидкость передает свое тепло через змеевик в бойлере косвенного нагрева. Охлажденная жидкость возвращается в коллектор для повторного нагрева.

Если в плохую погоду солнечного света недостаточно для нагрева воды, повторный нагрев осуществляется с помощью второго змеевика котла. Таким образом, вы можете рассчитывать на комфортную температуру горячей воды независимо от погодных условий.

Система подогрева от солнечной энергии подходит практически для любого домохозяйства. Это касается не только новых, но и старых зданий. Площадь коллектора вашей солнечной системы должна быть рассчитана максимально точно в соответствии с потребностями в горячей воде в вашем доме – так вы получите оптимальный результат и максимально эффективно сможете использовать солнечную энергию. Среднее ежедневное потребление воды на 1 члена семьи составляет 50 литров – это соответствует 1,2 м2 (с коллекторами Solar 4000 TF) или 0,8 м2 (с коллекторами Solar 7000 TF) требуемой площади коллекторов Bosch на 1 человека.

Плоские коллекторы с селективной поверхностью

«Ядром» любой солнечной установки является коллектор. Он поглощает солнечные лучи посредством абсорбера и преобразует их в тепло. Рабочая жидкость – смесь воды и антифриза, проходящая через абсорбер, нагревая и передавая тепло на змеевики бака-водонагревателя. Насколько эффективно работает солнечный коллектор, т.е. сколько тепла, поглощенного солнечным излучением, удается преобразовать в полезное тепло, определяется подсчетом параметра эффективности коллектора.

Однако эффективность коллектора невозможно представить в качестве фиксированного значения, она выражается кривой, поскольку изменяется в зависимости от силы излучения и разницы между температурой абсорбера и окружающей среды. Мощность коллектора во многом зависит от его теплоизоляции и поглощающей способности абсорбера. Коллекторы солнечной энергии Bosch имеют как отличную изоляцию, так и высокоэффективное селективное покрытие, гарантирующее высокую эффективность.

Harvard Business Review Россия

Солнечная энергетика переживает солнечные времена. В США количество установок солнечных панелей вернулось на допандемический уровень, и аналитики прогнозируют, что общая мощность установок превысит 19 ГВт, в то время как в конце 2019 года этот показатель равнялся 13 ГВт. По данным отраслевых исследований, в течение следующих 10 лет общий объем мощности установок может вырасти в четыре раза. И это без учета возможного влияния новых норм и стимулов, вводимых администрацией Байдена, выступающей за зеленые инициативы.

Устойчивость отрасли во время пандемии в значительной степени обусловлена налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику, который покрывает 26% расходов, связанных с солнечной энергией, для всех бытовых и коммерческих потребителей (что составляет чуть менее 30% в период за 2006—2019 год). После 2023 года налоговая льгота снизится до 10% для коммерческих установщиков и больше не будет действовать для покупателей жилья. Таким образом, в ближайшие месяцы продажи солнечных панелей, вероятно, вырастут еще больше, поскольку покупатели будут гнаться за скидкой, пока она еще есть.

Налоговые субсидии не единственная причина солнечного бума. Эффективность конверсии панелей росла на целых 0,5% каждый год в течение 10 последних лет, и это несмотря на то, что производственные затраты (а следовательно, и цены) резко упали в результате нескольких волн инноваций, в основном запущенных доминирующими в отрасли китайскими производителями. Для конечных потребителей это означает намного меньшие первоначальные вложения в пересчете на киловатт генерируемой мощности.

Все это прекрасные новости не только для отрасли, но и для всех, кто осознает необходимость перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии во имя будущего нашей планеты. Однако есть серьезная загвоздка, о которой мало кто упоминает.

Панели, панели, везде панели

Экономические инициативы подгоняются под то, чтобы побуждать клиентов быстрее менять существующие панели на более новые, дешевые и эффективные образцы. В отрасли, где решения в сфере переработки и вторичного использования остаются глубоко неадекватными, огромный объем выброшенных панелей вскоре создаст риск разрушительного масштаба.

Разумеется, информацию об этом не получишь из официальных отраслевых и государственных источников. По официальным прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, или IRENA), «к началу 2030-х годов ожидается ежегодное накопление большого количества отходов», их объем к 2050-му может составить 78 млн тонн. Масштабы, конечно, впечатляют. Но поскольку у нас есть столько лет на подготовку, в документе это преподносится как возможность повторного использования ценных материалов на миллиард долларов, а не как страшная угроза. Угроза скрывается в том, что прогнозы IRENA основаны на предположении, что клиенты не будут менять свои панели в течение всего 30-летнего цикла. Они не берут в расчет вероятность повсеместной замены панелей на ранней стадии использования.

В нашем исследовании мы учли этот фактор. Используя реальные данные по США, мы смоделировали инициативы, влияющие на решения потребителей о замене панелей при различных сценариях. Мы предположили, что при принятии решения о замене панелей особенно важны три переменные: цена установки, уровень компенсации (то есть текущая ставка по солнечной энергии, продаваемой в сеть) и модульная эффективность. Если стоимость замены достаточно низка, а эффективность и уровень компенсации достаточно высоки, мы полагаем, что рациональные потребители осуществят замену независимо от того, прослужили ли их текущие панели положенные 30 лет или еще нет.

В качестве примера рассмотрим гипотетического потребителя (назовем ее г-жа Браун), проживающего в Калифорнии и установившего солнечные панели в своем доме в 2011 году. Теоретически она могла бы пользоваться этими панелями 30 лет, то есть до 2041-го. На момент установки общая стоимость панелей составила $40,8 тыс., 30% которых подлежали налоговому вычету благодаря налоговой льготе для инвестиций в солнечную энергетику. В 2011 году г-жа Браун могла ожидать, что за год ее установка произведет 12 тыс. КВт энергии, что эквивалентно объему электроэнергии примерно на $2,1 тыс. Каждый следующий год эффективность панелей должна прогнозируемо снижаться примерно на один процент из-за деградации модуля.

А теперь представьте, что в 2026 году, на полпути жизненного цикла оборудования, г-жа Браун возвращается к размышлениям о солнечной установке. Она слышала, что панели последнего поколения дешевле и эффективнее, и, проведя собственное исследование, она делает вывод, что это действительно так. Исходя из текущих прогнозов, к 2026 году г-жа Браун обнаружит, что расходы, связанные с покупкой и установкой солнечных панелей, упали на 70% по сравнению с 2011-м. Более того, панели нового поколения будут приносить $2,8 тыс. годового дохода, что на $700 больше, чем ее текущая установка в первый год использования. Получается, что, если модернизировать панели сейчас, а не через 15 лет, то чистая приведенная стоимость (NPV) солнечной установки вырастет более чем на $3 тыс. по покупательной способности доллара на 2011 год. Если г-жа Браун — рациональный потребитель, то она выберет вариант с ранней заменой. А если бы она была особенно прозорлива в денежных вопросах, то пришла к такому решению еще раньше: наши расчеты для сценария г-жи Браун показывают, что NPV замены превысит NPV сохранения текущих панелей в 2021 году.

Волна солнечного мусора

Согласно нашему исследованию, как показано на этом графике, кумулятивный уровень отходов вырастет быстрее и резче, чем предполагает большинство аналитиков. Зеленая линия «без отказов» отражает утилизацию панелей при условии, что за 30-летний жизненный цикл изделие не выйдет из строя; голубая линия отражает прогноз Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), который предполагает некоторое количество замен на более ранних этапах жизненного цикла; а красная линия отражает прогнозы по отходам, сделанные в результате нашего исследования.

Если панели будут заменяться на ранних стадиях жизненного цикла, как предсказывает наша модель, то за четыре года объем отходов может оказаться в 50 раз больше, чем прогнозируют в IRENA. Эта цифра соответствует примерно 315 тыс. метрических тонн отходов, исходя из оценки соотношения массы к мощности на уровне 90 тонн/МВт.

Как бы ни тревожили эти данные, они не могут в полной мере отразить масштабы кризиса, поскольку наш анализ ограничивается лишь установками на жилых домах. Если добавить к рассмотрению панели, установленные в коммерческом и промышленном секторах, объем замен может быть намного, намного больше.

Во что обойдется солнечный мусор

Имеющиеся у отрасли мощности по переработке и вторичному использованию ресурсов не предполагают такого наплыва отходов, который может случиться в будущем. Объем финансового стимулирования инвестиций в переработку вторичного сырья солнечной энергетики сложно назвать высоким. Несмотря на то что панели содержат небольшое количество таких ценных материалов, как серебро, по большей части они делаются из стекла — очень дешевого материала. Долгий срок службы солнечных панелей также сдерживает инновации в этой области.

В результате инфраструктура утилизации отходов не поспевает за стремительным ростом производства солнечной энергии. Чтобы дать вам некоторое представление о проблеме, First Solar — единственный известный нам производитель панелей США, активно занимающийся переработкой только собственных продуктов компании при глобальной производительности на уровне 2 млн панелей в год. Нынешние мощности позволяют перерабатывать одну панель за $20—30. Отправка той же панели на свалку обойдется всего лишь в $1—2.

Однако прямые затраты на переработку — это только часть проблемы, связанной с окончанием срока службы продукции. Панели — хрупкое и при этом громоздкое оборудование, которое обычно устанавливается на крышах жилых домов. Чтобы аккуратно их снять и в целости и сохранности перенести в грузовую машину, требуются специально обученные мастера. К тому же некоторые страны могут классифицировать солнечные панели как опасные отходы из-за небольшого количества содержащихся в них тяжелых металлов (кадмия, свинца и т. д.). Такая классификация влечет за собой ряд дорогостоящих ограничений: опасные отходы можно перевозить только в определенное время по специальным маршрутам и проч.

Совокупность непредвиденных затрат может подорвать конкурентоспособность отрасли. Если мы выстроим график будущих установок в соответствии с кривой логистического роста с предельным значением 700 ГВт в 2050 году (расчетный потолок для рынка жилой недвижимости США по данным Национальной лаборатории по изучению возобновляемых источников энергии США) и с кривой ранней замены оборудования, мы увидим, что объем отходов превысит объем новых установок уже в 2031 году. К 2035-му количество списанных панелей превысит количество проданных единиц товара в 2,56 раза. В свою очередь, это приведет к тому, что нормированная стоимость электроэнергии (мера стоимости актива, производящего энергию, в течение срока его эксплуатации) вырастет в четыре раза по сравнению с текущим прогнозом. Экономика солнечной энергии, столь яркая в 2021 году, быстро потемнеет, поскольку отрасль просто утонет в собственном мусоре.

Кому придется платить по счетам?

Почти наверняка решать, кто понесет расходы по утилизации мусора, будут государственные регулирующие органы. Поскольку в ближайшие несколько лет отходы первой волны досрочной замены панелей будут накапливаться, правительство США — начав с уровня штатов, но затем, несомненно, выйдя на федеральный уровень — введет закон об утилизации солнечных панелей. Вероятно, эти нормы будут разработаны по модели Директивы ЕС об отработавшем электрическом и электронном оборудовании (WEEE), которая служит правовой основой для переработки и утилизации электронных отходов в странах-членах ЕС. В основном штаты, принявшие закон об утилизации электроники, поддерживают модель WEEE. (В 2014 году в Директиву были внесены поправки по включению в список солнечных батарей.) В ЕС ответственность за переработку исторического мусора была распределена между производителями исходя из занимаемой ими доли рынка.

Вместо того, чтобы ждать, пока солнечные батареи начнут заполнять свалки, необходимо предпринять первый шаг на пути предотвращения катастрофы и немедленно начать лоббировать аналогичные законы для производителей солнечных батарей в США. Исходя из нашего опыта разработки и внедрения новой редакции Директивы ЕС об отработавшем электрическом и электронном оборудовании в конце 2000-х годов, мы можем сказать, что одной из самых больших проблем в те годы было определение, кто должен нести ответственность за огромное количество накопленных отходов, произведенных компаниями, которые больше не занимаются электроникой.

В случае солнечной энергетики проблема усугубляется новыми правилами, родом из Пекина, согласно которым субсидии для производителей солнечных панелей урезаются, в то время как обязательные тендеры на новые солнечные проекты становятся все более обязательными. В отрасли, где доминируют китайские игроки, это лишь увеличивает фактор неопределенности. Возможно, с уменьшением поддержки со стороны центрального правительства некоторые китайские производители уйдут с рынка. Одна из причин продвигать законы сейчас, а не потом, заключается в том, что важно гарантировать, что ответственность за переработку неизбежной первой волны отходов будет справедливо распределена между производителями соответствующего оборудования. Если закон будет принят слишком поздно, оставшиеся игроки должны будут разбираться с беспорядком, оставленным бывшими китайскими производителями, за свой счет.

Однако в первую очередь необходимо нарастить мощности по переработке солнечных панелей и вписать их в комплексную инфраструктуру переработки отходов, которая также подразумевает демонтаж, транспортировку и (на это время) адекватные хранилища для солнечных отходов. Если даже самые оптимистичные из наших прогнозов о досрочной замене панелей сбудутся, компаниям может не хватить времени на то, чтобы справиться с этой задачей в одиночку. Государственные субсидии, вероятно, являются единственным способом быстрого развития мощностей переработки, соизмеримых с масштабами надвигающейся проблемы. Корпоративные лоббисты могут привести убедительные доводы в пользу правительственного вмешательства, исходя из идеи о том, что отходы — это негативный внешний эффект быстрых инноваций, необходимых для внедрения таких новых энергетических технологий, как использование солнечной энергии. Стоимость создания инфраструктуры для переработки солнечных панелей является неотъемлемой частью пакета научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, сопровождающих развитие экологически чистой энергетики.

Это касается не только солнечной энергии

Та же проблема нависла и над другими технологическими областями, связанными с использованием возобновляемых источников энергии. Например, эксперты ожидают, что, если не произойдет значительного прироста мощностей по переработке, в течение следующих 20 лет на свалках США окажется 720 тыс. тонн гигантских лопастей ветряных турбин. Согласно большинству оценок, в настоящее время перерабатывается лишь 5% аккумуляторов электромобилей— отставание, которое автопроизводители стремятся нагнать, поскольку в годовом исчислении продажи электромобилей продолжают расти на 40%. Единственное существенное различие между этими зелеными технологиями и солнечными панелями состоит в том, что последние служат источником дохода для потребителя. Таким образом, для масштабного распространения переработка должна удовлетворять всех участников процесса, стремящихся к прибыли, — и производителей панелей, и конечных потребителей.

***

Ничто из вышеизложенного не ставит под сомнение необходимость использования в будущем возобновляемых источников энергии. Наука бескомпромиссна: если мы будем продолжать полагаться на ископаемое топливо в той же мере, в какой делаем это сейчас, то будущим поколениям достанется сильно травмированная, если не умирающая, планета. Если сравнивать возможные перспективы, четыре десятилетия, которые понадобятся для того, чтобы экономика солнечной энергетики стабилизировалась до такой степени, что потребители не будут вынуждены сокращать эксплуатационный цикл своих панелей, кажутся не таким уж долгим сроком. Но в действительности эта благородная цель отнюдь не облегчает нам переход на возобновляемые источники энергии. Из всех секторов отрасль экологически чистых технологий меньше других может позволить себе недальновидно относиться к создаваемым ею отходам. Необходимо разработать стратегию вхождения в циркулярную экономику замкнутого цикла — и чем раньше, тем лучше.

Об авторах

Аталай Атасу (Atalay Atasu) — профессор технологий и операционного управления, а также заведующий кафедрой экологической устойчивости в INSEAD.

Серасу Дюран (Serasu Duran) — профессор Школы бизнеса Хаскейна при Университете Калгари, Альберта.

Люк Ван Вассенхов (Luk N. Van Wassenhove) — почетный профессор кафедры производства им. Генри Форда в INSEAD, возглавляет Группу гуманитарных исследований и Инициативу в области устойчивого развития.

Солнечная энергия дает импульс революции в области экологически чистой энергетики в Индии

Банк также оказывает поддержку индийской программе UJALA, в рамках которой населению было роздано свыше 241 млн светодиодных ламп. UJALA является крупнейшей в мире программой подобного рода и первой национальной инициативой несубсидируемого перехода на светодиодное освещение. Бытовые потребители могут получать светодиодные лампы в распределительных центрах UJALA или приобретать их у участвующих в программе розничных торговцев, осуществляя оплату авансом или мелкими рассроченными платежами, благодаря чему эти лампы становятся доступными для беднейших потребителей.

Эта программа помогла сэкономить более 6000 МВт энергии и позволила снизить выбросы CO2 на 25 млн тонн в год. Индия планирует к 2019 году заменить все 770 млн ламп накаливания в стране светодиодными лампами.  

Другие страны региона также предпринимают шаги по внедрению экологически чистых источников энергии при поддержке Банка.

Достижения в регионе

В Пакистане, например, учитывая возможности развития солнечной энергетики, Банк помогает отобразить на карте страны среднегодовой потенциал выработки солнечной энергии, используя для этого бесплатное веб-приложение, которое позволяет увеличивать изображение рассматриваемых участков с пространственной разрешающей способностью 1 км (0,6 мили). Этот инструмент открывает доступ к глобальным и региональным картам высокого разрешения и данным географической информационной системы (ГИС), образуя легкодоступную единую платформу, позволяющую инвесторам и разработчикам проектов в области солнечной энергии сравнивать ресурсный потенциал разных территорий в пределах региона или нескольких стран.

Наряду с этим Банк сотрудничает с Пакистаном в вопросах реализации гидроэнергетического проекта Дасу, призванного повысить энергетическую безопасность страны на основе более широкого использования низкоуглеродных источников энергии, а также обеспечения доступности электроснабжения и предотвращения частых отключений для миллионов потребителей, включая промышленные предприятия, домашние и крестьянские хозяйства.

В Бангладеш в рамках уникальной по своим масштабам программы свыше 18 миллионов человек получают электричество от установленных в домах систем солнечной энергии. Наряду с этим в стране создаются автономные солнечные мини-сети для электроснабжения малых предприятий и домов в отдаленных районах, не доступных для общих электрических сетей, благодаря чему малообеспеченные женщины получают возможность заниматься приносящей доход деятельностью.

К числу таких женщин относится и Лота Хатун, живущая со своей семьей на отдаленном острове Монпура. После сооружения на острове солнечной мини-сети у Хатун – портнихи по профессии – появилась возможность заниматься пошивом одежды на дому в ночное время при электрическом свете.

«Когда нам провели солнечную энергию, я купила эту (швейную) машину, – говорит Хатун. Теперь, у нас есть свет, и я могу шить по ночам».

Солнечная энергия Светильники для наружного освещения

Солнечная энергия Светильники для наружного освещения — Philips

You are now visiting the Philips lighting website. A localized version is available for you.

Continue

Сортировать по:

По умолчаниюA-ZZ-AСамые новые

Просмотреть

Grid

List

Показать категории продуктов

{{/if_checkFilterType}} {{#if_checkFilterType displayType «checkbox»}}

{{displayName}}

{{#each filterKeys}} {{/each}}

b2b-li.d77v2-filters-expand

b2b-li.d77v2-filters-collapse

{{/if_checkFilterType}}

закрыть Показать фильтры

Show more filters

Show less filters

Результаты для выбранных параметров фильтра отсутствуют. Пожалуйста, настроить фильтры.

{{/if}} {{#if valueLadder}}

{{valueLadder.label}}

{{/if}} {{name}} {{totalProducts}} {{#if_compare 1 totalProducts }} изделия {{else}} продукт {{/if_compare}} {{#if wow}} {{wow}} {{/if}}

Показать категории продуктов

Сортировать по:

По умолчаниюA-ZZ-AСамые новые

Просмотреть

Grid

List

Результаты для выбранных параметров фильтра отсутствуют. Пожалуйста, настроить фильтры.

  • Установите флажок для продукта, который нужно добавить

     

  • Установите флажок для продукта, который нужно добавить

     

  • Установите флажок для продукта, который нужно добавить

     

Установите флажок для продукта, который нужно добавить

©2018-2021 Signify Holding. Все права защищены.

Концентрируя солнечную энергию | Euronews

Эти зеркала концентрируют солнечный свет на центральной башне на юге Испании, а его тепловая энергия превращает воду в пар и приводит в движение турбину. Концентрированная солнечная энергия обладает потенциалом для доставки энергии в отдаленные районы мира. Но у таких станций есть серьезный недостаток — они постоянно испытывают жажду.

Этот тип солнечной энергии идеально подходит для пустынь с их ярким солнечным светом, но из-за песка и пыли зеркала нуждаются в регулярной очистке — с использованием драгоценной воды. Здесь, в Центре изучения солнечной энергии в Альмерии, ученые работают над экспериментами по экономии воды, в том числе над разработкой барьеров, препятствующих попаданию пыли на зеркала.

Аранзазу Фернандес-Гарсия, Солнечная платформа Альмерии: «На данный момент мы констатируем, что лучше всего работает барьер с плоской геометрией. По сравнению с изогнутым мы получаем чуть лучшие результаты, а если сравнивать его с естественным барьером, результаты впечатляют. С помощью искусственного барьера мы можем заблокировать до 50% частиц, не давая им таким образом проникать в солнечное поле».

Для очистки гигантских зеркал необходимо много жидкости. Исследователи, в рамках проекта ЕС, тестируют систему ультразвуковой очистки, которая использует меньше воды.

Аранзазу Фернандес-Гарсия: «Мы используем ручную систему в течение года для проведения экспериментов, в ходе которых мы получим результаты по потреблению воды, электроэнергии и так далее. А следующим шагом станет «масштабирование» устройства на работающей солнечной установке с использованием автоматизированной системы».

Исследователи испытывают специальные покрытия, предотвращающие прилипание грязи. Измерения, проведенные вручную, показывают, когда поверхности требуют очистки. А этот датчик работает автоматически. Только что был установлен прототип гибридного кулера с водяными и сухими градирнями.

Во Франции исследователи работают над другим видом кулера — используя струи водяного тумана. Концентрированная солнечная энергия имеет большое преимущество перед более известными солнечными панелями: вырабатываемое тепло может храниться и использоваться еще долго после захода солнца, поэтому эту технологию важно усовершенствовать, оптимизировав процессы охлаждения и очистки.

Дельфин Бурдон, координатор проекта WASCOP: «Мы добавим систему водяного тумана, которая будет охлаждать воздух до того, как он попадет в теплообменники, поэтому у нас будет гораздо более эффективная система охлаждения. Мы должны снизить потребление воды более чем на 90 процентов по сравнению с традиционным мокрым охладителем».

Команда исследователей также работает над инновационным устройством для хранения холодного воздуха — это резервуар, который заполнен слоями камня и воды. По сути, он хранит более свежий ночной воздух, который затем можно применять для охлаждения конденсатора турбины, вообще не используя воду.

Кристоф Дюма, исследовательский центр в Кадараше: «Станции концентрированной солнечной энергии должны сыграть важную роль в ближайшие годы. Периодичность использования возобновляемых источников энергии довольно проблематична, а такие установки позволяют хранить и производить электроэнергию 24 часа в сутки, что может быть очень интересно».

Многие из этих экспериментов скоро будут проведены на действующих электростанциях и в течение трех лет станут доступны для коммерческого использования.

ИНК запустила первую скважину, которой можно управлять с помощью солнечной энергии

6 апреля 2021

ООО «Иркутская нефтяная компания» (ИНК) запустило первую скважину, которой можно управлять с помощью солнечной энергии. На одной из кустовых площадок Ярактинского нефтегазоконденсатного месторождения (ЯНГКМ) внедрили систему линейной телемеханики с питанием от возобновляемых источников энергии — солнечных батарей. На установке их десять.

Установки, входящие в состав модуля, потребляют минимум энергии от солнечных батарей и не требуют обогрева. Комплекс может работать при температуре до минус 60 градусов. Всё оборудование управления кустовой площадкой размещают в заглубленных монтажных модулях, в любое время года в них сохраняется температура +/-5 градусов. Избыток вырабатываемой энергии утилизируется в балластных шкафах.

Управление комплексом осуществляется в автоматическом режиме – оператор с дистанционного пункта задает нужные параметры и также удаленно контролирует их. Он может регулировать дебит газа запорно-регулирующей арматурой в условиях непрерывно изменяющихся устьевых параметров скважин; контролировать показатели температуры, давления скважины и сборного коллектора куста, системы дозирования ингибитора гидратообразования и др. Алгоритм управления комплексом выполняет также противоаварийные функции в случае нештатных ситуаций. 

Производитель комплекса — российская компания «Вымпел» (г. Саратов), которая разрабатывает специальные технические решения для автоматизации производственных процессов на нефтегазовых месторождениях в труднодоступных территориях Крайнего Севера, где нет линий электропередач и дорог для энергоснабжения и обслуживания системы.

 «Применение таких автоматизированных комплексов и технологического оборудования позволяет не только выполнить требуемые производственные задачи, но и реализовать их с минимальными затратами на капитальное строительство, прежде всего за счет отказа от возведения ЛЭП. Высоконадежное оборудование, которое входит в состав модуля, дает возможность эксплуатировать его с минимальным вмешательством оперативного персонала, а также минимизировать работы по техническому обслуживанию и ремонту аппаратуры в течение всего жизненного цикла. Такой подход отлично вписывается в концепцию «малолюдного» производства, реализуемой в ИНК», — отмечает заместитель начальника службы автоматизации производства ООО «ИНК» Максим Васюта.

Проект систем телемеханики реализуют в рамках второго этапа газовой программы ИНК. Компания планируют внедрить новые системы на 14 кустовых площадок газовых скважин на Ярактинском, Марковском, Токминском НГКМ и Аянском (Западном) лицензионном участке. Площадки, имеющие постоянное электроснабжение, также оборудуют модульным скважинным оборудованием.

Внедрение инновационных решений в области автоматизации позволит компании повысить эффективность работы персонала и увеличить процент извлечения углеводородного сырья.

Теги: Ярактинское месторождение, солнечная энергия, ESG


Солнечная энергия — огромный, неисчерпаемый и чистый ресурс

Солнечная выработка электроэнергии представляет собой чистую альтернативу электроэнергии из добываемого топлива, без загрязнения воздуха и воды, отсутствием глобального загрязнения окружающей среды и без каких-либо угроз для нашего общественного здравоохранения. Всего 18 солнечных дней на Земле содержит такое же количество энергии, какая хранится во всех запасах планеты угля, нефти и природного газа. За пределами атмосферы, солнечная энергия содержит около 1300 ватт на квадратный метр. После того, как она достигнет атмосферы, около одной трети этого света отражается обратно в космос, в то время как остальные продолжают следовать к поверхности Земли.

Усредненные по всей поверхности планеты, квадратный метр собирает 4,2 киловатт-часов энергии каждый день, или приблизительный энергетический эквивалент почти барреля нефти в год. Пустыни, с очень сухим воздухом и небольшим количеством облачности, могут получить более чем 6 киловатт-часов в день на квадратный метр в среднем в течение года.

Преобразование солнечной энергии в электричество


Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Как работают панели солнечных батарей

Солнечные фотоэлектрические (PV) панели на основе высокой, но удивительно простой технологии, которая преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.

В 1839 году французский ученый Эдмонд Беккерель обнаружил, что некоторые материалы будут испускать искры электричества при ударе с солнечным светом. Исследователи обнаружили, что в ближайшее время это свойство, называемое фотоэлектрический эффект, может быть использовано; первая фотоэлектрическая (PV) ячейка изготовлена была из селена в конце 1800-х годов. В 1950 году ученые в Bell Labs пересматривали технологии и, используя кремний, произведенный в фотоэлементы, смогли преобразовать энергию солнечного света непосредственно в электричество.

Компоненты PV ячейки

Наиболее важными компонентами PV ячейки являются два слоя полупроводникового материала, обычно состоящего из кристаллов кремния. Сам по себе кристаллизирующийся кремний является не очень хорошим проводником электричества, поэтому в него намеренно добавляют примеси — процесс, называемый допинг-этап.

Нижний слой из фотоэлементов обычно состоит из легированного борома, который в связке с кремнием создает положительный заряд (p), в то время как верхний слой, легированный фосфором, взаимодействуя с кремнием — отрицательный заряд (n).

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку и возвращаясь в n-слой.


беспилотные самолеты на солнечной энергии

Каждая ячейка генерирует очень мало энергии (несколько ватт), поэтому они сгруппированы в виде модулей или панелей. Панели затем либо используются как отдельные единицы или сгруппированы в более крупные массивы.

Переход к электрической системе с большим количеством солнечной энергии дает много преимуществ.

Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается (в 1970 году -1кВт-ч электроэнергии, вырабатываемой с их помощью стоил 60 долларов, в 1980 году – 1доллар, сейчас -20-30 центов). Благодаря этому спрос на солнечные батареи растет на 25% в год, а ежегодный объем от продаваемых батарей превышает (по мощности) 40мВт. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 70-х годов в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5% для элементов из кристаллического кремния и 35% — из двухслойных пластин из арсенида галлия и антимода галлия. Разработаны многообещающие элементы из тонкопленочных (толщиной 1-2мкм) полупроводниковых материалов: хотя их КПД низок (не выше 16%), стоимость очень мала (не более 10% от стоимости современных солнечных батарей). В скором времени ученые предполагают, что стоимость 1кВт-ч будет равна 10 центам, что поставит солнечную энергетику на первые места в энергетической независимости многих стран.

Перовскит «удешевит» солнечную энергию


Еще в 2013 году новость разнеслась по просторам сети: минерал перовскит произведет революцию в солнечной энергетике. Применение вместо кремния перовскита позволит снизить стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. Перовскит (титанат кальция) был обнаружен в начале 19 века в Уральских горах, назван в честь Л.А. Перовского (известного любителя минералов). Как компонент фотоэлемента начал использоваться в 2009 году.

Батареи покрываются инновационным недорогим фотоэлементом, основное достоинство которого в том, что он может конвертировать в энергию намного большее количество частей солнечного света. Перовскиты представляют собой кристаллическую структуру, которая позволяет с максимальной эффективностью впитывать солнечный свет. По предварительным оценкам использование батарей на основе перовскита может снизить стоимость киловатта энергии в семь раз.

«Главное преимущество новых фотоэлементов заключается не столько в эффективности, сколько в том, что материал чертовски дешев. Батареи на основе перовскита, в которых не используется кремний, могут сделать солнечную энергетику по-настоящему массовой».

Солнечная энергия для ЦОД

10 % всей производимой в мире электроэнергии потребляют серверные фермы. Так как энергоэффективные сети и возобновляемые источники энергии сейчас внедряются во всех отраслях, ЦОД не остались в стороне. Негативное влияние серверных ферм на окружающую среду давно уже на устах экологов. Поэтому владельцы дата-центров стремятся к снижению негативного воздействия своих ЦОД, прибегая к передовым энергосберегающим и «зеленым» технологиям выработки электроэнергии, сюда можно отнести фрикулинг, системы локальных генерирующих мощностей на базе возобновляемых источников энергии.

Как выход — солнечная электростанция рядом с серверной фермой, в тех странах, где это позволяют климатические условия. Она идеальна для серверных ферм, которые развернуты в тропиках или субтропиках. Ведь использование солнечных панелей на крыше ЦОД, кроме того что предоставит «зеленую энергию», так еще и поможет уменьшить тепловую нагрузку на здание, так как создаваемая ими тень минимизирует количество поглощаемого крышей тепла. Гелиоэлектростанция снизит общий негативный эффект дата-центра на экологию, и повысит надежность ЦОД расположенных в регионах, где наблюдаются перебои в работе центральной электросети.


крупная электростанция на базе возобновляемых источников энергии рядом с дата-центром Apple в городе Мейден, штат Северная Каролина (США)

Switch совместно с энергетической компанией Nevada Power начала сооружение рядом с Лас-Вегасом солнечной станции Switch Station мощностью 100 МВт. В американских СМИ компанию Switch называют «возмутителям спокойствия» на рынке коммерческих ЦОД, это один из крупнейших игроков, данной отрасли. Компания занимается сооружением и поддержкой datacenter facilities – зданий и и инженерной инфраструктуры без собственно вычислительной аппаратуры, ее основная модель взаимодействия с клиентами – colocation.


крупнейшая в мире гелиотермальная электростанция Айванпа мощностью 400 МВт

В 2015 году США и Япония начали разрабатывать новый механизм электроснабжения ЦОД за счет солнечной энергии. Проект предполагает исследование новых возможностей «… использования связки генерирующих мощностей на базе солнечной энергии и систем класса HVDC (высокое напряжение постоянного тока), применяемых для распределения генерируемой солнечными батареями электроэнергии на уровне ЦОД». Такое комбинирование HVDC и солнечных панелей даст возможность развернуть единую систему резервного электропитания на базе аккумуляторных батарей, при этом можно будет экономить на капитальных и эксплуатационных расходах.

Интересно

Немецкий архитектор Андре Броезель из компании Rawlemon создал солнечую батарею в форме движущего стеклянного шара. Он называет его генератором нового поколения, который будет ловить максимальное количество лучей, так как он оснащен системой отслеживания перемещения солнца и датчиками смены погоды, а это на 35 % эффективней в сравнении с стандартными солнечными батареями.

Японская энергетическая компания Shimizu Corporation в 2015 году обьявила о своем намерение построить крупную солнечную электростанцию на естественном спутнике нашей планеты — Луне. Электростанция в виде колец с солнечными батареями будет опоясывать Луну по примеру планеты Сатурн и передавать энергию на Землю. От такой солнечной станции Shimizu Corporation ожидает 13 тысяч тераватт энергии/ год. Еще не известна стоимость и дата начала такого космического строительства.

В институте прогрессивной архитектуры в Каталонии разработали солнечную панель, которая может функционировать на растениях, мхе и почве. Плюсом такой технологии является отказ от опасных токсичных материалов и тяжелых металлов в производстве солнечных панелей. Тут используются специальные бактерии в крохотных топливных ячейках, размещенных в земле под корнями растений. Бактерии нужны для выработки дешевой энергии в мини-батареях. Растения будут обеспечивать жизненный цикл бактерий, а вода служить в качестве подпитки для всей системы. Такая инновационная система может работать на территориях, где солнечного света не так уж и много, если заменить растения мхом, так как он может расти в тени.

Что такое солнечная энергия? Объяснение солнечной энергии

Время чтения: 4 минуты

Солнечная энергия — это самый богатый энергетический ресурс на Земле. Его можно уловить и использовать по-разному, и в качестве возобновляемого источника энергии это важная часть нашего будущего экологически чистой энергии.


Что такое солнечная энергия? Основные выводы


  • Солнечная энергия исходит от солнца и может быть получена с помощью различных технологий, в первую очередь солнечных панелей
  • «Фотоэлектрический эффект» — это механизм, с помощью которого кремниевые солнечные панели используют солнечную энергию и производят электричество
  • Хочу взять Польза солнечной энергии для себя? Присоединяйтесь к торговой площадке EnergySage, чтобы сравнить расценки на солнечную энергию для вашей собственности.

Солнечная энергия: что это такое и как она работает?

Солнце делает больше, чем просто для нашей планеты, чем просто излучает свет в дневное время — каждая частица солнечного света (называемая фотоном), достигающая Земли, содержит энергию, питающую нашу планету.Солнечная энергия является основным источником, отвечающим за все наши погодные системы и источники энергии на Земле, и каждый час на поверхность планеты попадает достаточно солнечной радиации, чтобы теоретически удовлетворить наши глобальные потребности в энергии почти на целый год.

Откуда вся эта энергия? Наше Солнце, как и любая звезда в галактике, похоже на массивный ядерный реактор. Глубоко в ядре Солнца реакции ядерного синтеза производят огромное количество энергии, которая излучается наружу от поверхности Солнца в космос в виде света и тепла.

Солнечная энергия может быть использована и преобразована в полезную энергию с помощью фотоэлектрических или солнечных тепловых коллекторов. Хотя солнечная энергия составляет лишь небольшую часть от общего глобального энергопотребления, снижение стоимости установки солнечных панелей означает, что все больше и больше людей в большем количестве мест могут использовать солнечную энергию. Солнечная энергия — это экологически чистый возобновляемый источник энергии, который играет важную роль в глобальном энергетическом будущем.

Использование солнечной энергии для получения полезной энергии

Есть много способов использовать энергию солнца.Двумя основными способами использования энергии солнца являются фотоэлектрические устройства и солнечные тепловые системы для улавливания тепла . Фотоэлектрические элементы гораздо более распространены для небольших электроэнергетических проектов (например, для установки солнечных панелей в жилых домах), а улавливание солнечного тепла обычно используется только для производства электроэнергии в больших масштабах в солнечных установках. Помимо выработки электроэнергии, более низкие колебания температуры в солнечных тепловых проектах могут использоваться для отопления и охлаждения.

Солнечная энергия — один из самых быстрорастущих и дешевых источников энергии в мире, и в ближайшие годы он будет быстро распространяться.По мере того, как технология солнечных панелей совершенствуется с каждым годом, экономические выгоды от использования солнечной энергии улучшаются, добавляя к экологическим преимуществам выбора чистого возобновляемого источника энергии.

Фотоэлектрическая солнечная энергия

Обычный способ для владельцев недвижимости воспользоваться преимуществами солнечной энергии — это фотоэлектрическая (PV) солнечная система. С помощью солнечной фотоэлектрической системы солнечные панели преобразуют солнечный свет прямо в электричество, которое можно немедленно использовать, хранить в солнечной батарее или отправлять в электрическую сеть для получения кредитов на ваш счет за электричество.

Солнечные панели преобразуют солнечную энергию в полезную электроэнергию с помощью процесса, известного как фотоэлектрический эффект. Попадающий солнечный свет попадает на полупроводниковый материал (обычно кремний) и выбивает электроны, приводя их в движение и генерируя электрический ток, который может быть захвачен с помощью проводки. Этот ток известен как электричество постоянного тока (DC) и должен быть преобразован в электричество переменного тока (AC) с помощью солнечного инвертора. Это преобразование необходимо, поскольку U.Электрическая сеть С. работает на электричестве переменного тока, как и большинство бытовых электроприборов.

Солнечная энергия может быть получена во многих масштабах с помощью фотоэлектрических элементов, и установка солнечных панелей — это разумный способ сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, уменьшив вашу зависимость от невозобновляемых ископаемых видов топлива. Крупные компании и электроэнергетические компании также могут получить выгоду от производства фотоэлектрической солнечной энергии, установив большие солнечные батареи, которые могут обеспечивать работу компании или поставлять энергию в электрическую сеть.

Солнечная тепловая энергия

Второй способ использования солнечной энергии — это улавливать тепло от солнечного излучения напрямую и использовать это тепло различными способами. Солнечная тепловая энергия имеет более широкий спектр применения, чем фотоэлектрическая система, но использование солнечной тепловой энергии для производства электроэнергии в небольших масштабах не так практично, как использование фотоэлектрических систем.

Используется три основных типа солнечной тепловой энергии: низкотемпературная , используемая для отопления и охлаждения; среднетемпературная , используется для нагрева воды; и высокотемпературный , используемый для выработки электроэнергии.

Низкотемпературные солнечные тепловые системы включают нагрев и охлаждение воздуха в качестве средства контроля микроклимата. Примером этого типа использования солнечной энергии является проектирование пассивных солнечных батарей. В домах, построенных для пассивного использования солнечной энергии, солнечные лучи пропускаются в жилое пространство для обогрева помещения и блокируются, когда его необходимо охладить.

Среднетемпературные солнечные тепловые системы включают солнечные системы водяного отопления. В солнечной установке для горячего водоснабжения солнечное тепло улавливается коллекторами на крыше.Затем это тепло передается воде, протекающей по трубам вашего дома, поэтому вам не нужно полагаться на традиционные методы нагрева воды, такие как водонагреватели, работающие на масле или газе.

Высокотемпературные солнечные тепловые энергетические системы используются для производства электроэнергии в больших масштабах. В солнечной теплоэлектростанции зеркала фокусируют солнечные лучи на трубках, содержащих жидкость, которая может хорошо удерживать тепловую энергию. Затем эту нагретую жидкость можно использовать для превращения воды в пар, который затем может вращать турбину и генерировать электричество.Этот тип технологии часто называют концентрированной солнечной энергией.

Воспользуйтесь преимуществами солнечной энергии на своей собственности

Лучший способ для индивидуальных владельцев недвижимости сэкономить деньги с помощью солнечной энергии — это установить домашнюю солнечную фотоэлектрическую систему. Чтобы найти подходящую систему по правильной цене, вам следует делать покупки на EnergySage Solar Marketplace. После регистрации вы получите бесплатные расценки на солнечную батарею от ближайших к вам квалифицированных и прошедших предварительную проверку специалистов по установке солнечных батарей. Просмотр котировок в нашей настройке «яблоки к яблокам» — отличный способ понять предложения и сравнить ключевые показатели, такие как удовлетворенные потребности в энергии и стоимость ватта.

низкое содержание cvr

содержание окружающей среды


Как работает солнечная энергия?

И то, и другое генерируется за счет использования солнечных панелей, размер которых варьируется от крыш жилых домов до «солнечных ферм», простирающихся на акрах сельских земель.

Является ли солнечная энергия экологически чистым источником энергии?

Да, солнечная энергия — это возобновляемый и бесконечный источник энергии — пока солнце продолжает светить, энергия будет высвобождаться.

Еще одним положительным фактором для солнечной энергетики является то, что, в отличие от сжигания ископаемого топлива, преобразование солнечного света в энергию не создает вредных выбросов парниковых газов.

Углеродный след солнечных панелей уже довольно мал, так как они служат более 25 лет без потери эффективности. И материалы, используемые в панелях, все чаще перерабатываются, поэтому углеродный след будет сокращаться.

Когда была открыта солнечная энергия?

Солнечная энергия использовалась людьми еще в 7 веках до нашей эры, когда люди использовали солнечный свет для зажигания огня, отражая солнечные лучи на блестящие объекты. Позже, в 3 г. г. до н. Э.C. греки и римляне использовали солнечную энергию с зеркалами для зажигания факелов во время религиозных церемоний.

В 1839 году, когда ему было всего 19 лет, французский физик Эдмон Беккерель обнаружил фотоэлектрический эффект (ФЭ), экспериментируя с ячейкой, сделанной из металлических электродов в проводящем растворе. Он отметил, что ячейка вырабатывала больше электричества при воздействии света.

В 1954 году родилась фотоэлектрическая технология, когда Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон разработали кремниевый фотоэлемент в Bell Labs в 1954 году — первый солнечный элемент, способный преобразовывать достаточно солнечной энергии в энергию для работы повседневного электрического оборудования.

Сегодня спутники, космические корабли, вращающиеся вокруг Земли, питаются от солнечной энергии.

Как именно производится электричество из солнечной энергии?

Солнечные панели обычно изготавливаются из силикона и устанавливаются в металлический каркас панели со стеклянным кожухом. Когда фотоны или частицы света попадают на тонкий слой кремния на верхней части солнечной панели, они сбивают электроны с атомов кремния.

Этот фотоэлектрический заряд создает электрический ток (в частности, постоянный или постоянный ток), который улавливается проводкой в ​​солнечных панелях.Это постоянное электричество затем преобразуется инвертором в переменный ток (AC). Переменный ток — это тип электрического тока, который используется при включении электроприборов в обычные настенные розетки.

В чем разница между солнечными фотоэлектрическими панелями и солнечными тепловыми панелями?

Солнечные фотоэлектрические панели вырабатывают электроэнергию, как описано выше, а солнечные тепловые панели вырабатывают тепло. Хотя источник энергии один и тот же — солнце, — технологии в каждой системе различаются.

Солнечные фотоэлектрические панели основаны на фотоэлектрическом эффекте, с помощью которого фотон (основная единица света) ударяет по полупроводниковой поверхности, такой как кремний, и генерирует выброс электрона.Солнечная тепловая энергия менее сложна и представляет собой просто прямой нагрев воды (или других жидкостей) солнечным светом. Для бытового использования солнечные тепловые панели также устанавливаются на крыше, обращенной к солнцу, нагревая воду, хранящуюся в накопителе горячей воды, и тем самым обеспечивая горячую воду и отопление. В более крупном масштабе солнечная тепловая энергия также может использоваться на электростанциях.

Что такое солнечные фермы?

Солнечные фермы, также известные как солнечные парки или солнечные поля, представляют собой большие участки земли, содержащие взаимосвязанные солнечные панели, расположенные вместе на многих акрах, для одновременного сбора большого количества солнечной энергии.Солнечные фермы предназначены для крупномасштабного производства солнечной энергии, которая подается непосредственно в сеть, в отличие от отдельных солнечных панелей, которые обычно питают отдельный дом или здание.

Можно ли вырабатывать солнечную энергию в пасмурный день?

Да, может. Великобритания может показаться не лучшей страной для производства энергии от солнца, но солнечная энергия требует лишь некоторого уровня дневного света, чтобы использовать солнечную энергию. Тем не менее, скорость, с которой солнечные панели вырабатывают электроэнергию, зависит от количества прямого солнечного света, а также от качества, размера, количества и местоположения используемых панелей.

Сколько солнечной энергии в настоящее время вырабатывает Великобритания?

Как ни странно, Великобритания является седьмым по величине производителем солнечной энергии в мире ; после Китая, США, Японии, Германии, Индии и Италии. Мы производим больше солнечной энергии, чем солнечная Испания.

Текущий рекорд пиковой выработки солнечной электроэнергии, установленный нашим Национальным центром управления электроэнергией , составляет 9680 МВт 20 апреля 2020 года — этого достаточно, чтобы сварить пять миллионов чайников!

Что такое солнечная энергия? — EcoWatch

Для домовладельцев, которые ищут экологически чистые решения, солнечная энергия крайне необходима.Но что такое солнечная энергия и как она работает?

Земля может похвастаться множеством природных ресурсов, но ни один из них не так богат, как солнечный свет. Когда солнечные лучи достигают нашей планеты, содержащуюся в них энергию можно улавливать и использовать разными способами.

Прежде чем переходить к использованию солнечной энергии в жилых домах, может быть полезно немного больше узнать о том, что такое солнечная энергия, как ее можно собирать и как ее можно использовать. В этой статье мы предложим полное определение солнечной энергии, а также несколько основных рекомендаций о том, как ее можно использовать в вашем доме.


Каждый продукт, представленный здесь, был выбран автором независимо. Если вы совершите покупку по включенным ссылкам, мы можем получать комиссию.

Определение солнечной энергии

Начнем с общего обзора солнечной энергетики.

Солнце дает нам естественный свет в течение дня. При этом он посылает на Землю отдельные частицы солнечного света, известные как фотоны. Каждый фотон содержит энергию, и эта энергия по-разному питает Землю.Вы можете удивиться, узнав, что в любой конкретный час Земля получает достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить потребности всей планеты в энергии в течение одного полного года.

Но откуда на самом деле вся эта солнечная энергия? Что ж, имейте в виду, что Солнце — это звезда, и, как и любая другая звезда, это, по сути, один большой ядерный реактор. В ядре Солнца постоянно происходят реакции ядерного синтеза, производящие огромное количество энергии, которая излучается в космос в виде света и тепла.Большие количества этой солнечной радиации в конечном итоге достигают поверхности Земли.

Солнечная энергия может быть собрана с помощью технологии, называемой фотоэлектрической, а затем преобразована в солнечную электроэнергию, которую можно использовать для снабжения электроэнергией дома или бизнеса. Солнечная энергия в настоящее время представляет собой относительно небольшой фрагмент мировой энергетической экономики, но она набирает популярность, во многом благодаря падению цен на установку солнечных панелей в сочетании с растущим желанием домовладельцев сократить свои счета за коммунальные услуги и снизить углеродный след.

Использование солнечной энергии

Теперь давайте подробнее рассмотрим солнечные технологии и процесс сбора и использования энергии солнца.

Мы уже упоминали фотоэлектрические элементы, которые представляют собой наиболее распространенный метод сбора солнечной энергии. Этот подход обычно используется для небольших приложений, таких как портативные солнечные генераторы или бытовые солнечные системы. Другой вариант, называемый солнечным тепловым захватом, обычно лучше подходит для производства солнечной электроэнергии в больших масштабах.

Вот краткое описание этих двух основных вариантов сбора солнечной энергии.

Сбор солнечной энергии с помощью фотоэлектрических устройств

Это метод, с которым вы, скорее всего, знакомы, поскольку он описывает способ сбора солнечной энергии в жилых помещениях. Устанавливая солнечные энергетические системы, состоящие из фотоэлементов или фотоэлементов, домовладельцы могут собирать энергию солнца, используя расположенные на их крышах солнечные панели, которые преобразуют солнечный свет в энергию.Инвертор превращает эту солнечную энергию в электрический ток, который можно использовать для питания бытовых систем, приборов и подключенных устройств.

В некоторых фотоэлектрических системах любой избыток электроэнергии направляется обратно в электросеть, в результате чего коммунальная компания предоставляет кредит; в свою очередь, если фотоэлектрическая система не вырабатывает достаточно солнечной электроэнергии для питания дома, домовладелец может получать электроэнергию из основной энергосистемы. Напротив, некоторые фотоэлектрические системы оснащены батареями для солнечных панелей, что означает, что избыточная энергия может быть сохранена и использована позже.

Есть несколько типов солнечных панелей, но в большинстве жилых домов используется так называемый фотоэлектрический эффект. Этот процесс позволяет им преобразовывать необработанную солнечную энергию в полезную энергию. Вот приблизительная разбивка того, как работают солнечные панели:

  1. Солнечные лучи попадают на полупроводник внутри солнечной панели (обычно сделанной из кремния), которая высвобождает электроны. Эти электроны движутся по проводнику, чтобы произвести электрический ток.
  2. Ток, производимый этими проводами, известен как постоянный ток или DC; Вашему дому требуется переменный ток или электричество переменного тока.Компонент, известный как солнечный инвертор, преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока.
  3. Затем питание
  4. переменного тока подается на плату первичной схемы, что означает, что он может питать любую из розеток или подключенных приборов в доме. Излишки солнечного электричества могут храниться в батарее, которая будет использоваться, когда солнце не светит прямо на панель.

Это базовое описание того, как солнечная электроэнергия работает в жилых помещениях, позволяя домовладельцам контролировать выработку электроэнергии. Преимущество состоит в том, что вы можете уменьшить или даже исключить вашу зависимость от коммунальных предприятий и, таким образом, ваши ежемесячные счета за коммунальные услуги.Что еще более важно, это позволяет снизить зависимость от ископаемого топлива и городских электростанций, что снижает загрязнение окружающей среды.

Сбор солнечной энергии с помощью солнечной энергии

Другой вариант сбора солнечной энергии — это прямое улавливание тепла от солнечного излучения. На самом деле солнечно-термический метод имеет гораздо более широкий спектр применения, чем фотоэлектрический процесс. С учетом сказанного, использование солнечного теплового метода в небольших масштабах не так практично или практически нереально, поэтому в жилых солнечных системах используется фотоэлектрический метод.

В промышленности используются три основных вида солнечной тепловой энергии:

  1. Низкотемпературная солнечная тепловая энергия используется для нагрева и охлаждения воздуха.
  2. Среднетемпературный используется специально для нагрева воды.
  3. Высокотемпературный используется для выработки электроэнергии.

Итак, чтобы конкретизировать их: низкотемпературные солнечные тепловые методы в основном используются для нагрева или охлаждения воздуха в качестве средства климат-контроля, такого как обогрев помещений или кондиционирование воздуха.Среднетемпературные солнечные термические методы улавливают солнечную энергию и передают ее в трубы, нагревая воду, содержащуюся в них.

Высокотемпературное солнечное тепло используется для генерации электроэнергии в больших масштабах, например, на электростанциях. Этот процесс фактически вращается вокруг серии зеркал, которые расположены так, чтобы улавливать солнечный свет и отражать его на серию трубок. Эти трубки содержат жидкости, которые эффективно улавливают и удерживают тепловую энергию. Эта нагретая жидкость затем используется для превращения воды в пар, превращая турбины для производства электроэнергии.Вы можете понять, почему эта сложная система не подходит для индивидуальных домов, но она представляет собой очень многообещающий возобновляемый источник энергии для крупномасштабного использования.

Использование солнечной энергии в вашем доме

Теперь, когда мы исчерпали определение солнечной энергии, давайте обратимся к практическим вопросам: стоят ли солнечные панели для вашего дома? Давайте рассмотрим некоторые плюсы и минусы солнечной энергии.

Установка солнечной энергетической системы дает огромные преимущества

Безусловно, у солнечной энергии есть ряд преимуществ, в том числе:

  • Использование солнечной энергии может позволить вам сократить ежемесячные счета за электроэнергию и, в некоторых случаях, полностью исключить их.Со временем это дает значительную экономию средств.
  • Солнечная энергия — это чистый возобновляемый источник энергии, а это означает, что вы не будете способствовать прямому загрязнению (в отличие от нефти или угля) и выбросам парниковых газов.
  • Когда вы покупаете солнечные панели, существует ряд налоговых льгот и скидок, доступных для компенсации начальных затрат, в том числе некоторые из них доступны на федеральном уровне, а некоторые — для конкретных штатов.
  • Большинство солнечных систем в жилых домах будут вырабатывать электроэнергию в течение 20–30 лет и не требуют значительного обслуживания.

Могут быть и недостатки

Солнечная энергия имеет множество преимуществ, но это не значит, что она идеальна. Некоторые из наиболее значительных недостатков включают в себя:

  • Первоначальная стоимость солнечных панелей довольно велика, в среднем около 13 000 долларов, а в некоторых случаях превышает 20 000 долларов. Налоговые льготы и ежемесячная экономия на коммунальных услугах могут компенсировать эти затраты, но даже все же переход на солнечную энергию всегда требует больших вложений на начальном этапе.
  • Некоторые дома просто не подходят для использования солнечной энергии.Если вы не получаете достаточно солнечного света, домашняя солнечная система может не работать.
  • Если вы живете в районе, где электричество недорогое, то экономия, которую вы получите от солнечной системы, будет сравнительно небольшой.

Подходит ли мой дом для жилой солнечной системы?

Лучший способ определить, подходит ли ваш дом для солнечного электричества, — это связаться с одной из ведущих компаний по производству солнечной энергии в вашем районе. Специалист по установке солнечных батарей может осмотреть ваш дом и дать вам индивидуальную рекомендацию.

Солнечная энергия лучше всего подходит для тех, кто живет в солнечных местах; у которых много места на крыше; и кому не нужно беспокоиться о затенении от ближайших деревьев, зданий или других препятствий.

Получите бесплатное предложение на профессиональную установку солнечных батарей

Если вас интересует солнечная энергия, вам потребуется всего 30 секунд, чтобы получить бесплатное предложение без каких-либо обязательств. Вы можете сэкономить до 2500 долларов в год на счетах за коммунальные услуги и получить налоговую скидку при одновременном сокращении выбросов углекислого газа.Заполните форму ниже, чтобы начать.

На что обращать внимание в домашней солнечной системе


Приобретая домашние солнечные системы, помните о следующих факторах:

  • Эффективность ваших солнечных панелей, или сколько солнечного света они фактически превращают в электричество (самые эффективные солнечные панели преобразуют более 20%).
  • Емкость вашей солнечной батареи.
  • Гарантии и другие средства защиты вашей домашней солнечной системы.
  • Общее количество панелей, необходимое для получения желаемых результатов.
  • Услуги, предлагаемые вашим установщиком солнечной энергии (например, индивидуальный дизайн системы).

Готовы ли вы использовать солнечную энергию?

Для тех, кто ищет экологически чистое и эффективное энергетическое решение, солнечная электроэнергия может быть лучшим выбором. Если вы готовы продолжить обучение, мы рекомендуем ознакомиться с некоторыми демонстрациями конкретных солнечных панелей или позвонить местному установщику, чтобы узнать расценки на солнечную энергию.

Солнечная энергия не всегда так экологична, как вы думаете

Солнечные панели, мерцающие на солнце — это символ всего зеленого. Но хотя производство электроэнергии с помощью фотоэлектрических элементов действительно лучше для окружающей среды, чем сжигание ископаемого топлива, несколько инцидентов связали производство этих ярких символов экологической добродетели с химическим загрязнением. И оказывается, что время, необходимое для компенсации затраченной энергии и выбросов парниковых газов при производстве фотоэлектрических панелей, существенно зависит от технологии и географии.

Это плохие новости. Хорошая новость заключается в том, что отрасль может легко устранить многие существующие разрушительные побочные эффекты. В самом деле, давление в пользу этого нарастает, отчасти потому, что с 2008 года производство фотоэлектрической энергии переместилось из Европы, Японии и США в Китай, Малайзию, Филиппины и Тайвань; сегодня почти половина фотоэлектрических элементов в мире производится в Китае. В результате, хотя общий послужной список отрасли хороший, страны, которые производят больше всего фотоэлектрических элементов сегодня, обычно делают худшую работу по защите окружающей среды и своих работников.

Чтобы точно понять, в чем заключаются проблемы и как их можно решить, полезно немного узнать о том, как изготавливаются фотоэлектрические панели. Хотя солнечная энергия может быть получена с использованием различных технологий, подавляющее большинство солнечных элементов сегодня начинаются с кварца, наиболее распространенной формы кремнезема (диоксида кремния), который перерабатывается в элементарный кремний. Есть первая проблема: кварц добывают в шахтах, что подвергает горняков риску одной из старейших профессиональных опасностей цивилизации — силикозу, заболеванию легких.

Первоначальное рафинирование превращает кварц в металлургический кремний, вещество, которое в основном используется для упрочнения стали и других металлов. Это происходит в гигантских печах, и поддержание их в горячем состоянии требует много энергии, к которой мы вернемся позже. К счастью, уровни образующихся выбросов — в основном двуокиси углерода и двуокиси серы — не могут причинить большого вреда людям, работающим на заводах по переработке кремния, или окружающей среде.

Однако следующий шаг — превращение металлургического кремния в более чистую форму, называемую поликремнием, — создает очень токсичное соединение тетрахлорид кремния.Процесс очистки включает объединение соляной кислоты с металлургическим кремнием, чтобы превратить его в так называемые трихлорсиланы. Затем трихлорсиланы реагируют с добавленным водородом, образуя поликремний вместе с жидким тетрахлоридом кремния — три или четыре тонны тетрахлорида кремния на каждую тонну поликремния.

Фото: Imaginechina / AP Photo Acid Drain: Сточные воды выходят с завода, эксплуатируемого Jinko Solar Holding Co. В 2011 году фтористоводородная кислота, используемая компанией для производства солнечных батарей, загрязнила речную воду, убив сотни рыб и десятки свиней.

Большинство производителей перерабатывают эти отходы, чтобы произвести больше поликремния. Улавливание кремния из тетрахлорида кремния требует меньше энергии, чем получение его из сырого диоксида кремния, поэтому переработка этих отходов может сэкономить деньги производителям. Но оборудование для переработки может стоить десятки миллионов долларов. Таким образом, некоторые предприятия просто выбросили побочный продукт. При контакте с водой — а это трудно предотвратить, если она случайно выброшена, — тетрахлорид кремния выделяет соляную кислоту, подкисляя почву и выделяя вредные пары.

Когда индустрия фотоэлектрических элементов была меньше, производители солнечных элементов получали кремний от производителей микросхем, которые отклоняли пластины, не соответствующие требованиям компьютерной индустрии к чистоте. Но бум фотогальваники потребовал большего, чем остатки полупроводниковой промышленности, и в Китае было построено много новых заводов по переработке поликремния. В то время немногие страны имели строгие правила, касающиеся хранения и утилизации отходов тетрахлорида кремния, и Китай не был исключением, как выяснили некоторые репортеры Washington Post.

В исследовании газеты, опубликованном в марте 2008 года, был представлен профиль китайского предприятия по производству поликремния, принадлежащего Luoyang Zhonggui High-Technology Co., расположенного недалеко от реки Хуанхэ в провинции Хэнань. Это предприятие поставляло поликремний компании Suntech Power Holdings, в то время крупнейшего в мире производителя солнечных элементов, а также нескольким другим крупным компаниям, занимающимся фотоэлектрической техникой.

Журналисты обнаружили, что компания сбрасывала отходы тетрахлорида кремния на соседние поля вместо того, чтобы вкладывать средства в оборудование, которое могло бы их переработать, делая эти поля бесполезными для выращивания сельскохозяйственных культур и вызывая воспаление глаз и горла у близлежащих жителей.В статье говорилось, что компания не единственная в этой практике.

После публикации статьи Washington Post цены на акции компаний, работающих в сфере солнечной энергетики, упали. Инвесторы опасались, что это разоблачение подорвет отрасль, которая так полагается на свои экологические достижения. В конце концов, это то, что привлекает большинство клиентов и привлекает общественную поддержку политики, способствующей внедрению солнечной энергии, такой как налоговый кредит на возобновляемые источники энергии для жилищного строительства в Соединенных Штатах. Те, кто покупает солнечные системы для жилых домов, могут вычесть 30 процентов стоимости из своих налоговых счетов до истечения срока действия льгот в 2016 году.

Чтобы защитить репутацию отрасли, производители фотоэлектрических панелей начали интересоваться экологической практикой своих поставщиков поликремния. Следовательно, сейчас ситуация улучшается. В 2011 году Китай установил стандарты, согласно которым компании должны перерабатывать не менее 98,5% отходов тетрахлорида кремния. Этим стандартам легко соответствовать, если на заводах установлено надлежащее оборудование. Тем не менее, еще предстоит увидеть, насколько хорошо соблюдаются правила.

Эта проблема может полностью исчезнуть в будущем.Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голдене, штат Колорадо, ищут способы производства поликремния с этанолом вместо химикатов на основе хлора, тем самым полностью избегая образования тетрахлорида кремния.

Борьба за сохранение экологичности фотоэлектрических элементов не заканчивается на производстве поликремния. Производители солнечных элементов очищают куски поликремния, чтобы сформировать слитки, похожие на кирпичи, а затем разрезают слитки на пластины. Затем они вводят примеси в кремниевые пластины, создавая основную архитектуру солнечных элементов, создающую фотоэлектрический эффект.

Все эти шаги связаны с опасными химическими веществами. Например, производители полагаются на фтористоводородную кислоту для очистки пластин, устранения повреждений, вызванных распиливанием, и текстурирования поверхности для лучшего улавливания света. Плавиковая кислота отлично справляется со всем этим, но когда она касается незащищенного человека, эта сильно коррозионная жидкость может разрушить ткани и декальцинировать кости. Таким образом, обращение с фтористоводородной кислотой требует особой осторожности, и ее необходимо утилизировать должным образом.

Но несчастные случаи все же случаются, и они более вероятны в местах с ограниченным опытом производства полупроводников или слабыми экологическими нормативами.В августе 2011 года завод в китайской провинции Чжэцзян, принадлежащий Jinko Solar Holding Co., одной из крупнейших фотоэлектрических компаний в мире, пролил фтористоводородную кислоту в близлежащую реку Муцзяцяо, в результате чего погибли сотни рыб. А фермеры, работающие на прилегающих землях, которые использовали зараженную воду для мытья своих животных, случайно убили десятки свиней.

При исследовании мертвых свиней китайские власти обнаружили уровни фтористоводородной кислоты в реке, в 10 раз превышающие допустимый предел, и предположительно провели эти измерения спустя много времени после того, как большая часть фтористоводородной кислоты вымылась ниже по течению.Сотни местных жителей, расстроенные инцидентом, штурмовали и временно оккупировали производственный объект. И снова инвесторы отреагировали: когда на следующий день основные средства массовой информации опубликовали эту новость, цена акций Jinko упала более чем на 40 процентов, что привело к потере стоимости почти на 100 миллионов долларов США.

Эта угроза окружающей среде не должна продолжаться. Исследователи из Rohm & Haas Electronic Materials, дочерней компании Dow Chemical, определили заменители фтористоводородной кислоты, используемой в производстве солнечных элементов.Один хороший кандидат — гидроксид натрия (NaOH). Хотя NaOH сам по себе является едким химическим веществом, его легче обрабатывать и утилизировать, чем плавиковую кислоту, и он менее опасен для рабочих. Также легче обрабатывать сточные воды, содержащие NaOH.

Хотя более 90 процентов фотоэлектрических панелей, производимых сегодня, начинаются с поликремния, существует более новый подход: технология тонкопленочных солнечных элементов. Тонкопленочные разновидности, вероятно, вырастут на рынке в течение следующего десятилетия, потому что они могут быть столь же эффективны, как солнечные элементы на основе кремния, и при этом дешевле в производстве, поскольку они потребляют меньше энергии и материалов.

Источник: Аргоннская национальная лаборатория / Fengqi You et al. Углерод в созидании: Производителям солнечных панелей требуется электричество и тепловая энергия, а выбросы углерода от их производства могут сильно различаться в зависимости от местоположения. Панели, произведенные в Китае, который в значительной степени использует уголь для выработки электроэнергии, имеют больший углеродный след, чем панели, произведенные в Европе.

Изготовители тонкопленочных ячеек наносят слои полупроводникового материала непосредственно на подложку из стекла, металла или пластика вместо того, чтобы вырезать пластины из слитка кремния.Это дает меньше отходов и полностью исключает сложное плавление, вытягивание и нарезку, используемое для изготовления традиционных ячеек. По сути, кусок стекла вставляется в один конец фабрики, а полностью функциональный фотоэлектрический модуль выходит из другого.

Переход на тонкопленочные солнечные элементы устраняет многие риски для окружающей среды и безопасности при производстве, поскольку отпадает необходимость в некоторых проблемных химикатах — плавиковой или соляной кислоте. Но это не значит, что вы можете автоматически поставить отметку на тонкопленочном солнечном элементе как зеленый.

Сегодня доминирующими тонкопленочными технологиями являются теллурид кадмия и более поздний конкурент селенид галлия, индия, меди (CIGS). В первом случае один полупроводниковый слой состоит из теллурида кадмия; второй — сульфид кадмия. В последнем случае основным полупроводниковым материалом является CIGS, а вторым слоем обычно является сульфид кадмия. Таким образом, каждая из этих технологий использует соединения, содержащие кадмий тяжелого металла, который является одновременно канцерогеном и генотоксином, а это означает, что он может вызывать наследственные мутации.

Такие производители, как First Solar, базирующаяся в Темпе, штат Аризона, имеют большой опыт защиты рабочих от воздействия кадмия во время производства. Но имеется мало информации о воздействии кадмия на рабочих на ранних стадиях жизненного цикла металла на цинковых рудниках, где большая часть кадмия образуется в процессе плавки, в ходе которого кадмий очищается и превращается в полупроводниковые материалы. Воздействия после того, как солнечные панели были выброшены, также вызывают озабоченность. Большая часть теллурида кадмия, который производители утилизируют из-за повреждений или производственных дефектов, перерабатывается в безопасных контролируемых условиях.Что касается постпотребительской части уравнения, отрасль активно создала схему сбора и переработки солнечных панелей в Европе. Отдельные компании также внедрили программы утилизации, такие как система возврата от First Solar с предварительным финансированием. Но нужно сделать больше; не каждый потребитель имеет доступ к программе бесплатного возврата, и действительно, многие потребители могут даже не осознавать необходимости ответственно утилизировать панели.

Лучший способ избежать воздействия токсичного кадмия на рабочих и окружающую среду — это свести к минимуму его количество или вообще не использовать кадмий.Два основных производителя фотоэлектрических систем CIGS — Avancis и Solar Frontier — уже используют сульфид цинка, относительно безвредный материал, вместо сульфида кадмия. И исследователи из Бристольского университета и Университета Бата в Англии; Калифорнийский университет в Беркли; и многие другие академические и правительственные лаборатории пытаются разработать тонкопленочные фотоэлектрические элементы, которые не требуют токсичных элементов, таких как кадмий, или редких элементов, таких как теллур. Тем временем First Solar неуклонно сокращает количество кадмия, используемого в своих солнечных элементах.

Токсичность — не единственная проблема. Для производства солнечных элементов требуется много энергии. К счастью, поскольку эти элементы вырабатывают электричество, они окупают первоначальные затраты энергии; большинство из них делают это всего через два года работы, а некоторые компании сообщают о сроках окупаемости всего за шесть месяцев. Это время «окупаемости энергии» не то же самое, что время, необходимое для окупаемости финансовых вложений потребителей в солнечные панели: оно измеряет инвестиции и время окупаемости в киловатт-часах, а не в деньгах.

Аналитики также судят о влиянии энергии, используемой для изготовления солнечной панели, по количеству углерода, образующемуся при производстве этой энергии — число, которое может варьироваться в широких пределах. Для этого мы даем энергии значение углеродоемкости, обычно представленное в килограммах CO 2 , выделяемых на выработанный киловатт-час. Места, которые в значительной степени зависят от угля, имеют наиболее углеродоемкую электроэнергию в мире: китайская электроэнергия является хорошим примером, ее углеродоемкость примерно в два раза выше, чем у U.С. электричество. Это согласуется с результатами исследователей из Иллинойса в Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета. В отчете, опубликованном в июне этого года, они обнаружили, что углеродный след фотоэлектрических панелей, произведенных в Китае, действительно примерно вдвое больше, чем у панелей, произведенных в Европе.

Если фотогальванические панели, произведенные в Китае, были установлены в Китае, высокая углеродоемкость используемой энергии и экономия энергии компенсировали бы друг друга, и время, необходимое для уравновешивания выбросов парниковых газов во время производства, было бы таким же, как и срок окупаемости энергии.Но это не то, что происходило в последнее время. Производство в основном находится в Китае, а панели часто устанавливаются в Европе или США. При удвоении углеродоемкости на компенсацию выбросов парниковых газов уходит в два раза больше времени, чем на окупаемость инвестиций в энергетику.

Источник: Коалиция токсичных веществ Кремниевой долины. The Solar Scorecard: Коалиция по токсичным веществам Кремниевой долины оценивает производителей солнечных панелей по ряду критериев экологической безопасности и безопасности рабочих.Здесь показаны 10 компаний с наивысшим рейтингом из 40, оцененных в оценочной таблице коалиции за 2013 год. Первое место в списке занимает китайская компания Trina Solar, набравшая 77 баллов из 100 возможных. (Обновление: Trina повысила свой балл до 92 в Solar Scorecard 2014 года, а калифорнийская компания Sunpower заняла второе место с 88 баллами).

Конечно, если вы производите фотоэлектрические панели с низкоуглеродным электричеством (например, на заводе, работающем на солнечной энергии) и устанавливаете их в стране с высоким уровнем выбросов углерода, время окупаемости выбросов парниковых газов будет меньше, чем время окупаемости энергии. время окупаемости.Так что, возможно, когда-нибудь использование энергии ветра, солнца и геотермальной энергии для производства фотоэлектрических панелей положит конец опасениям по поводу углеродного следа фотоэлектрических элементов.

Еще одна проблема — вода. Производители фотоэлектрических элементов используют его в большом количестве для различных целей, включая охлаждение, химическую обработку и контроль загрязнения воздуха. Однако самый большой расход воды — это очистка во время установки и использования. Для коммунальных проектов мощностью от 230 до 550 мегаватт может потребоваться до 1,5 миллиарда литров воды для борьбы с пылью во время строительства и еще 26 миллионов литров в год для мытья панелей во время работы.Однако количество воды, используемой для производства, установки и эксплуатации фотоэлектрических панелей, значительно меньше, чем количество воды, необходимое для охлаждения термоэлектрических электростанций, работающих на ископаемом и делящемся топливе.

Выбор, который делают инвесторы и потребители. Но часто сложно сказать, чем эти компании различаются в отношении заботы о защите окружающей среды. Солнечная промышленность не имеет формальной экологической маркировки, такой как маркировка Energy Star на бытовой технике и бытовой электронике, которая помогает U.S. покупатели идентифицируют энергоэффективные продукты. И большинство людей сами не покупают солнечные батареи. Они нанимают сторонних установщиков. Таким образом, даже если бы существовала схема экомаркировки, это зависело бы от желания установщиков выбирать экологически чистые продукты.

На данный момент потребители могут помочь производителям улучшить свои показатели по охране окружающей среды и безопасности, спросив установщиков о компаниях, производящих продукты, которые они используют. Это, в свою очередь, побудит установщиков запросить дополнительную информацию у производителей.

Исследователи из Национального центра исследований окружающей среды фотоэлектрической энергии в Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптоне, штат Нью-Йорк, уже давно публикуют исследования о возможных экологических опасностях фотоэлектрической энергии. В последнее время начали появляться официальные рейтинги экологических показателей солнечной энергетики.

Такие организации, как Центр международной информационной сети по наукам о Земле, пытаются найти способы определения показателей экологической безопасности, здоровья и безопасности производителей в развивающихся странах.Эта группа, в которую входят исследователи из Йельского университета и Колумбии, предлагает Индекс экологической эффективности Китая, который будет действовать на провинциальном уровне, чтобы помочь Китаю отслеживать прогресс в достижении целей экологической политики.

Между тем, Ассоциация предприятий солнечной энергетики, национальная торговая организация США, предложила новые отраслевые руководящие принципы в документе под названием «Обязательства по охране окружающей среды и социальной ответственности солнечной энергетики», направленным на предотвращение профессиональных травм и заболеваний, предотвращение загрязнения и сокращение природных ресурсов. используется в производстве.В документе содержится призыв к компаниям просить поставщиков сообщать о производственных технологиях и любых выбросах химических веществ и парниковых газов.

Кроме того, Коалиция по токсичным веществам Кремниевой долины, которая оценивает экологические показатели компаний-производителей электроники, провела исследование и рейтинг компаний-производителей фотоэлектрических систем, базирующихся или действующих в Китае, Германии, Малайзии, Филиппинах и США. Участие является добровольным и пока включает таких крупных производителей, как First Solar, SolarWorld, SunPower, Suntech, Trina и Yingli; Китайские производители Trina и Yingli неизменно входят в тройку самых экологически ответственных компаний мира.Sharp, SolarWorld и SunPower в течение нескольких лет тщательно отслеживают выбросы парниковых газов и химические вещества, используемые при производстве их солнечных панелей.

Такие инициативы появляются не скоро. Многие люди сегодня рассматривают фотовольтаику как панацею от наших энергетических проблем, учитывая, насколько грязными являются большинство альтернатив. Но это не значит, что мы должны закрывать глаза на темные стороны этой технологии. Действительно, нам нужно очень внимательно это рассмотреть. И возможно, благодаря постоянным усилиям потребителей, производителей и исследователей, фотоэлектрическая промышленность однажды станет действительно, а не только символически, зеленой.

Эта статья первоначально появилась в печати как «Зеленая дилемма Solar».

Эта статья была обновлена ​​12 ноября 2014 г.

Об авторе

Дастин Малвани — доцент кафедры экологических исследований в Государственном университете Сан-Хосе в Калифорнии, где специализируется на солнечной энергии, биотопливе и газовой промышленности. Хотя он называет себя сторонником и потребителем солнечной энергии — у него во дворе есть фотоэлектрическая батарея, — его исследования заставили его задуматься о значительных рисках для здоровья и экологических издержках производства фотоэлектрических панелей.

Почему солнечная? | Веб-сайт NJ OCE

Основное руководство по солнечным электрическим системам

Не нужно далеко ходить в Нью-Джерси, чтобы увидеть одну из тысяч солнечных электрических систем, обеспечивающих чистую энергию для домов, предприятий, школ и правительственных зданий. Они практически везде!

Однако вы, возможно, задаетесь вопросом, является ли солнечная энергия правильным выбором для вас. Этот раздел нашего веб-сайта призван помочь вам ответить на этот вопрос, предоставив информацию о том, как работает солнечная энергия, какие преимущества она предлагает, а также о вариантах, которые есть у домовладельцев и владельцев бизнеса при установке солнечных электрических систем в своих домах или на предприятиях.Вы также можете найти эту статью полезной.

Если вы не нашли в этом разделе всего, что искали, вы также можете посетить нашу страницу часто задаваемых вопросов. Для получения подробной технической информации по проектированию и установке системы, пожалуйста, проконсультируйтесь с опытным поставщиком солнечных электрических систем или подрядчиком по установке.

Для получения дополнительной информации перейдите по этим ссылкам:

Что такое солнечная энергия?

Солнечная энергия — это электрическая или тепловая энергия, производимая светом или теплом солнца.Есть несколько видов солнечных технологий; однако в этом разделе рассматриваются только фотоэлектрические (сокращенно фотоэлектрические) системы, которые преобразуют солнечный свет в электричество.

Фотоэлектрические системы вырабатывают электричество, когда солнечный свет попадает на солнечные элементы из кремния или других полупроводниковых материалов, заключенные в солнечную панель. Это заставляет клетки высвобождать электроны, захваченные в виде тока. Типом тока, производимого фотоэлектрической системой, является постоянный ток (DC), который должен быть преобразован в переменный ток (AC) с помощью устройства, называемого инвертором.Переменный ток — это форма электричества, поставляемая вашей местной электросетью и используемая для управления приборами, освещением и другим электрическим оборудованием в вашем доме или на работе.

Помимо преобразования электрического тока из постоянного в переменный, инвертор также подключает солнечную систему к местной электросети. Это соединение важно, потому что вы продолжите полагаться на свою коммунальную сеть, чтобы обеспечить вас электричеством в то время, когда ваша солнечная система не вырабатывает достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей (т.э., ночью или в дождливые дни). Взаимосвязь также важна, потому что могут быть случаи, когда ваша солнечная система производит больше электроэнергии, чем требуется вашему дому или бизнесу. В это время избыточная мощность продается обратно в ваше коммунальное предприятие. Мы обсудим эту концепцию подробно позже, когда будем говорить о Net Metering.

Solar Energy — обзор

9.3 Барьеры для внедрения солнечной энергии

На уровне принятия решений индивидуальным домовладельцем существует несколько препятствий для принятия солнечной энергии, даже в тех случаях, когда местный климат, цены на электроэнергию для коммунальных предприятий и Нормативно-правовая среда может сделать установку системы панелей на крыше рациональным выбором.Первым очевидным потенциальным препятствием являются значительные капитальные затраты, которые обычно составляют около 20 000 долларов США. Хотя эти затраты могут субсидироваться несколькими способами или привлекательно финансироваться, они по-прежнему являются серьезным препятствием для более широкого распространения распределенной солнечной энергии. .

Даже если этот финансовый барьер удастся преодолеть, останутся и другие потенциальные препятствия. Домовладельцу может не хватать информации или способности выполнять финансовые расчеты, которые в противном случае привели бы к рациональному решению установить солнечные панели, тем самым, возможно, сэкономив деньги в долгосрочной перспективе: препятствием здесь является простая нехватка информации, возможно в сочетании с неграмотностью [ 21].

Даже если домовладелец не может убедительно обосновать необходимость установки солнечных батарей, он может сделать это по ряду других причин. Имеются анекдотические сообщения [22] о домовладельцах, получающих психологическую выгоду от ощущения независимости от общественной полезности для власти. Многие домовладельцы также сообщают, что на их решение об установке повлияло желание внести свой вклад в улучшение глобальной проблемы изменения климата. Однако здесь мы подходим к другому набору препятствий для принятия солнечной энергии.В Соединенных Штатах, в частности, в некоторых кругах наблюдается возрождение враждебности и подозрительности, направленных против сообщений ученых об антропогенном изменении климата, или просто контрфактического, в значительной степени политически мотивированного, отрицания существования научного консенсуса. Существует также простое невежество: недавний опрос показал [23], что, хотя большее число американцев признают реальность антропогенного изменения климата, чем раньше, только 13% знают, что «почти все климатологи (более 90%) убеждены в том, что человечество — происходит глобальное потепление.«Кажется вероятным, что по крайней мере некоторые из этих американцев, если бы они были лучше информированы, стали бы частью населения, которое выражает обеспокоенность по поводу глобального потепления как фактора, повлиявшего на их решение установить солнечную энергетическую систему; следовательно, их совокупный недостаток знаний можно рассматривать как препятствие для более широкого внедрения солнечной энергии.

Солнечная энергия, наряду со всеми другими формами энергии, не использующими ископаемое топливо, напрямую конкурирует с экономическими интересами корпораций, получающих прибыль от добычи и продажи нефти, угля и природного газа.Каждый джоуль энергии, потребляемой из возобновляемых источников, заменяет джоуль энергии, который в противном случае потребовался бы в результате химического сжигания, обычно ископаемого топлива, или ядерной энергии. Поэтому неудивительно, что индустрия ископаемого топлива инвестировала средства в целевые кампании лоббирования [24] с целью подавления внедрения возобновляемых источников энергии, в том числе солнечной энергии. В Соединенных Штатах это принимает форму прямого лоббирования законодателей штата с целью отменить существующие в законодательстве штата стимулы, которые стимулируют установку солнечных панелей.Это также принимает форму пропагандистских кампаний [24], направленных на то, чтобы внедрить идею о том, что сетевые замеры дискриминируют в финансовом отношении домовладельцев, не оборудованных солнечными батареями. Недавние решения законодательных собраний штатов Гавайев, Аризоны, Мэна и Индианы об отмене мандатов этих штатов на сетевые измерения были приписаны [24] этим усилиям лоббирования. Даже в отсутствие законодательной победы сомнения в будущем программ сетевого измерения, вызванные лоббистскими и пропагандистскими усилиями, достаточны для того, чтобы отговорить многих домовладельцев от значительных инвестиций в панели для крыш, поскольку их финансовые расчеты могут предполагать, что нетто- мандат на измерения будет оставаться в силе в течение значительной части срока службы панелей.

Ситуация на федеральном уровне в Соединенных Штатах может быть еще более плачевной для будущего внедрения солнечной энергии. Нынешнее руководство Министерства энергетики демонстрирует все признаки недружелюбного отношения к возобновляемым источникам энергии в целом: руководитель аппарата министра энергетики является бывшим руководителем высокого уровня в ведущей фирме по лоббированию ископаемого топлива [24], а секретарь сам был откровенен в своих опасениях по поводу возможного вреда, который возобновляемые источники энергии могут нанести бизнесу по ископаемому топливу.

Что такое солнечная энергия?

Солнечная энергия — это электромагнитное излучение, которое испускается солнцем и улавливается для преобразования в полезную энергию. Растения поглощают солнечную энергию, чтобы превращать солнечный свет в пищу в процессе фотосинтеза, в то время как люди улавливают солнечный свет, чтобы превратить его в полезное электричество, используя такие процессы, как фотоэлектрический эффект.

Электроэнергия, произведенная с помощью солнечной энергии, может использоваться в электрических сетях или храниться в батареях. Энергия солнца в изобилии и бесплатна, а затраты на преобразование солнечной энергии в электричество продолжают падать по мере того, как солнечные технологии становятся все более продвинутыми и эффективными.Солнечная энергия — самый доступный и обильный источник энергии на Земле. Его преимущество также в том, что он производит меньший углеродный след, чем ископаемое топливо, что снижает его общее воздействие на окружающую среду.

Определение солнечной энергии

Наше Солнце — звезда, состоящая в основном из водорода и гелия. Он производит энергию внутри своего ядра посредством процесса, называемого ядерным синтезом, когда водород сливается вместе, образуя более легкий атом гелия. Энергия, которая теряется в этом процессе, излучается в космос в виде энергии.Небольшое количество этой энергии достигает Земли. Ежедневно солнечной энергии, поступающей в США, достаточно для удовлетворения наших потребностей в энергии на полтора года.

В настоящее время мощность солнечной энергии в США составляет около 97,2 гигаватт. Лишь около 3% электроэнергии, производимой в США, производится за счет солнечной энергии. Остальное в основном поступает из традиционных ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ. Министерство энергетики прогнозирует, что к 2030 году каждый седьмой дом в США будет иметь солнечные панели на крыше благодаря правительственным стимулам и снижению затрат за счет более эффективных технологий.

pixelfit / Getty Images

Производство электроэнергии

Солнечные технологии могут использовать солнечный свет и преобразовывать его в энергию с помощью фотоэлектрических (PV) солнечных панелей или путем концентрации солнечного излучения с помощью специальных зеркал. Отдельные частицы света называются фотонами. Это крошечные пакеты электромагнитного излучения, которые имеют разное количество энергии в зависимости от того, насколько быстро они движутся. Фотоны испускаются Солнцем в процессе ядерного синтеза, когда водород превращается в гелий.Если у фотонов достаточно энергии, их можно использовать для выработки электричества.

Фотоэлектрические панели изготавливаются из индивидуальных фотоэлементов. Эти ячейки содержат материалы, называемые полупроводниками, которые позволяют электронам проходить через них. Наиболее распространенным типом полупроводников, используемых в фотоэлементах, является кристаллический кремний. Это относительно недорого, в изобилии и служит долго. Из всех полупроводниковых материалов кремний также является одним из самых эффективных проводников электричества.

Когда фотоны с большой энергией вступают в контакт с полупроводниками, они могут выбивать электроны.Эти электроны производят электрический ток, который можно использовать для питания или накапливать в батарее.

Большая часть энергии, производимой солнечными панелями, отправляется в электрическую сеть для распределения в места, где требуется электричество. Даже частные солнечные панели на крыше отправляют дополнительную электроэнергию обратно в электросеть. Аккумуляторные батареи, как правило, обходятся дорого, и продажа излишков электроэнергии обратно электроэнергетическим компаниям является наиболее экономически эффективным способом производства солнечной электроэнергии на данный момент.

Солнечная тепловая энергия

alxpin / Getty Images

Технология солнечной тепловой энергии (STE) улавливает солнечную энергию и использует ее для получения тепла.Существует три категории коллекторов STE: низкотемпературные, средние и высокотемпературные.

В низкотемпературных коллекторах используется воздух или вода для передачи тепловой энергии, собранной солнцем, в место, которое необходимо отапливать. Они могут быть в виде застекленных солнечных коллекторов, которые нагревают воздух, передаваемый через здание, металлические стены или установленные на крыше водяные баллоны, которые нагреваются солнечным светом. Чаще всего они используются для небольших помещений или для обогрева бассейнов.

Среднетемпературные коллекторы работают, перемещая незамерзающие химические вещества через ряд труб, которые собирают солнечный свет для нагрева воды и воздуха в жилых и коммерческих зданиях.

В высокотемпературных коллекторах используется серия параболических зеркал для эффективного преобразования солнечной энергии в высокотемпературное тепло, которое затем может генерировать электричество. Зеркала улавливают солнечный свет и фокусируют его в так называемом приемнике. Затем эта система нагревает содержащиеся жидкости и направляет их для производства пара. Так же, как и при обычном производстве электроэнергии, пар затем вращает турбину, которая вырабатывает энергию для генератора, который вырабатывает желаемую электроэнергию.

Зеркала, которые собирают солнечный свет, должны иметь возможность следовать по пути солнца в течение дня, чтобы обеспечить максимальную эффективность.Эти большие системы в основном используются коммунальными предприятиями для выработки электроэнергии для передачи через электросеть.

Солнечная энергия сегодня

lupengyu / Getty Images

Солнечные технологии достигли невероятных успехов за последние несколько десятилетий, и ожидается, что в ближайшие годы они будут расти еще быстрее. Практически во всех частях мира солнечная энергия является наименее дорогостоящей для производства энергии. И затраты продолжают падать по мере совершенствования технологий. Прогнозируемые затраты на один киловатт-час электроэнергии, производимой с помощью солнечной энергии, к 2050 году составят полцента.Это по сравнению с нынешней коммерческой ставкой коммунальных услуг, составляющей около 6 центов за кВтч.

В 2016 году Министерство энергетики США опубликовало свои цели для SunShot 2030, которые включают снижение затрат на производство солнечной энергии и резкое увеличение объемов производства солнечной электроэнергии. Расширение доступа к солнечной энергии и сокращение времени, необходимого для создания солнечной инфраструктуры, являются одними из способов, которыми Министерство энергетики планирует достичь этих целей.

Плюсы и минусы

Солнечная энергия становится все более доступной и может даже стать дешевле, чем обычная энергия, производимая на ископаемом топливе, по мере того, как технология становится более эффективной.Государственные стимулы как для домовладельцев, так и для предприятий делают эту технологию привлекательной для инвестиций.

Хотя у солнечной энергии есть много плюсов, минусы по-прежнему не позволяют сделать ее доступной для всех. К сожалению, не все потребители электроэнергии могут установить свою фотоэлектрическую систему. Некоторым людям не принадлежит место, где они живут, или их дома не получают достаточно солнечного света, чтобы солнечные батареи были эффективными. И хотя цена на солнечные панели резко снизилась за последнее десятилетие, первоначальные затраты на установку солнечных батарей на крыше для многих по-прежнему являются непомерно высокими.

В коммерческих масштабах производство солнечной энергии по-прежнему является для компаний способом производства электроэнергии, не способствуя увеличению уровней парниковых газов в атмосфере. Солнечные панели могут быть размещены вместе с товарными культурами, чтобы уменьшить количество пахотных земель, которые они делают непригодными для сельского хозяйства.

Сама по себе выработка солнечной электроэнергии не вызывает выбросов загрязняющих веществ, однако производство солнечных панелей, если только они не работают на солнечной энергии, продолжает производить выбросы.Солнечные панели также не подлежат переработке в большинстве частей мира. По окончании срока службы большинство солнечных батарей утилизируется на свалках. Этот процесс может привести к выбросу токсичных химикатов в окружающую среду.

Некоторые предприятия в Европе лидируют в переработке солнечных панелей и находят способы повторно использовать многие оригинальные материалы для новых солнечных панелей. Это также снижает воздействие на окружающую среду за счет уменьшения количества новых полупроводниковых материалов, которые необходимо добывать и обрабатывать.По мере роста популярности и доступности солнечной энергии спрос на переработку солнечных панелей, скорее всего, будет расти.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *