еретворення сонячної енергії потребуватиме дуже великих площ.
2. Перетворення сонячної енергії дуже дорого і вимагає практично нереальних матеріальних і трудових витрат.
Дійсно, як велика буде площа Землі, покритою преосвітніми системами, для виробництва помітною в світовому енергетичному бюджеті частки електроенергії? Очевидно, що ця площа залежить від ефективності використовуваних перетворювальних систем. Для оцінки ефективності фотоелектричних перетворювачів, які здійснюють пряме перетворення сонячної енергії в електричну за допомогою напівпровідникових фотоелементів, введемо поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) фотоелемента, визначеного як відношення потужності електроенергії, вироблюваної даним елементом, до потужності падаючого на поверхню фотоелемента сонячного зайчика. Так, при ККД сонячних перетворювачів, рівному 10% (типові значення ККД для кремнієвих фотоелементів, широко освоєних в серійному промисловому виробництві для потреб наземної енергетики), для виробництва електроенергії було б потрібно покрити ФОТОПЕРЕТВОРЮВАЧІВ велику площу. При цьому інтенсивність сонячної радіації прийнята рівною 250 Вт/м.кв., Що відповідає типовому середньому значенню протягом року для південних широт. Тобто низька щільність сонячної радіації не є перешкодою для розвитку великомасштабної сонячної енергетики. Можливі шляхи створення економічних перетворювачів сонячної енергії будуть розглянуті в наступних розділах цієї статті.
Наведені вище міркування є досить вагомим аргументом: проблему перетворення сонячної енергії необхідно вирішувати сьогодні, щоб використовувати цю енергію завтра. Можна хоча б жартома розглядати цю проблему в рамках вирішення енергетичних завдань з керованого термоядерного синтезу, коли ефективний реактор (Сонце) створений самою природою і забезпечує ресурс надійної та безпечної роботи на багато мільйонів років, а наше завдання полягає лише в розробці наземної перетворювальної підстанції. Останнім часом у світі проведені широкі дослідження в галузі сонячної енергетики, які показали, що вже найближчим часом цей метод отримання енергії може стати економічно виправданим і знайти широке застосування.
Росія багата природними ресурсами. Ми маємо значні запаси викопного палива - вугілля, нафти, газу. Проте використання сонячної енергії має і для нашої країни велике значення. Незважаючи на те, що значна частина території Росії лежить у високих широтах, деякі вельми великі південні райони нашої країни по своєму клімату дуже сприятливі для широкого використання сонячної енергії. Ще більші перспективи має використання сонячної енергії в країнах екваторіального поясу Землі і близьких до цього поясу районах, які характеризуються високим рівнем надходження сонячної енергії. Так, у ряді районів Центральної Азії тривалість прямого сонячного опромінення досягає 3000 годин на рік, а річний прихід сонячної енергії на горизонтальну поверхню становить 1500 - 1850 кВт * год/м.кв.
Головними напрямками робіт в області перетворення сонячної енергії в даний час є:
- прямий теплової нагрів (одержання теплової енергії) і термодинамічне перетворення (одержання електричної енергії з проміжним перетворенням сонячної енергії в теплову);
- фотоелектричне перетворення сонячної енергії. Прямий теплової нагрів є найбільш простим методом перетворення сонячної енергії і широко використовується в південних районах Росії і в країнах екваторіального поясу в установках сонячного опалення, постачання гарячої води, охолодження будівель, опріснення води і т.п.
Основою сонячних тепловикористовуючих установок є плоскі солнечниє колектори - поглиначі сонячного випромінювання. Вода або інша рідина, перебуваючи в контакті з поглиначем, нагрівається і за допомогою насоса або природної циркуляції відводиться від нього. Потім нагріта рідина надходить у сховище, звідки її споживають в міру необхідності. Подібний пристрій нагадує системи побутового гарячого водопостачання.
Електроенергія є найбільш зручним для використання та передачі видом енергії. Тому зрозумілий інтерес дослідників до розробки і створення сонячних електростанцій, що використовують проміжне перетворення сонячної енергії в тепло з наступним його перетворенням в електроенергію.
У світі зараз найбільш поширені сонячні теплові електростанції двох типів:
1) баштового типу з концентрацією сонячної енергії на одному геліоприймача, здійснюваної за допомогою великої кількості плоских дзеркал;
2) розосереджені системи з параболоїдів і параболоціліндров, у фокусі яких розміщені теплові приймачі та перетворювачі малої потужності.
. 2 фотоелектричного перетворення СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Важлив...
