Что такое солнечная энергетика и нужна ли она сегодня Украине?
Для практического использования полупроводниковой солнечной энергетики для питания даже малогабаритной радиоаппаратуры одного солнечного элемента мало - у него недостаточная напряжение за общая выходная мощность. Поэтому из отдельных солнечных элементов собирают солнечные батареи (фотомодули). Типичная батарея номиналом 50 Вт состоит из 36 последовательно соединенных солнечных элементов 100х100 мм2. Такая батарея в рабочей точке развивает 17 В при токе 3 А при освещения 100 мВт/см2 (рис.3).
Соединяя такие фотомодули, можно создавать электрические станции различной мощности, от нескольких киловатт до нескольких мегаватт. На рис.4 дано принципиальный вид установки для питания бытовой техники в коттедже. Кроме солнечных батарей, которые размещают на фасаде или на крыше коттеджа, до установки входит также еще два важных приборы - химические аккумуляторы и регулятор - преобразователь. Днем солнечные батареи питают как электрические приборы, так и Зарядка аккумулятора. Ночью и в условиях недостаточного уровня освещения источником питания является исключительно аккумуляторы. Регуляторы-преобразователи нужны для автоматического управления процессами зарядки-разрядки аккумуляторов, переключение нагрузки солнечная батарея - аккумулятор и для согласования выходного напряжения батареи с номиналом аппаратуры.
Оценки показывают, что даже в условиях средних широт для небольшого коттеджа хватит батареи с мощностью в 2 (3) кВт, которая может быть легко размещена на крыше, поскольку занимает площадь всего 20 (30) м2. Известно, что в Украине среднегодовые суммы прямой и рассеянной солнечной радиации на горизонтальную поверхность изменяются от 1080 кВт.час/м2 (в районе Чернигова) до 1390 кВт.час/м2 (Евпатория). Тогда в зависимости от зоны, такая батарея будет вырабатывать в год 2200-2800 (3300-4200) кВт.ч электричества, удовлетворяющее энергетические потребности (без учета теплоснабжения) семьи на 3-4 человека.
Среди других применений солнечной энергетики отметим: в системах телекоммуникации и связи (ретрансляторы, телеметрия), для обеспечения электроэнергией навигационных огней, бакенов, дорожных знаков, освещения автодорог в ночное время, для антикоррозионной защиты металлических конструкций и трубопроводов; в отдаленных не электрифицированных домах для питания бытовых приборов; в системах охранной сигнализации; в сельском хозяйстве и засушливых районах для добычи и подачи воды, создание сети автоматических постов, оборудованных различными датчиками для мониторинга окружающей среды и т.д. Наконец, в космических аппаратах и искусственных спутниках солнечные батареи играют исключительно важную роль в системах питания бортовой аппаратуры.
На сегодняшний день индустрия, связанная с производством солнечных батарей, переживает нешуточный бум. Достаточно сказать, что в 2001 году в мире было произведено солнечных элементов общей мощностью более 150 МВт, что в пересчете на кремниевые элементы размером 100х100 мм2 и мощности 1.5 Вт означает производство в 100 млн. штук. В отличие от других приборов микроэлектроники, производство солнечных элементов в мире не только не сокращается, а характеризуется ежегодным 15% приростом за последние 6 лет. На научные исследования в области солнечной энергетики ежегодно тратятся сотни миллионов долларов.
Другие статьи по теме:
-
Киев с точки зрения экологов-
Уничтожение лесов в Новой Украины.-
Специфика информационных систем экологического управления-
Количество исчезающих видов растений и животных в странах мира-
«Неудобная правда» о глобальном потеплении
