29 февр. 2008 г.

Будущее альтернативной энергетики в США

Альтернативная энергетика в США развивается бурными темпами. По словам Рэнди Свишера, исполнительного директора Американской ассоциации по использованию энергии ветра, в 2007 году эта отрасль энергетики расширилась на 45%, закрепив в ней лидерство США за последние три года. Рон Реш – председатель Ассоциации по использованию солнечной энергии. «2007 год, – говорит он, – стал для нас рекордным. В США были установлены новые солнечные батареи на 314 мегаватт. По сравнению с 2006 годом, объем производимой электроэнергии возрос на 125%».


28 февр. 2008 г.

Заработать на солнце

Американская энергокомпания Arizona Public Service и испанская Abengoa Solar планируют построить одну из крупнейших в мире электростанций по производству солнечной энергии. Тысячи зеркал на территории более 7,5 кв. км на юго-востоке от Феникса будут фокусировать солнечные лучи на заполненные жидкостью трубы. Жидкость будет нагреваться, от этого тепла будут работать турбины. Выработка энергии 280 МВт.

Технологии, примененные на солнечной электростанции, позволят накапливать добытое за день солнечное тепло, так что энергия будет вырабатываться даже после заката солнца — несколько часов. «Это полноценный коммерческий, а не демонстрационный проект, — сказал президент APS Дон Брандт, — новый шаг в солнечную эру».

Проект еще должен получить одобрение регуляторов штата. По расчетам Arizona Public Service, стоимость проекта составит $1 млрд, завод будет построен к 2010 г. Arizona Public Service будет платить Abengoa за электричество в среднем $0,14 за квтч течение 30 лет. Треть электричества, используемого Arizona Public Service, приходится на газовые электростанции, но на них приходится две трети расходов компании на электроэнергию.

По словам Брандта, в Аризоне, где в году около 300 солнечных дней, доля солнечной энергетики будет расти. Аризона собирается увеличить долю энергии от альтернативных возобновляемых источников до 15% к 2025 г.

Источник


Вчера в этом блоге появился favicon. Дизайн был любезно предоставлен Константином Кирилюком, который в своем блоге предлагает свои бесплатные услуги по разработке персональных иконок для ваших ресурсов

27 февр. 2008 г.

Аризона строит крупнейшую солнечную электростанцию на Земле

Испанская компания Abengoa Solar и её дочерняя одноимённая фирма в США намерены открыть в 2011 году в Аризоне солнечную электростанцию с номинальной мощностью 280 мегаватт, которая будет обеспечивать током 70 тысяч домов.

Abengoa давно работает в области альтернативной энергетики, причём развивает в ряде стран как проекты по созданию солнечных электростанций на основе фотоэлектрических панелей, так и на основе зеркал-концентраторов, подогревающих воду или иной теплоноситель для привода турбин, вращающих генераторы (либо для обогрева домов).


Именно Abengoa открыла в Испании первую в мире коммерческую электростанцию типа "солнечная башня" и продолжает на той же площадке строительство второй такой же башни и целого ряда других преобразователей солнечного света.


Однако американский проект компании, получивший название Solana ("солнечное место", "солнцепёк" по-испански), основан не на высокой башне, на которую работает всё поле зеркал, а на множестве прямых рядов отражателей (так называемых параболических желобов), вдоль которых (в их фокусе) идут трубы с теплоносителем. Он будет разогреваться до 390 градусов и использоваться, в свою очередь, как источник энергии для паровых турбин.


Проект станции предусматривает также аккумулирование тепла для приведения генераторов в действие и после захода Солнца, а также – компенсации пиков потребления днём.

Зеркала Solana расположатся близ местечка Джила Бенд (Gila Bend) на площадке в 1900 акров, а обслуживать эту станцию будут всего 85 человек.

Как говорится в пресс-релизе компании, за последующие 30 лет работы Solana произведёт электричества на общую сумму $4 миллиарда (в нынешних ценах), что позволит станции окупить своё строительство.


Выработанную энергию купит и переправит потребителям компания Arizona Public Service. Если бы эта суперустановка заработала сегодня, она стала бы самой крупной солнечной электростанцией в мире, но как будет обстоять дело в 2011-м? У станции Solana есть ряд "родственников" — конкурентов за престижное звание "самый-самый", которые находятся в стадии проработки.

Читайте также о мировом рекорде КПД преобразования солнечного света в электричество для сети и солнечной печи для Лучшего Мира.

Источник

26 февр. 2008 г.

Заправка на солнечных батареях

В горно-лыжном курорте Красная Поляна в районе Сочи построят первую автозаправочную станцию, которую станут питать электроэнергией солнечные батареи. "Ее пуск намечен на 2009 год, сообщили сегодня в Краснодарском офисе нефтяной компании "Лукойл", которая является инициатором и заказчиком строительства такой АЗС".

В компании уточнили, что "около трети электроэнергии - 9-9,5 кВт - для АЗС обеспечат солнечные батареи, установленные на крыше здания". Этого вполне достаточно, чтобы обеспечить работу станции даже в период полного отсутствия электроэнергии. Общая площадь модулей батарей составит около 90 кв. м, подчеркнул представитель компании.

Проект энергостанции и изготовление самих батарей выполнит краснодарская фирма "Солнечный ветер", которая с 1996 года поставляет фотоэнергетическую продукцию на отечественный и мировой рынки. Предприятие успешно конкурирует с ведущими зарубежными фирмами, ежегодно увеличивает объем поставок.

"Солнечный ветер" - одно из самых крупных в России производителей фотоэнергетической продукции. Как сообщил директор предприятия Марат Закс, "в настоящее время на территории Краснодарского края реализованы различные автономные солнечные системы. Среди них фотоэнергосистема базовой станции БиЛайн на горе Чубатой, фотоэнергосистемы под Абрау-Дюрсо, в порту Темрюк, на маяке в Цемесской бухте порт Новороссийск, электроснабжение систем контроля гололедной нагрузки в Невинномысске, автономная энергосистема в районе Сочи.

Как информирует ИТАР-ТАСС, полгода назад "Солнечный ветер" успешно сдал в эксплуатацию фотоэнергосистему базовых станций БиЛайн и МТС, расположенных на хребте Инженерный и плато Лаго-Наки.

Источник

25 февр. 2008 г.

Разработаны химические солнечные батареи

В Пенсильванском университете (США) проходит испытания экспериментальное устройство, которое может стать прототипом солнечных электростанций нового типа. Обычно в таких станциях работают либо полупроводники, либо системы для прямого нагрева солнечными лучами газов или жидкостей, которые затем приводят в движение тепловые машины, вращающие электрические генераторы.

22 февр. 2008 г.

"Квазар" планирует удвоить уставный капитал

ОАО "Квазар" (Киев) планирует увеличить уставный капитал в два раза - до 36,067 млн грн за счет проведения дополнительной эмиссии акций. Как сообщила в январе этого года «Интерфакс-Украина» со ссылкой на официальное объявление компании, вопрос о дополнительном выпуске 360,67 простых именных акций номиналом 50 грн будет рассмотрен на внеочередном собрании акционеров 7 марта 2008 года. Привлеченные в результате размещения акций средства будут направлены на увеличение оборотных средств предприятия.

Справка: ОАО «Квазар» специализируется на производстве интегральных микросхем, изделий фотоэлектроники (солнечные элементы, панели и системы). Основными акционерами компании являются российское ООО «Техпроект» - 17,1%, канадское Security Corp - 47,35% и Сергей Берингов - 11,8%.

21 февр. 2008 г.

Кремниевый выход из энергетического ступора

from-ua.com / 24.10.2007

Невзирая на заявленные властью планы по снижению энергопотребления, этого так и не произошло. До сих пор Украина...

...остается наиболее энергоемкой страной в Европе, потребляющей очень много газа, нефти, электричества. Все это отражается миллиардными долгами, массовыми неплатежами, колоссальными денежными затратами, низкой конкурентоспособностью украинской промышленности и ростом тарифов на ЖКХ. А между тем, применяя новые технологии, наша страна могла бы в разы сократить энергопотребление, тем самым снизив нагрузку на бюджет, увеличив соцвыплаты нуждающимся, повысив рентабельность предприятий.

Курьез в том, что за энергоэффективными технологиями не нужно ехать за тридевять земель, да и стоимость их не столь высока, как об этом говорят чиновники, вытягивая из бюджета суммы на не совсем понятные энергоснижающие программы. Все это производится и успешно применяется у нас. Правда, как потребитель, так и государство не особо знакомы с этой продукцией, хотя она успешно продается на мировых рынках.

Речь идет о кремниевых технологиях. Этим материалом богата наша земля, и именно на их основе производится целая гамма полупроводников – от солнечных батарей до компьютерных процессоров.

Кремний – основной материал для производства энергосберегающей продукции, в частности солнечных батарей. Использование материалов с добавками кремния позволяет здорово экономить на все дорожающих традиционных видах топлива – нефти, газе и биотопливе. По прогнозам аналитиков, потребность в производстве поликристаллического кремния составит более 30 тыс. тонн.

В таких странах, как Китай и Тайвань, набирает обороты при государственной поддержке производство солнечных батарей, 70% модулей которых – кремний. К сожалению, Украина, в прошлом один из крупнейших добытчиков кремния, утратила свои месторождения, которые пришли в глубокий упадок, и превратилась из страны-экспортера в импортера. Теперь компании пытаются восстановить утраченный потенциал, возрождая добычу и производство, однако это долгий и трудоемкий процесс.

Однако все же благодаря некоторым предприятиям энергоэффективные технологии не только не были забыты, но и продолжили свое развитие.

К примеру, компания «Квазар». Всем нам она известна производством компьютеров. Однако сам «Квазар» представляет из себя холдинг, который объединяет многие виды деятельности в сфере высоких технологий. Стоит отметить, что «Квазар» обладает полной инфраструктурой – от научных исследований и разработки новых технологических процессов до полного промышленного производства разработанной продукции, а также, что немаловажно, ее обслуживания и сервиса. Ныне холдинг производит как продукцию для военно-промышленного и аэрокосмического комплексов, так и для массового потребления.

Причем эти товары не отличаются от продукции импортного производства, а иногда во многом их превосходят – прежде всего, по цене и качеству.

Компания сделала ставку на совмещение военно-технических технологий предприятий бывшего СССР, своих современных разработок и ноу-хау Запада. В итоге заводу «Квазар», находящемуся в Киеве, удалось создать свою «кремниевую рощу», которая специализировалась на производстве энергоэффективной продукции из кремния. В частности, предприятию удалось наладить производство таких компонентов для возобновляемой энергетики как:
- фотоэлектрические преобразователи. Их производственная мощность – более 8 МВт в год;
- фотоэлектрические модули. Производственные мощности – более 4 МВт в год. «Квазар» сейчас наладил выпуск солнечных модулей наземного использования мощностью от 6 до 150 Вт. Характерная особенность этой продукции – надежность, эффективность и способность работать в различных климатическизх условиях, чего не скажешь об импортных аналогах, адаптированных, в основном, на теплые страны;
- установка фотоэлектрических систем возобновляемой энергии.

«Квазар» внедряет их на разных объектах:
- бытовые объекты (дома, больницы, школы, дворовое, уличное, парковое освещение);
- промышленные объекты;
- сельское хозяйство;
- туризм (мобильные системы энергообеспечения, автономное освещение, подзарядки для «мобильников» и т.д.).

Также предприятие специализируется на производстве кремниевых пластин для нужд возобновляемой энергетики.

Преимущества такой продукции очевидны. По подсчетам представителей украинского предприятия, 30 кв. метров солнечных батарей будет достаточно, чтобы обеспечить зимой необходимое энергопитание в сутки для большого дома. За десятичасовой световой день реально можно получить с одного метра батареи 1,5 киловатта. С батареи площадью 10 квадратных метров - 15 киловатт. А ведь обычная квартира в сутки потребляет всего 3-5 кВт. Зимой световой день составляет пять часов, да и погода не такая идеальная. Поэтому в украинских широтах потребуется семикратный запас мощности. Однако затраты быстро окупаются. Ведь расходы на тепло и свет значительно ниже, чем от традиционных источников. К тому же дом полностью независим от коммунального снабжения, весьма ненадежного в наше время. Батареями уже оборудованы десятки тысяч домов в Европе и США. У нас же пока солнечные батареи – диковинка. Специалисты утверждают: все от незнания.

Еще пару цифр в пользу солнечных батарей:
- срок службы солнечной батареи более 25 лет;
- типичный КПД солнечной батареи 14%;
- напряжение любой пластинки кремниевого элемента: без нагрузки - 0.6 В, под нагрузкой - 0.5 В (при инсоляции 1 кВт/м2);
- к 2020 году Швеция планирует полностью отказаться от углеводородного топлива;
- в Германии уже несколько лет действует государственная программа «Сто тысяч солнечных крыш», в США действует аналогичная программа «Миллион солнечных крыш».

Компания «Квазар» успешно реализует энергоэффективные программы за рубежом. Технологии компании позволили провести электричество в труднодоступные уголки Азии и Африки. Эти страны не могут себе позволить провести свет через линии электропередач, так как их установка достаточно затратна. А вот солнечные технологии по карману, да и не так зависят от таких погодных условий, как ветер и температура.

Ну а в Казахстане «квазаровцы» реализовали уникальнейший проект. Компания выиграла тендер ООН по опреснению воды с помощью солнечных батарей. Кстати, в нем участвовали и западные компании, которые в итоге проиграли по соотношению цена - качество. В итоге проект был успешно реализован, и казахские пустынные и степные поселки получили долгожданную воду. Характерная черта: специалистам компании, в отличие от западных, нипочем экстремальные условия. Поэтому украинцы работают намного быстрее своих европейских коллег. К слову, подобный опыт пригодился бы в электрификации «солнцем» западноукраинских сел, страдающих от повреждений линий электропередач и нуждающихся в автономном энергообеспечении.

Что касается родной Украины, то города, которые воспользовались услугами «Квазар», не только не жалеют о внедрении новых технологий, но и всячески пропагандируют их для своих коллег. К примеру, первым клиентом по технологии освещения улиц с помощью солнечных батарей стал город Острог. В итоге, затраты на приобретение системы окупились за полтора года, а в дальнейшем освещение города стало вовсе практически беззатратным. После успеха с городскими фонарями технологию «Квазар» решили освоить у себя бюджетные учебные и лечебные учреждения Острога – школы, больницы и поликлиники, училища, колледжи.
Заинтересовались технологиями украинского хай-тек и наши металлурги. Еще бы. Ведь отрасль считается наиболее энергоемкой. С помощью кремниевых солнечных батарей металлургические гиганты могут сократить потребление угля, газа и электричества и частично перейти на собственную энергию.

Компания «Квазар» уже давно признана лидером в распространении энергоэффективных технологий. Украинцы успешно продвигаются на иностранные рынки, продавая за рубежом свою кремниевую продукцию, ведь спрос на нее все время возрастает. Растет интерес к ней и со стороны украинских потребителей, не желающих переплачивать за электричество.
Представители украинского хай-тек надеются, что именно их продукция станет востребованной в ходе реализации энергоэффективных программ украинских городов и предприятий.

20 февр. 2008 г.

Основы расчета фотоэлектрической системы

Все фотоэлектрические системы (ФЭС) можно разделить на два типа: автономные и соединенные с электрической сетью. Станции второго типа отдают излишки энергии в сеть, которая служит резервом в случае возникновения внутреннего дефицита энергии. Автономная система в общем случае состоит из набора солнечных модулей, размещенных на опорной конструкции или на крыше, аккумуляторной батареи (АКБ), контроллера разряда - заряда аккумулятора, соединительных кабелей. Если потребителю необходимо иметь переменное напряжение, то к этому комплекту добавляется инвертор-преобразователь постоянного напряжения в переменное.


19 февр. 2008 г.

Азия готовится к очередному прыжку

Китайские компании активно осваивают и рынок солнечных элементов, растущий ежегодно на 30%. В феврале компания Nantong Qiangsheng Photovoltaic Technology (сокращенно, QS Solar, Шанхай) открыла новую производственную линейку по выпуску тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного кремния с крупнейшим в Китае объемом выпуска 25 МВт. Компания недавно заявила, что она введет еще две линии в течение 2008 года, доведя объем выпуска до 75 МВт. Производственную линейку стоимостью 25 млн. долл. QS Solar поставила из США. По словам официальных представителей компании они намерены за два года довести цену пленочных солнечных элементов до 14 центов, что значительно ниже нынешней цены традиционных фотовольтаических солнечных элементов — 55—70 центов.

Компания планирует установить в течение трех лет фотовольтаические (на поликристаллическом кремнии) станции во Внутренней Монголии, Тибете и китайской провинции Ксиньянг (Xinjiang). В настоящее время стоимость электрической мощности, генерируемой фотовольтаическими ячейками – 55 центов за кВт*час, а, по оценкам, к 2030 году фотовольтаичекая элекроэнергия по цене будет сравнима с электроэнергией тепловых электростанций.

К слову, рынок солнечной энергетики становится все более привлекательным. Горячий интерес к нему проявила и компания Intel, сегодняшний ракетный двигатель в промышленности компьютерных чипов. Имея развитую кремниевую технологию, грешно не присоединиться к этому перспективному бизнесу. Intel готова инвестировать в проект строительства самой большой «солнечной» фабрики в США, продвигаемый немецкой компанией SolarWorld.

Не отстает и Южная Корея — компания KCC Corp. планирует инвестировать 339 млн. долл. в строительство завода по получению поликристалли­ческого кремния (3000 тонн ежегодно), как исходного материала для производства солнечных элементов. Часть инвестиций в строительство предоставит японская судостроительная компания Hyundai Heavy Industries Co. KCC Corp. уже получила заказ на поставку поликремния на сумму 97,8 млн. долл. до 2013 года от компании Solar Power Industries, Inc., основанной в США.

Те, кто сегодня присматривается к Солнцу, вовсе не надеятся, что это принесет доход, как от «той Большой Нефти», но завтра… все еще может измениться.

Источник

Открыты термоэлектрические свойства кремния


Ученые выяснили, что специально подготовленный кремний приобретает ко всему прочему и термоэлектрические свойства (преобразование теплоэнегрии в электричество), и это открывает широкие возможности в его использовании. Теперь появилась возможность постройки электростанций, использующих в качестве источника электроэнергии не только солнечный свет, но и тепло, излучаемое нашей звездой. Однако и это еще не все. Ученые утверждают, что теперь в качестве ресурса можно использовать любые подобные источники, такие, как например, излишки тепла, выделяемые автомобилями и компьютерами. С другой стороны, кремний можно использовать и в охлаждении. Давайте рассмотрим это подробнее.

Солнечная энергетика не зависит от рецессии

Источник

Солнечная энергия остается одним из немногих секторов американской экономики, не затронутых рецессией. Не смотря на кризис финансового рынка представители отрасли пока неплохо зарабатывают.

Компания First Solar Inc. из американского города Феникс, располагающая дизайн-центром в Огайо и фабрикой по производству солнечных батарей в Германии, опубликовала потрясающие финансовые данные за четвертый квартала 2007 года.


Сколько стоит 5,5 МВт*час?


На рисунке показано сколько нужно топлива для выработки 5,5МВт*ч:
  • 1 кг солнечного кремния (готовый к генерации электрической энергии) стоит 600 дол. (за свою жизнь он выдаст 5,5 МВт)
  • уголь по 70 дол. за тонну - итого для получения 5,5 МВтч нам нужно купить угля на 323 260 дол.
  • нефть по 100 дол за баррель (100 дол. за 0,136 тонн - 735 дол. за тонну) - итого мы потратим 1 049 580 дол.
  • газ по 170 дол. за 1000 м3, для 5,5 МВтч мы потратим 226 780 дол.

18 февр. 2008 г.

Гелиоэнергетический потенциал Украины

Источник

Уровень поступления солнечной радиации на Украине достаточно высокий, составляет 3.46 миллиардов мегаватт-часов в год.

Наибольшее число часов солнечного сияния 2300-2400 часов в год наблюдается в Крыму и на побережье Черного и Азовского морей. В степной зоне Украины длительность солнечного сияния составляет 2000 - 2200 часов. В направлении полесья и на востоке страны длительность солнечного сияния уменьшается до 1740- 1840 часов, в низинах закарпатской области число часов солнечного сияния достигает 2025 часов в год. Наиболее солнечные месяцы - с мая по август, наименее солнечные - с ноября по февраль.

Расчет суммарной солнечной радиации, поступающей на произвольно-ориентированную поверхность в условиях Украины

17 февр. 2008 г.

Солнечная энергия - будущее Земли

Солнце, как известно, является первичным и основным источником энергии для нашей планеты. Оно греет всю Землю, приводит в движение реки и сообщает силу ветру. Под его лучами вырастает 1 квадриллион тонн растений, питающих, в свою очередь, 10 триллионов тонн животных и бактерий. Благодаря тому же Солнцу на 3емле накоплены запасы углеводородов, то есть нефти, угля, торфа и пр., которые мы сейчас активно сжигаем. Для того чтобы сегодня человечество смогло удовлетворить свои потребности в энергоресурсах, требуется в год около 10 миллиардов тонн условного топлива.

Если энергию, поставляемую на нашу планету Солнцем за год, перевести в то же условное топливо, то эта цифра составит около 100 триллионов тонн. Это в десять тысяч раз больше, чем нам нужно. Считается, что на 3емле запасено 6 триллионов тонн различных углеводородов. Если это так, то содержащуюся в них энергию Солнце отдает планете всего за три недели. И резервы его настолько велики, что светиться так же ярко оно сможет еще около 5 миллиардов лет. 3емные зеленые растения и морские водоросли утилизируют примерно 34% поступающей от Солнца энергии. Остальное теряется почти впустую, расходуясь на поддержание комфортного для жизни микроклимата в глубинах океана и на поверхности Земли. И если бы человек смог взять для своего внутреннего потребления хотя бы один процент (то есть 1 триллион тонн того самого условного топлива в год), то это бы решило многие проблемы на века вперед. И теоретически вполне понятно, как именно взять этот процент.

Все началось с Альберта Эйнштейна. Многие помнят, что этот ученый был удостоен в 1921 году Нобелевской премии. Но мало кто знает, что получил он ее не за создание теории относительности, а за объяснение законов внешнего фотоэффекта. Еще в 1905 году он опубликовал работу, в которой, опираясь на гипотезу Планка, описал как именно и в каких количествах кванты света «вышибают» из металла электроны. Получить электрический ток с помощью фотоэффекта впервые удалось советским физикам в 30-е годы прошлого века. Произошло это в Физикотехническом институте, руководил которым знаменитый академик А.Ф. Иоффе. Правда, КПД тогдашних солнечных сернисто-талиевых элементов еле дотягивал до 1%, то есть в электричество обращался лишь 1% падавшей на элемент энергии, но задел был положен. В 1954 году американцы Пирсон, Фуллер и Чапин запатентовали первый элемент с приемлемым (порядка 6%) КПД. А с 1958 года кремниевые солнечные батареи стали основными источниками электричества на советских и американских космических аппаратах.

К середине 70-х годов КПД солнечных элементов приблизился к 10-процентной отметке и... почти на два десятилетия замер на этом рубеже. Для космических кораблей этого вполне хватало, а для наземного использования производство весьма дорогих солнечных батарей 11 кг кремния необходимого качества стоил тогда до 100 долларов) по сравнению с сжиганием дешевой нефти выглядело непозволительной роскошью. Как следствие-большинство исследований по разработке новых технологий в области солнечной энергетики было свернуто, а финансирование оставшихся сильно сокращено. В начале 90-х годов нынешний лауреат Нобелевской премии академик Жорес Алферов на собрании АН СССР заявил, что если бы на развитие альтернативной энергетики (а солнечная энергетика у нас считается одним из ее видов) было бы потрачено хотя бы 15% из тех средств, что мы вложили в энергетику атомную, то АЭС нам бы сейчас вообще бы ли не нужны. Судя по тому, что даже на тех крохах, которые выделялись «на Солнце», удалось к середине 90-х поднять КПД солнечных элементов до 15, а к началу нового века - до 20%, утверждение академика недалеко от истины.

Источник и продолжение...

11 февр. 2008 г.

Прошлое, настоящее и будущее солнечной энергии

Рассмотрим кратко исторические этапы изучения и развития солнечной энергии:

1839 Александр Эдмон Беккерель (Alexandre-Edmond Becquerel) открыл фотогальванический эффект.

1883 Чарльз Фриттс (Charles Fritts) создает всемирный первый солнечный электрический модуль - это селен, покрытый очень тонким слоем золота. Такое сочетание элементов преобразовывает меньше чем один процент солнечного света в электричество. Можно сказать, что этим одним процентом было положено начало в солнечной энергетике.

1953 Джеральд Персон (Gerald Pearson) проводя опыты в Bell Laboratories случайно установил, что кремний, покрытый определенными примесями, намного более чувствителен к солнечному свету, чем селен. Можно сказать, что с этой даты и стартовали исследования по использованию солнечной энергии – была создана первая солнечная ячейка. “Нью-Йорк Таймс” комментирует, что это так - “начало эры, которая приведет в конечном счете к реализации одной главной мечты человечества - использование почти безграничной энергии Солнца для развития цивилизации”.

1957 СССР на орбиту Земли вывел первый искусственный спутник на солнечных батареях.

В 1958 году это достижение повторили и США. Стоимость одного киловатт-часа энергии была $500.

1970 Стоимость за один киловатт-час была снижена до $100. На тот момент все спутники были оснащены солнечными батареями, изготовленными на основе кремния. КПД на этот момент достиг 10%. И примерно два десятилетия держался на этой отметке.

1973 Стоимость за один киловатт-час была снижена до $50 благодаря использованию более дешевых кремниевых плат. Финансирование многих исследований в солнечной энергетике было свернуто, так как цена кремния на тот момент была непозволительной роскошью по сравнению с ценами на нефть.

1978 Для поддержки телекоммуникационных сетей в Австралии были построены наземные солнечные станции.

1985 На солнечной энергии работало порядка 30 000 телефонов-автоматов по всему Калифорнийскому шоссе. Были установлены уличные солнечные фонари – днем они аккумулировали энергию, а ночью освещали улицы. Также освещались с помощью солнечной энергии автобусные остановки.

1995 Стоимость за один кВтч солнечной электроэнергии снизилась до $15. Во всех развитых странах начались усиленные разработки в области солнечной электроэнергии. Правительства старались как можно быстрее снизить стоимость солнечной энергии до уровня обычного электричества. К этому моменту КПД солнечных элементов удалось поднять до 15%.

2004 Добывается 1 миллион киловатт электроэнергии. Доходы от солнечной энергии близки к 6,5 миллиардам долларов. Первые места в «солнечной гонке» занимают Япония, Германия и Соединенные Штаты Америки.

2005 Четыре из пяти солнечных модулей установлены в Германии, Японии и США. По сравнению с 2004 годом рынок в 2005 вырос на 35%.

2006 Стоимость одного кВтч электроэнергии составляет $0,5. Это примерно в 10 раз дороже, чем от ископаемого электричества. Но по прогнозам ученых уже к 2010 году эта стоимость упадет вдвое. А к 2030 – в восемь раз от сегодняшних цен.

До 2010 года в Германии и Японии планируется ежегодно увеличивать рынок солнечных элементов на 25%. К “солнечным гонкам” присоединяются такие страны, как Южная Корея, Испания и Китай. Солнечная энергетика быстро развивающийся рынок. Та страна, которая перейдет по максимуму на солнечную энергию первой, имеет прекрасные перспективы в будущем.

Источник

10 февр. 2008 г.

Твердотельные солнечные элементы

Одним из наиболее доступных и долговечных, а также энергетически сбалансированных альтернативных источников энергообеспечения являются фотоэлектрические преобразователи (ФЭП).

Потенциальные возможности гелиоэнергетики

Источник

Для оценки возможностей солнечной энергетики округленно считают, что плотность потока солнечной радиации вне атмосферы Земли равна 1.4 кВт/м2 , а на уровне океана на экваторе в полдень 1 кВт/м2.

Общая мощность солнечной радиации, перехватываемая нашей планетой, составляет 1.7*1014 кВт. Это колоссальная мощность примерно в 500 раз превышает предельные и вряд ли достижимые потребности человеческой цивилизации, которые по оценке Римского клуба, могут составить 3*1011 кВт. Если оценить всю солнечную энергию, которую наша планета получает за один год, то она составит 1018 кВт*ч, что примерно в 10 раз больше энергии всех разведанных и неразведанных ископаемых топлив, включая и расщепляющиеся вещества. Из общего количества поступающей на Землю солнечной радиации около 30% немедленно отражается в космос в виде коротковолнового излучения, 47% адсорбируется атмосферой, поверхностью планеты (сушей и океаном) и превращается в тепло, которое большей частью рассеивается в космос в виде инфракрасного излучения, другие 23% вовлекаются в процессы испарения, конвекцию, осадки и кругооборот воды в природе. Небольшая часть, около 0.2%, идет на образование потоков в океане и атмосфере, включая океанские волны. И только 0.02% захватывается хлорофиллом зеленых растений и поддерживает жизнь на нашей планете. Малая доля от этих 0.02% обеспечила миллионы лет назад накопление на Земле запасов ископаемого топлива.

Солнечная энергия уверенно завоевывает устойчивые позиции в мировой энергетике. Привлекательность солнечной энергетики обусловлена рядом обстоятельств:

1. Солнечная энергетика доступна в каждой точке нашей планеты, различаясь по плотности потока излучения не более чем в два раза. Поэтому она привлекательна для всех стран, отвечая их интересам в плане энергетической независимости.

2. Солнечная энергия - это экологически чистый источник энергии, позволяющий использовать его во все возрастающих масштабах без негативного влияния на окружающую среду.

3. Солнечная энергия – это практически неисчерпаемый источник энергии, который будет доступен и через миллионы лет.

Основными направлениями использования солнечной энергии считаются:

- прямое превращение солнечной энергии в электрическую энергию;

- получение тепла путем абсорбции солнечного излучения.

Солнечная энергетика

Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и в перспективе может стать экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.

Ныне солнечная энергетика широко применяется в случаях, когда малодоступность других источников энергии в совокупности с изобилием солнечного излучения оправдывает её экономически.

Достоинства солнечной энергетики:

1. Общедоступность и неисчерпаемость источника.

2. Теоретически, полная безопасность для окружающей среды (однако в настоящее время в производстве фотоэлементов и в них самих используются вредные вещества). Существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечной энергетики:

1. Фундаментальные проблемы

Из-за относительно небольшой величины солнечной постоянной для солнечной энергетики требуется использование больших площадей земли под электростанции (например, для электростанции мощностью 1 ГВт это может быть несколько десятков квадратных километров). Однако, это недостаток не так велик, например, гидроэнергетика выводит из пользования заметно большие участки земли. К тому же фотоэлектрические элементы на крупных солнечных электростанциях устанавливаются на высоте 1,8—2,5 метра, что позволяет использовать земли под электростанцией для сельско-хозяйственных нужд, например, для выпаса скота.

Проблема нахождения больших площадей земли под солнечные электростанции решается в случае применения солнечных аэростатных электростанций, пригодных как для наземного, так и для морского и для высотного базирования.

Поток солнечной энергии на поверхности Земли сильно зависит от широты и климата. В разных местах среднее количество солнечных дней в году может различаться очень сильно.

2. Технические проблемы

Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в утренних и вечерних сумерках. При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме того, мощность электростанции может резко и неожиданно колебаться из-за смены погоды. Для преодоления этих недостатков нужно или использовать эффективные электрические аккумуляторы (на сегодняшний день это нерешённая проблема), либо строить гидроаккумулирующие станции, которые тоже занимают большую территорию, либо использовать концепцию водородной энергетики, которая также пока далека от экономической эффективности.

Проблема зависимости мощности солнечной электростанции от времени суток и погодных условий решается в случае солнечных аэростатных электростанций.

Дороговизна солнечных фотоэлементов. Вероятно, с развитием технологии этот недостаток преодолеют.

Недостаточный КПД солнечных элементов (вероятно, будет вскоре увеличен).

Поверхность фотопанелей нужно очищать от пыли и других загрязнений. При их площади в несколько квадратных километров это может вызвать затруднения.

Эффективность фотоэлектрических элементов заметно падает при их нагреве, поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения, обычно водяных.

Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться.

3. Экологические проблемы

Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. Современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30—50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее же время сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения.

Из-за экологических проблем и возникшего дефицита кремния начинает активно развиваться производство тонкоплёночных фотоэлементов, в составе которых содержится всего около 1 % кремния. К тому же тонкоплёночные фотоэлементы дешевле в производстве, но пока имеют меньшую эффективность. Так, например, в 2005 г. компания «Shell» приняла решение сконцентрироваться на производстве тонкоплёночных элементов, и продала свой бизнес по производству кремниевых фотоэлектрических элементов.

По материалам Википедия.ру

4 февр. 2008 г.

Солнечные панели с КПД 80%?

Ученые из Национальной Лаборатории Штата Айдахо на данный момент работают над технологией, которая, как думают исследователи, позволит производить солнечные батареи с КПД до 80%. Причем речь идет о двухсторонних батареях, в которых одна из их сторон сможет работать даже ночью.
Для решения задачи по повышению эффективности батарей, группа ученых решила использовать при их создании специальный материал, состоящий из миниатюрных наноантенн. Причем в этом направлении успех уже достигнут. Т.е. сама по себе «наноткань», захватывающая инфракрасное излучение уже разработана. Дело за «малым» — преобразовать энергию света в электрическую. По словам руководителя группы ученых Стивена Новака, они планируют добиться результата путем размещения в каждой наноантенне миниатюрного конденсатора.
Понятное дело, о коммерческой реализации технологии говорить пока рано. Но, если исследования американских ученых будут успешными, то такие эффективные солнечные батареи (а КПД существующих сегодня равен всего 20%) вполне могут получить широкое распространение.
Источник