Солнечная энергия это источник: Солнечная энергетика

Солнечная энергетика

• Главная

• Солнечная энергетика

Солнечная энергия

Мы можем использовать энергию солнца для разных целей. Одна из них — это выработка электрической энергии. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Этот процесс называется фотоэлектрический эффект. Использование солнечного электричества имеет много преимуществ. Это чистый, тихий и надежный источник энергии. Впервые фотоэлектрические батареи были использованы в космосе на спутниках. Сегодня солнечное электричество широко используется во многих областях. В удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения, солнечные батареи используются для электроснабжения отдельных домов, для подъема воды и охлаждения лекарств. Эти системы зачастую используют аккумуляторные батареи для хранения выработанной днем электроэнергии. Кроме того, калькуляторы, телекоммуникационные системы, буи и т.д. работают от солнечного электричества.

Другая область применения — это электроснабжение домов, офисов и других зданий в местах, где есть централизованная сеть электроснабжения. В последние годы именно это применение обеспечивает около 90% рынка солнечных модулей. В подавляющем большинстве случаев солнечные батареи работают параллельно с сетью, и генерируют экологически чистое электричество для сетей централизованного электроснабжения. Во многих странах существуют специальные механизмы поддержки солнечной энергетики, такие как специальные повышенные тарифы для поставки электроэнергии от солнечных батарей в сеть, налоговые льготы, льготы при получении кредитов на покупку оборудования и т.п. На этапе становления фотоэнергетики такие механизмы действовали в Европе, США. Японии, Китае, Индии и других странах.

Солнечные модули или панели состоят из нескольких компонентов, основным из которых является фотоэлектрический или солнечный элемент. Фотоэлектрические преобразователи (в литературе часто встречается и другое определение – солнечные элементы от английского solar cells) – полупроводниковые устройства, преобразующие энергию солнечного излучения (солнечную радиацию) в электрический ток. Существует множество способов преобразования солнечной энергии в электрическую, при этом технологически они могут очень сильно отличаться – как физическими принципами, так и технической реализацией. Наиболее эффективными – как с точки зрения организации производства, так и экономической энергетической целесообразности, являются устройства, использующие для преобразования солнечной энергии фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи (ФЭП), чьим главным преимуществом является одноступенчатый прямой переход энергии. Анализируя современный рынок коммерческих систем наземной установки, следует отметить, что подавляющая доля (порядка 80-85% от всего объема мирового рынка) приходится на кристаллические кремниевые элементы. Гораздо меньший процент составляют тонкопленочные солнечные элементы (например, CdTe) – порядка 10%. Именно поэтому, ниже мы рассмотрим производство кристаллических кремниевых фотопреобразователей, как наиболее востребованный рынком альтернативной энергетики компонент солнечных батарей.

12 малоизвестных фактов о солнечной энергии

1. Это самый богатый источник энергии на Земле

Солнечная энергия — это световое и тепловое излучение Солнца, которое используется для выработки электроэнергии. Пока мы формируем технологии для улавливания и преобразования солнечной энергии, Земля уже получает ее в больших количествах.

Солнечной энергии, достигающей поверхности планеты за полтора часа, достаточно, чтобы покрыть все энергопотребление человечества в течение целого года. Поскольку солнце в ближайшее время не собирается исчезать, у нас есть возможность полностью перейти на нее и положить конец глобальному использованию и потреблению ископаемого топлива.

2. 

Энергия солнца быстро набирает популярность в новых мощностях

В 2010 году солнечная энергия составляла всего 0,06% мирового энергобаланса. За девять лет ее доля выросла до 1,11%. Кроме того, она составляет наибольшую долю роста в структуре возобновляемых источников энергии, где она выросла с 0,8% в 2010 году до 10,3% в 2019 году. Одновременно быстро растут и мощности солнечной энергетики, то есть количество электроэнергии, которое она может произвести.

В 2020 году ее объем в мире вырос на 22%, поскольку установка солнечных панелей стремительно выросла. Вместе с ветроэнергетикой, с 2015 года объем производства возобновляемых источников энергии увеличился более чем в два раза.

3. Она создает минимум парниковых газов

Само производство солнечной энергии не создает выбросов, однако на других этапах жизненного цикла образуется минимальное количество вредных веществ.

Среди таких этапов: производство солнечных элементов и панелей — в основном из монокристаллического, поликристаллического или тонкопленочного («аморфного») кремния — их транспортировка, установка, обслуживание, вывод из эксплуатации и демонтаж.

Согласно большинству оценок, объем выбросов за один жизненный цикл фотоэлектрической системы, солнечной батареи, составляет примерно от 31 до 81 г CO2-эквивалента на кВт-ч.

4. 

Фотоэлектростанции генерируют 3% мировой энергии

Выработка электроэнергии на солнечных фотоэлектрических установках в 2020 году выросла на рекордные 156 ТВт-ч и достигла 921 ТВт-ч. Это на 23% больше, чем в 2019 году, и составляет 3,1% от мирового производства электроэнергии.

RB.RU аместе с Агрохолдингом «СТЕПЬ» и при поддержке АФК «Система» устроит 15 марта встречу инвесторов и предпринимателей, занятых проектами в области альтернативной энергетики.

Прием заявок продлится до 7 марта: лучшие стартапы смогут в формате четырехминутных питчей презентовать свои проекты десяти инвесторам.

Только на Китай, один из крупнейших в мире эмитентов парниковых газов, пришлось 75% прироста годового объема установок солнечных фотоэлектрических батарей с 2019 по 2020 год.

5. Солнечные электростанции могут прослужить 40 лет и более

Помимо батарей, энергию можно получать с помощью солнечных электростанций. При наличии нужной инфраструктуры они могут прослужить минимум 40 лет. Панели можно легко заменить и обновить новыми и более эффективными модулями по относительно низкой цене, что обеспечивает длительный срок службы электростанций.

6. Солнечные электростанции все же влияют на окружающую среду

По данным Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (NREL), для того чтобы солнечная электростанция обеспечивала электроэнергией 1 тыс. домов, ей потребуется 32 акра земли.

Другими словами, чтобы удовлетворить потребности США в потреблении энергии, для солнечных электростанций потребуется 18 734 500 акров земли, а это — 0,8% площади всей страны. Помимо земли, солнечные тепловые электростанции требуют воды, а используемые материалы могут быть опасны при неправильной утилизации.

7. К 2024 году солнечная энергия подешевеет на 35%

Одним из наиболее примечательных фактов о солнечной энергии является то, что ее стоимость в течение следующих нескольких лет значительно снизится.

Эксперты отрасли прогнозируют, что в США к 2023 году количество солнечных установок удвоится и достигнет четырех миллионов. Эта тенденция наблюдается и других странах.

В Австралии в 2021 году было установлено рекордное по мощности количество солнечных панелей на крышах — более 3 тыс. МВт. Почти треть австралийских домохозяйств оснащены солнечными панелями — это самый высокий показатель в мире.

Рост потребления позволит снизить стоимость солнечной энергии благодаря ее доступности. Некоторые ожидают, что к 2024 году она снизится на 15-35%, что подстегнет потребление во второй половине десятилетия.

8. Солнечная энергия в 2020 году стала самой дешевой электроэнергией в истории

Согласно отчету Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) за 2020 год, солнечная энергия в настоящее время является самой дешевой электроэнергией в истории. В большинстве крупных стран солнечная технология дешевле угля и газа.

9. Самая большая солнечная ферма в мире находится в Марокко

Солнечная электростанция Noor Complex — крупнейшая в мире станция концентрированной солнечной энергии. Она расположена в пустыне Сахара в Марокко. Ее географическое положение обеспечивает оптимальный доступ к солнечному свету, а мощность 580 МВт позволяет обеспечить электроэнергией более миллиона человек.

10. Китайские мощности солнечной энергии растут быстрее всех в мире

Китай установил наибольшее количество новых мощностей возобновляемых источников энергии в 2021 году и, как ожидается, достигнет 1200 ГВт ветровых и солнечных мощностей в 2026 году — на четыре года раньше намеченного срока.

К 2024 году в Китае, вероятно, уже будет зарегистрирован наибольший в мире объем установленной в жилых домах мощности солнечной энергии.

Производство солнечной энергии в мире, ТВт-ч. Инфографика: ourworldindata.org

Такими темпами страна, как и обещалось, должна достичь углеродного пика уже к 2030 году, а к 2060 году завершить переход к углеродной нейтральности. К сожалению, вместе с тем, из-за недавнего энергетического кризиса потребление угля в Китае увеличивается.

11.

Индия стремится стать мировым лидером в области солнечной энергетики

К 2070 году Индия планирует достичь углеродной нейтральности, и к к концу 2030 года премьер-министр Нарендра Моди обязался увеличить количество энергии из возобновляемых источников до 50%.

Одной из целей является установка 100 ГВт солнечных электростанций, подключенных к сети, к 2022 году.

Другая всеобъемлющая цель — децентрализация солнечной энергии и ее широкое распространение для удовлетворения потребностей страны в приготовлении пищи, освещении и других видах энергии.

Однако локдауны и проблемы с цепочкой поставок сорвали строительство многих проектов, в результате чего в 2020 году было установлено не более 4 ГВт солнечных фотоэлектрических мощностей, что почти на 60% меньше, чем в 2019 году.

12. Проблемы с цепочкой поставок могут помешать росту солнечной энергетики

Пандемия серьезно повлияла на мировую экономику во многих отношениях, и ожидается, что в солнечная энергетика может застопориться из-за роста цен на сырьевые материалы, такие как сталь и алюминий, узких мест в глобальной цепи поставок и повышения стоимости доставки из-за ограничений на поездки по всему миру.

Если такая тенденция сохранится, это может нанести удар по странам, которые наращивают производство и мощности солнечной энергии, вынуждая многих продолжать полагаться на ископаемые виды топлива, такие как уголь и природный газ.

Источник.

Фото на обложке: Jason Finn / Shutterstock

Основы солнечной фотоэлектрической технологии | Министерство энергетики

Перейти к основному содержанию

URL видео