Солнечная электростанция на крыше: экономическое обоснование

В таблице 4 приведено сравнение трех рассмотренных солнечных электростанций, из которого видно, что минимальный срок окупаемости был рассчитан для автономных солнечных электростанций, заменяющих топливные генераторы (из-за более высокой стоимости выработки электроэнергии генераторами).Таблица 4 – Сравнение трех видов солнечных электростанцийПоказателиЕдиница измерения123Электрическая эффективность%18%18%18%Номинальная мощность 1 м2 солнечных модулейВт180180180Номинальная мощность электростанцииВт1 000 00015 0001 038Общая площадь солнечных модулейм25556836Среднее поступление солнечной радиации в годВт/м21 3001 3001 300Электрическая эффективность солнечных модулей%18%18%18%Выработка электроэнергии 1 м2 солнечных модулей в годкВт·ч234234234Выработка электроэнергии всей станцией в годкВт·ч1 300 00019 5001 350Общая годовая выручка от реализации электроэнергиируб.6 500 00097 50027 000*Простой срок окупаемостилет15,410,85,8Вариант дома с совмещением электросети от солнечной электростанции окупается быстрее, чем стационарная солнечная электростанция, поскольку инвестиционные затраты на кВт установленной мощности ниже.При расчете экономической эффективности следует также учитывать, что использование фотоэлектрических модулей имеет высокий электрический КПД (25-28%) и обеспечивает тепловую энергию в дополнение к электрической, что может ускорить срок окупаемости данного типа фотоэлектрической установки.2.2 Развитие сфер применения солнечных электростанцийВ последние годы защита окружающей среды становится все более серьезной проблемой. Современные электростанции, работающие на топливе, загрязняют атмосферу вредными выбросами, а также "тепловым загрязнением".Поэтому на данном этапе солнечная энергия является очень перспективным источником энергии. Учитывая, что вся энергия в итоге преобразуется в тепло, она способна привести к необратимым изменениям теплового баланса и климата Земли. Прогнозируется, что в 5-7 раз больше тепловой энергии, чем солнечной, представляет угрозу "теплового загрязнения".Несмотря на все эти преимущества, солнечная энергия не нашла широкого применения даже в странах с теплым климатом. Это объясняется непостоянством излучения в разное время суток и техническими трудностями, связанными с ее преобразованием.Солнечная энергия — это постоянный и потенциально огромный источник энергии без загрязнения окружающей среды. В наши дни, когда окружающая среда разрушается, ее использование может позволить избежать больших неудобств для окружающей среды. Однако основными проблемами использования солнечной энергии являются ее высокая стоимость концентрации в момент использования и тот факт, что доступная энергия варьируется в зависимости от времени суток, времени года и региона.Солнечная энергия обладает практически неограниченным потенциалом, ее мощность оценивается в 20 миллиардов киловатт (20–10 12 Вт, 2000 ГВт), достигающих поверхности земли. Эта величина более чем в 100 раз превышает прогнозируемые потребности всей планеты в электроэнергии на уровне 2000 года.Есть два технических аспекта солнечной энергии - электричество, тепло, горячая вода и опреснение - один из них - производство электрической энергии, а другой - производство тепла.Реализация проекта предусматривала низкую плотность передачи солнечного тепла - 1 киловатт на квадратный метр. Для этого требовался энергоприемник с большой площадью поверхности. В настоящее время разрабатываются концентраторы энергии, для которых требуется площадь поверхности в несколько десятков квадратных километров. Технология строительства концентраторов также является дорогостоящей. Для обеспечения непрерывной подачи вторичной энергии необходимы аккумуляторные батареи. Кроме того, необходимость в аккумуляторных батареях увеличивает стоимость энергии. По этой причине во всем мире разрабатываются фотоэлектрические электростанции, использующие термодинамические циклы преобразования, то есть паровые электростанции, аналогичные тем, которые используются на современных тепловых электростанциях. Во многих развитых странах годовое количество солнечной энергии, падающей на крыши домов, значительно превышает энергию, необходимую для отопления и охлаждения.Большой успех, достигнутый в прямом преобразовании солнечного света в электричество термогенератами и фотогенераторами, означает, что они используются не стационарно, а в особых условиях эксплуатации. Все космические корабли и спутники оснащены солнечными батареями, которые преобразуют солнечную энергию непосредственно в электрическую. Такие преобразователи являются дорогостоящими в проектах, нуждающихся в большой мощности.Использование солнечной энергии значительно продвинулось в области теплоснабжения. Это связано с тем, что отопление и нагрев воды являются низкотемпературными процессами и могут быть обеспечены более простыми техническими средствами. Солнечные водонагреватели уже используются в индивидуальных системах в южных климатических зонах.В настоящее время многие американские компании выпускают солнечные водонагреватели различных конструкций в виде стандартных секций. Из этих секций можно собрать панели необходимой мощности.В настоящее время акцент смещается в сторону совершенствования технологии и проектирования солнечных тепловых установок, а также широкого распространения производственных программ в промышленности: поскольку интенсивность солнечного излучения в 800 Вт/м2 может быть получена при затратах менее 200 Вт/м2, задача состоит в разработке научных методов экологических преимуществ солнечного теплового отопления, чтобы экономически эффективное применение Область может быть разумно расширена.Исследования в области фотовольтаики занимают важное место в научном сообществе. В таких странах, как США, Япония и Германия, эти исследования уже давно ведутся на уровне национальных программ.ЗаключениеВывод, который можно сделать из вышесказанного, заключается в том, что солнечная энергетика перспективна. Солнечное излучение - практически неисчерпаемый источник энергии, доступный во всех уголках Земли, находящийся на кончиках пальцев каждого потребителя, экологически чистый и доступный.Недостатком солнечного света как источника энергии является его нерегулярность в достижении земной поверхности, которая определяется суточными и сезонными циклами и погодными условиями. Поэтому хранение электроэнергии, вырабатываемой солнечными электростанциями, является очень важным вопросом. В настоящее время эта проблема решается в основном за счет использования аккумуляторов, которые представляют собой традиционные химические накопители.При сгорании водорода образуется только водяной пар, что делает это топливо экологически чистым. Крупномасштабное развитие солнечной энергетики принесет огромную пользу регионам мира с высокой среднегодовой солнечной радиацией. Пустыни и бесплодные районы станут "корзинами" планеты, районами, где сельское хозяйство процветает благодаря "приходу" солнечной энергии.Значит ли это, что специалисты должны направлять свои усилия только на разработку преобразователей солнечных батарей и решение проблем, непосредственно связанных с ними? Нет нельзя жертвовать одной областью ради развития другой. То же самое можно сказать и об электроэнергетике. Мы должны использовать различные ресурсы, включая солнечную, ветровую, ядерную энергию и, конечно же, традиционные ископаемые ресурсы. Использование разнообразных ресурсов, таких как солнечная, ветровая, ядерная и, конечно же, традиционная ископаемая энергия, обеспечит оптимальное взаимодействие, и мы постепенно приблизимся к экологически чистому, надежному и совершенному энергетическому будущему.Список литературы1. Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии – 1996. - № 7. - С. 93 - 98. 10. Шицкова А.П., Новикова Ю.В. Солнечная энергетика // Гармония или трагедия? – 1989. - С. 91 - 94. 2. Емельянов А. Солнечная альтернатива: Альтернативная энергетика // Экология и жизнь – 2001. - № 6. - С. 22 - 23.3. Лебедев В. Солнечное будущее: альтернативная энергетика. В. Лебедев // Наука и инновации – 2008, № 5. - С. 19 - 21. 4. Лучков Б.И. На пути к городу Солнца: Использование солнечной энергии – 2003. - № 15. - С. 7 - 10. 5. Лучков Б.И. Солнечный дом - солнечный город: Перспективы солнечной энергетики // Наука и жизнь. – 2002. - № 12. - С. 26 - 31. 6. Мейсон Д. Грандиозные идеи: развитие солнечной энергетики / Д. Мейсон, В.Фтенакис, К. Цвайбель // В мире науки – 2008, № 4. - С. 28 - 37. 7. Петрукович А., Зеленый Л. В объятиях солнца: Влияние солнечной активности на жизнь на Земле. // Наука и жизнь. – 2001. - № 7. - С. 2 - 8.8. Пополов А. Солнце к юбилею // Наука и жизнь. – 1991. - № 11. - С. 74 - 77.9. Родионов Б.Н. Престижно и экономно: Перспективы использования солнечной энергетики – 2000. - № 4. - С. 34 - 35.