خانه » Что такое солнечная энергия и как она преобразуется в электричество?
Солнечная энергия: Возобновляемые источники энергии постепенно вытесняют ископаемое топливо в качестве основного источника энергии. Взгляните хотя бы на динамику роста солнечной энергетики: в 2009 году было произведено всего около 21 тераватт солнечной энергии, но к 2020 году этот показатель вырос примерно до 850 тераватт!
Благодаря значительному снижению стоимости установки солнечных панелей многие компании используют эту возможность для сокращения расходов на электроэнергию. Вам может быть интересно узнать, как производится солнечная энергия и почему её использование может быть одним из лучших вариантов обеспечения вашего бизнеса электроэнергией.
В наши дни солнечная энергия стала мощной альтернативой ископаемому топливу, удовлетворяя потребности в энергии без выброса парниковых газов, загрязнения воды или иного вредного воздействия на окружающую среду.
Поскольку солнечные панели можно устанавливать практически где угодно, даже в холодных регионах, а процесс производства энергии продолжается до тех пор, пока доступен солнечный свет, этот тип энергии стал одним из самых экономически эффективных и устойчивых вариантов.
Рекомендуемая статья: Что такое биотопливо и где оно применяется?
Существует три основных способа использования солнечной энергии: фотоэлектрические установки, солнечное отопление и охлаждение (СОН) и концентрация солнечной энергии (КСЭ).
Фотоэлектрическая технология использует электронный процесс для прямого преобразования солнечного света в электричество. Этот метод может применяться для питания самых разных устройств — от небольших устройств, таких как калькуляторы или дорожные знаки, до жилых домов и даже крупных коммерческих объектов.
В отличие от этого, две другие технологии, солнечное отопление и охлаждение (SHC) и концентрированная солнечная энергия (CSP), используют солнечное тепло. Системы SHC обычно используются для нагрева помещений или бытового горячего водоснабжения, в то время как CSP концентрирует солнечное тепло и использует его для вращения турбин, вырабатывающих электроэнергию.
Рекомендуемая статья: Чистое топливо и энергия
Если вы когда-нибудь видели солнечную панель, вы, вероятно, видели, что она состоит из множества маленьких квадратиков. Эти квадратики — солнечные элементы, или фотоэлектрические (PV) элементы. Когда эти элементы, обычно изготовленные из таких материалов, как кремний, подвергаются воздействию солнечного света, часть света поглощается полупроводниками.
В результате поглощенная энергия приводит к высвобождению электронов внутри ячеек и их свободному движению. Это движение создаёт электрический ток. Однако энергия, вырабатываемая солнечными ячейками, должна быть преобразована в полезную электроэнергию, прежде чем её можно будет использовать в различных устройствах.
Как солнечная энергия преобразуется в электричество?
Солнечные панели вырабатывают постоянный ток (DC), то есть электричество течёт только в одном направлении. Но проблема в том, что большинство электроприборов и устройств, которые мы используем каждый день, работают на переменном токе (AC) — токе, в котором электроны могут менять направление.
Для интеграции солнечной энергии в эти системы вырабатываемая электроэнергия должна быть преобразована в переменный ток с помощью устройства, называемого инвертором. После этого преобразования солнечная энергия работает так же, как и электроэнергия от сети, поэтому вам не нужно беспокоиться о ваших приборах или рабочем оборудовании — всё будет работать как надо.
Хотя мы ещё далеки от полного отказа от ископаемого топлива, возобновляемая энергетика постепенно снижает нашу зависимость от источников загрязнения. В 2021 году такие источники, как ветер и солнце, обеспечили около 10% мировой электроэнергии. Эта тенденция свидетельствует о том, что движение к более чистому будущему уже началось.
Помимо экологических преимуществ, солнечная энергия может предоставить значительные возможности для бизнеса. Вот некоторые из основных преимуществ использования этого источника энергии:
1. Солнце – бесконечный источник энергии
Самое очевидное преимущество солнечной энергии заключается в том, что Солнце не погаснет в ближайшее время. Учёные подсчитали, что оно будет светить ещё как минимум 5 миллиардов лет, поэтому не стоит беспокоиться об исчерпании этого источника энергии.
2. Эффективность панелей повышается
Эффективность солнечных панелей значительно выросла за последние годы. В 2012 году максимальный КПД солнечных элементов составлял чуть менее 18%, но к 2020 году исследователям из NREL удалось создать устройство с КПД 47,1%. Хотя этот рекорд ещё не установлен в серийное производство, средний КПД современных панелей составляет от 15 до 20%, чего достаточно для ежедневного обеспечения электроэнергией многих предприятий.
3. Значительное сокращение счетов за электроэнергию
Солнечные панели помогают предприятиям стать более устойчивыми к колебаниям цен на электроэнергию. Поскольку электроэнергия вырабатывается на месте, зависимость от традиционных поставщиков снижается, а затраты сокращаются.
По данным EnergySage, компании, которые раньше тратили на электроэнергию около 1950 долларов в месяц, после установки солнечной системы снизили свои расходы примерно до 500 долларов. Если ваша система производит избыточную энергию, вы даже можете продать её обратно в сеть для получения дополнительного дохода, хотя этот вариант зависит от местных энергетических норм.
4. Значительное снижение затрат на установку
Стоимость установки солнечных систем значительно снизилась за последнее десятилетие. По данным Министерства энергетики США, с 2010 года стоимость установки снизилась на 75% и продолжает снижаться. Более того, срок службы панелей составляет в среднем 25 лет, зачастую полностью окупая инвестиции в течение первых 5–7 лет, а затем электричество становится практически бесплатным.
5. Простое и недорогое обслуживание
Солнечные панели практически не требуют обслуживания. Они не имеют движущихся частей и защищены от атмосферных воздействий. Как правило, система остаётся в отличном состоянии, достаточно чистить её один-два раза в год. Это означает, что расходы на текущее обслуживание также очень низкие.
6. Сокращение выбросов углекислого газа и забота об окружающей среде
Солнце — один из самых чистых источников энергии в мире. В отличие от ископаемого топлива, солнечная энергия не загрязняет воздух и не производит парниковых газов. Углеродный след солнечных панелей до 20 раз меньше, чем у угольных электростанций.
Это преимущество не ограничивается только охраной окружающей среды. Согласно опросу Statista, 45% потребителей заявили, что предпочитают покупать у брендов, которые ведут свою деятельность в соответствии с принципами устойчивого развития. 92% заявили, что больше доверяют компаниям, которые уделяют больше внимания вопросам экологии и социальной ответственности. Таким образом, использование солнечной энергии может создать реальное конкурентное преимущество на рынке.
7. Укрепление энергетической безопасности и сетевой независимости
В условиях растущей волатильности цен на ископаемое топливо и риска перебоев с электроснабжением использование солнечной энергии может повысить энергетическую безопасность вашего бизнеса. Поскольку вы больше не зависите от традиционных поставщиков, колебания рынка оказывают на вас меньшее влияние.
Кроме того, если у вас есть система накопления энергии, вы можете хранить излишки электроэнергии для использования при необходимости, например, в пасмурные дни или во время отключений электроэнергии, и быть уверенным в том, что у вас будет стабильное электроснабжение.
В последние годы стремительный рост технологий солнечной энергетики открыл путь к широкому использованию этого экологически чистого источника. В соответствии с существующей мировой энергетической политикой, использование солнечных, ветровых и геотермальных электростанций считается экономически оправданным и экономически эффективным.
Использование огромного потенциала возобновляемых источников энергии станет возможным при условии наличия инфраструктуры, такой как передовые технологии, первоначальный капитал, специализированные человеческие ресурсы, а также наличия долгосрочной политики поддержки этой области.
Иран обладает огромным потенциалом в области солнечной энергетики благодаря разнообразию возобновляемых источников энергии. Это привлекло внимание отечественных и иностранных инвесторов к развитию солнечной инфраструктуры в стране. Занимая площадь более 1,6 миллиона квадратных километров и имея около 300 солнечных дней в году, Иран получает в среднем 2200 киловатт-часов солнечного излучения на квадратный метр, что почти вдвое больше, чем в Германии, стране, которая считается пионером в использовании солнечной энергии.
Если бы всего 1% территории страны был отведен под установку солнечных панелей с эффективностью 10%, можно было бы производить около 9 миллионов мегаватт-часов энергии ежедневно. В 2012 году правительство Ирана объявило о цели установить электростанции общей мощностью 53 000 мегаватт.
Достижение этой цели планировалось на основе активного участия независимых производителей и привлечения отечественных и международных инвесторов. Согласно положениям Пятого плана экономического, социального и культурного развития страны, предполагалось, что частный сектор обеспечит не менее 270 мегаватт необходимой мощности возобновляемой энергетики.
На основе технических исследований и подробных обследований, включая климатические условия, прямой солнечный свет и подходящие географические местоположения, потенциал производства солнечной электроэнергии в стране оценивается примерно в 14,7 ТВт-ч.
Учитывая ежегодный рост спроса на электроэнергию в стране на 8,9% в период с 2001 по 2007 год, ожидается, что к 2030 году доля возобновляемых источников энергии в общем объеме выработки электроэнергии в Иране составит около 2%. Установленная мощность солнечных батарей к тому времени, по прогнозам, достигнет 2,8 гигаватт, что потребует инвестиций в размере более 2,8 млрд долларов США.
В настоящее время малые солнечные электростанции работают в таких городах, как Шираз, Семнан, Талеган, Йезд, Тегеран, Хамадан и Хорасан. Йезд обладает наибольшей установленной мощностью, вырабатывая почти 58,5 мегаватт солнечной электроэнергии. На втором и третьем месте находятся провинции Фарс и Хамадан соответственно. Исследования показывают, что провинция Казвин также обладает высоким потенциалом для развития солнечных электростанций.
Рекомендуемая статья: Что такое зелёное топливо и как оно производится?
Одной из распространенных проблем, с которой сталкиваются компании в отношении солнечных панелей, является вопрос о том, будут ли эти системы работать в пасмурную или дождливую погоду, например, в холодные зимние дни, или они будут полезны только в теплые солнечные дни.
Хорошая новость заключается в том, что солнечные панели продолжают работать независимо от погодных условий.
Хотя эти панели наиболее эффективны в яркие солнечные дни, они всё ещё могут вырабатывать электроэнергию в пасмурные утра или короткие зимние дни. Количество вырабатываемой энергии сократится, но не прекратится полностью.
Что еще более интересно, дождь может даже улучшить эксплуатационные характеристики панелей, поскольку он смывает пыль и загрязнения с поверхности панели, облегчая прохождение света и повышая эффективность.
Интересно отметить, что солнечные панели работают лучше в холодную погоду. Эти системы обычно наиболее эффективны в диапазоне температур от 15 до 35 градусов Цельсия.
Превышение этого диапазона температур может повлиять на эффективность панелей. По данным CED Greentech, при очень высоких температурах эффективность панелей может снизиться на 10–25%.
Связанные сайты
Инженерно-техническая компания «Петро Имен Шариф» была основана в 2010 году (1389 г. по иранскому календарю) группой инженеров и специалистов, выпускников ведущих университетов Ирана, которые верят в девиз «Хотеть — значит создавать» и с ускоряющимся темпом участвуют в научных движениях в области охраны окружающей среды.
Тегеран, Са'адатабад, площадь Кадж, 12-й переулок (Али Акбар), дом 5
Тегеран, Са'адатабад, улица Джонуби Аламе, Западный переулок 38, дом 1
Суббота – среда: с 8:15 до 16:30 Четверг: с 8:15 до 13:00
Все материальные и нематериальные права на контент принадлежат компании «Петро Имен Шариф (Пишко)». ©
Научно-технологическая инженерно-техническая компания «Петро Имен Шариф» (Пишко)
Связаться с нами
لطفا فرم زیر را به دقت پر کنید تا مشاورین ما در اسرع وقت با شما تماس حاصل فرمایند.