Солнечная энергия - источник электричества.

Говоря об альтернативных источниках энергии, вначале приведу заезженную в СМИ фразу: "Солнечная энергия - главный источник электричества из-за многочисленных экологических и экономических преимуществ и доказанной надежности". И попытаемся разобраться, так ли это на самом деле.

Прежде всего, напомним, что энергия солнечного излучения может использоваться разными способами. В основном, это три: пассивное тепло, которое греет нас, предметы и здания; солнечное тепло в коллекторах для нагрева горячей воды и отопления; использование солнечной энергии для создания электричества (фотовольтаика PV), в которой не прямой, а только дневной свет, чтобы генерировать электричество.

Нас будет интересовать третий из названных способов и в связи с этим, немного теории.

Фотовольтаические системы используют ячейки, преобразующие солнечное излучение в электричество. Система состоит из одного или двух слоев полупроводниковой структуры. Когда свет падает на ячейки - это создает электрическое поле, которое проникая через слои, вырабатывает электричество. Чем больше интенсивность света, тем больше поток электричества.

Наиболее распространенный полупроводниковый материал, используемый в фотовольтаической системе - кремний, элемент которого больше всего обычно находится в песке. Нет никакого ограничения к его доступности как к сырью; кремний является вторым по распространенности материалом на земле. Кремниевые солнечные модули занимают в настоящее время 85-90% мирового рынка.

PV система не нуждается в ярком солнечном свете чтобы работать. Она может генерировать электричество даже в облачные дни. Из-за отражения солнечного света, в слегка облачные дни можно даже получать более высокие энергетические урожаи, чем в дни с абсолютно безоблачным небом.

В продолжение преимуществ солнечной электроэнергии говорит и факт мирового опыта их внедрения. В энергетическом балансе стран, которые используют солнечную энергию для электричества, в том числе и для индивидуального сектора, доля такой энергии составляет от 1,5% до 3%. Среди них наибольшее внедрение происходит в Германии, Испании, Японии и США.

И все-таки, почему же так медленно продвигается процесс внедрения солнечных систем в индивидуальном хозяйстве в качестве альтернативного источника энергоснабжения? Главных причин, по моему мнению, две – низкое кпд кремниевых солнечных модулей (13%-20%); высокая стоимость комплекса оборудования, включая и солнечные панели, для электроснабжения дома.

Для подтверждения своего мнения хочу разъяснить, что такое комплекс оборудования солнечных электростанций частного дома, и из чего состоит такой комплекс.

Фотоэлектрические системы строятся, как правило, по следующему принципу, - безаккумуляторные и аккумуляторные.

Большинство соединенных c сетью фотоэлектрических систем являются безаккумуляторными и требуют наличия напряжения в сети для своей работы. Преимуществом такой системы является максимально эффективное использование солнечных батарей, которые всегда работают в точке максимальной мощности.

Аккумуляторные фотоэлектрические системы считают как резервный источник электроснабжения. Проектирование таких систем является более сложным и более ответственным, чем проектирование безаккумуляторной системы. Если вы ошибетесь при выборе мощности соединенной с сетью безбатарейной системы, недостающая энергию будет взята из сети.

Однако, если вы рассчитаете неправильно систему с аккумуляторами, то во время перерывов в электроснабжении вы можете оказаться без электроэнергии, несмотря на то, что вы имеете комплект "бесперебойного электроснабжения".

В состав вышеперечисленных комплектов входит обязательно следующее оборудование. Солнечный модуль, вырабатывающий постоянный ток (12В-40В), инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный, напряжением 220В и частотой 50 гц. Кроме того, в состав входят аккумуляторные батареи для хранения запаса электричества и контроллера, ускоряющего процесс заряда аккумуляторов.

Что этими цифрами я хочу подчеркнуть.

Солнечные модули в стоимости комплекса оборудования составляют от 50% до 60%.

Цена 1 Вт установленной мощности солнечных станций составляет – от 1,56 до 1,925 евро.

В предыдущих статьях мы говорили, что каждая зарождающаяся семья должна получать собственную энергию, эквивалентную 2 кВт. на одного человека, считая это энергетическим минимумом. Чтобы ориентироваться на этот критерий необходимо устанавливать на одну семью солнечную электростанцию мощностью от 3 кВт до 4,2 кВт.

Исходя из этого, при наличии электросети, частному домовладельцу за солнечную электростанцию необходимо выложить от 5 тыс. до 7 тыс. евро. Если же электросети нет, либо необходимо обеспечить полное автономное энергоснабжение, то эта цифра вырастает практически вдвое. Естественно, такая цена явно сдерживает процесс использования солнечной энергии как источник электричества.

Поэтому сложившееся общепринятое отношение к солнечной энергии таково, что это нишевой энергетический источник, слишком дорогой и неустойчивый для удовлетворения наших энергетических потребностей. Многое зависит от правительственной политики конкретной страны, а также цен на углеродное топливо - переменных существует достаточно много, однако на этом этапе было бы справедливо сказать, что солнечная энергия перестаёт быть просто забавной инновацией.

Возвращаясь в начало статьи, хочется отметить. Использование солнечной энергии для получения электричества имеет большую перспективу в будущем, когда внедрение новых технологий приведут к получению PV элементов с кпд не ниже 50%, когда стоимость их уменьшится вдвое.

В этой связи хочется еще раз сказать, что для индивидуальной энергетики целесообразно использовать комплексные схемы энергоснабжения, построенные на использовании энергии воды, воздуха и солнца. Это мини и микро ГЭС, ветрогенераторы и солнечные фотоэлектрические батареи. Такие технические решения предлагаются на рынке Украины, Белоруссии и России.

Если в вашей местности большую часть года светит яркое солнце, или дуют сильные ветры, или рядом с вашим домом течет небольшая быстрая речка (или недалеко от вас есть водоем), то даже при существующих ценах электроснабжение Вашего дома от возобновляемых источников энергии будет более дешевым вариантом, чем прокладка и подключение ЛЭП.

Надеюсь, внимательный читатель проявит живой интерес к опубликованному материалу и будет что сказать по данному поводу. Как всегда буду рад замечаниям и предложениям в данной теме.