EcoProverka.ru
Назад

Солнечная энергия

Опубликовано: 17.07.2022
Время на чтение: 9 мин
0
11
Солнечная энгергия

Содержание:

Солнце является самым мощным и распространенным источником возобновляемой энергии на нашей планете, и не секрет, что последние технологические инновации сделали солнечную энергию доступной для все большего числа людей. Солнечная энергия  бесплатна, бесконечна и легко доступна. Это идеальный источник энергии, особенно по сравнению с ископаемым топливом, которое необходимо добывать, извлекать и транспортировать, оставляя за собой след загрязнения и деградации окружающей среды.

Солнце является самым распространенным источником энергии, доступным для нашего мира, каждую секунду излучая на Землю 173 000 тераватт энергии. Эту энергию можно собирать в любом месте по всему миру, пока есть солнечный свет.

Это большое преимущество, потому что солнечные технологии могут обеспечивать электроэнергией самые отдаленные уголки Земли. Например, Австралийский антарктический отдел использует солнечную энергию для питания своих радиоустановок и автоматических метеорологических станций в Антарктиде.

Инновации в технологии также позволяют упростить использование портативных источников солнечной энергии. Возможно, самым ярким примером является использование солнечной энергии для исследования космоса. Даже космический телескоп Хаббл питается от собственной солнечной батареи.

Для домовладельцев и владельцев коммерческого бизнеса переход на солнечную энергию обеспечивает чистый, доступный и устойчивый способ покрытия потребностей в электроэнергии. Одной из основных причин, по которой большинство людей решают использовать солнечную энергию, являются финансовые преимущества , такие как более низкие счета за коммунальные услуги и более высокая стоимость дома.

Производственный процесс изготовления солнечных панелей является энергоемким и загрязняющим окружающую среду.

Процесс начинается с добычи кварцевого песка. Окисленная форма кремния, некристаллизованный кремнезем, является наиболее распространенным компонентом кварцевого песка.

Кремний является идеальным материалом для фотогальванических солнечных элементов из-за его способности проводить электричество даже при высоких температурах, что делает его наиболее часто используемым материалом в фотоэлектрических системах. Но чтобы получить кремний в требуемой форме, его необходимо обрабатывать в процессе, который загрязняет окружающую среду и выделяет парниковые газы.

В Китае, стране номер один по производству солнечных панелей, начали появляться тревожные данные об опасных загрязнениях от производства кремния.

Опасные вещества

На протяжении всей обработки кремния используются различные ядохимикаты. Некоторые из этих побочных продуктов включают такие вещества, как тетрахлорид кремния.

Тетрахлорид кремния опасен для человека. Когда это соединение вступает в реакцию с влажным воздухом, оно превращается в кислоты и токсичный газ — хлористый водород, газ, который вызывает ряд проблем со здоровьем, начиная с тошноты и судорог в груди.

Выбросы

Количество выбросов, выделяемых в производства солнечных батарей, различается в зависимости от страны и их производственной системы. В среднем солнечная батарея, изготовленная и установленная в Соединенных Штатах, выбрасывает эквивалент 24 граммов углекислого газа на киловатт-час (г/кВт-ч) электричества, произведенного в течение срока службы батареи.

Тяжелые металлы

Недавно появившаяся технология формообразующих тонкопленочных ячеек известна использованием тяжелых металлов, особенно кадмия. Хотя кадмий имеет плохую репутацию элемента, вызывающего рак, его обычно можно найти в батареях, украшениях, игрушках и сигаретном дыме.

Тонкопленочные солнечные элементы основаны на соединении под названием теллурид кадмия. Для производства кадмия и теллурида необходим длительный процесс плавки, очистки и рафинирования цинка и меди.

Ученые утверждают, что количество выбросов кадмия и других тяжелых металлов при производстве тонких солнечных элементов все еще в 90-300 раз ниже, чем количество, выделяемое при сгорании на стандартных угольных электростанциях.

Солнечные батареи после эксплуатации

Поскольку средний срок службы солнечных систем составляет около 30 лет, а отрасль сбора солнечной энергии довольно молода, только в последнее время нам приходится сталкиваться с растущей проблемой безопасной и разумной утилизации старых солнечных панелей.

Утилизация отходов представляет собой, пожалуй, самый большой недостаток «чистоты» солнечной энергетики на данный момент. Многие страны с развитыми солнечными технологиями до сих пор не имеют эффективных моделей управления отходами.


Согласно отчету организации Environmental Progress , выброшенные солнечные панели содержат в 300 раз больше токсичных отходов, чем отходы атомных электростанций. Некоторые проблемные элементы включают ранее упомянутые кадмий и свинец, которые являются сильным ядом, повреждающим нервную систему.

По данным ассоциации PV Cycle Association, 96 процентов материалов, из которых изготовлены кремниевые солнечные панели, подлежат вторичной переработке. Сюда входят важные ресурсы, такие как алюминий, стекло и даже редкие или драгоценные металлы, такие как серебро, галлий, индий и германий, которые можно использовать повторно.

Интересным  фактом является то, что до 90 процентов основных материалов фотоэлектрических солнечных элементов, кремния и теллурида кадмия, могут быть переработаны.

Таким образом, солнечная энергия имеет явные экологические преимущества, но один аспект, который определенно можно улучшить, — это управление солнечными панелями по окончании срока службы, в частности их переработка.

Учитывая, что солнечная энергия является относительно недавней технологической разработкой, которая только сейчас внедряется в значительных количествах, в мире не хватает производств для переработки старых солнечных панелей.

Применения солнечной энергии в повседневной жизни

Производство электроэнергии — не единственное использование солнечной энергии в домашних условиях.


Солнечные водонагреватели обычно используются для нагрева и хранения горячей воды в более теплом климате. Они работают путем преобразования солнечного света в энергию для нагрева воды за счет использования солнечного теплового коллектора. В солнечные дни они могут быть очень эффективными в обеспечении достаточного количества горячей воды, чтобы покрыть потребности в теплой воде для домашнего хозяйства.


Другое все более популярное использование солнечной энергии — питание наших портативных устройств. Технология продвинулась настолько далеко, что мы можем заряжать нашу маленькую электронику на ходу. Все, что нам нужно, — это немного солнечного света и небольшая солнечная панель, которая либо напрямую заряжает наш мобильный телефон, либо заряжает аккумулятор, где энергия сохраняется для последующего использования.


Но наличие энергии на ходу — не единственное преимущество, которое мы получаем от этого свободно доступного источника энергии.

Для нашего удобства даже электроприборы для улицы, такие как садовые фонари или системы домашней безопасности, могут полностью питаться от солнечной энергии. Это означает, что вы можете разместить эти устройства в любом месте на вашем участке и не беспокоиться об их отключении, так как они заряжаются от собственных солнечных батарей.


Прекрасным примером является камера видеонаблюдения Reolink Argus® 2 , работающая на солнечных батареях , которая демонстрирует, насколько легко стало устанавливать и использовать многие из этих интеллектуальных устройств без какой-либо профессиональной помощи. Эта камера безопасности может противостоять плохой погоде, не требует проводов и питается от солнечной панели, которая поставляется вместе с ней. Все, что нужно для его настройки, — это найти место, за которым вы хотите следить, и убедиться, что вы расположили солнечную панель под наиболее солнечным углом.  Как только это будет сделано, у вас будет идеально функциональная система домашнего наблюдения, которая даже экологически безопасна и полностью работает от солнечной энергии.

Недостатки солнечной энергии

Высокая начальная стоимость

Солнечная энергия экономит деньги в долгосрочной перспективе, но одним из основных недостатков является начальная стоимость установки всего массива, которая легко может достигать 15 000 долларов и более.


Хотя солнечная энергия мгновенно сокращает ваши ежемесячные счета за электроэнергию, окупаемость инвестиций наступает через несколько лет. Это требует тщательного планирования и большого количества исследований, прежде чем решить, как покрыть первоначальные инвестиции.

Непостоянный характер солнечной энергии является одной из основных причин , по которой в настоящее время трудно полностью полагаться на солнечную энергию . Солнечная энергия вырабатывается только из солнечного света. Ночью или в пасмурные дни ваша система не будет вырабатывать электроэнергию.

При расчете того, сколько энергии будет производить ваша солнечная система, вы должны учитывать погодные условия в вашем районе и более короткие периоды солнечного света в зимние месяцы, потому что оба эти фактора уменьшат количество энергии, вырабатываемой в течение года.

Низкая эффективность солнечных батарей.

Одним из недостатков солнечной технологии является низкая эффективность солнечных панелей при преобразовании солнечной энергии в электричество, а это означает, что при этом теряется большое количество энергии.

Большинство имеющихся на рынке панелей достигают КПД всего от 15 до 18 процентов. Это означает, что вам нужно больше панелей для покрытия ваших потребностей в энергии, что приводит к более высоким первоначальным затратам на установку и большей площади для ее монтажа.

Кроме того, низкая эффективность может быть дополнительно снижена за счет искусственных частиц пыли, оседающих на солнечных панелях. Солнечные батареи в районах с сильным загрязнением воздуха вырабатывают на 25 процентов меньше энергии, чем ожидалось. Это происходит потому, что некоторые загрязняющие вещества от нашей производственной деятельности являются липкими и имеют тенденцию блокировать солнечный свет.

С другой стороны, эта технология все еще совершенствуется, и тестируются новые материалы для решения проблемы эффективности в различных условиях.

Требования к пространству и материалу крыши

Средняя установка мощностью 5 киловатт для дома может состоять из 25 солнечных панелей. Каждая панель имеет длину около 65 дюймов и ширину 40 дюймов. Это означает, что вам нужна площадь 135 футов в длину и 83 фута в ширину, чтобы разместить всю солнечную систему, что может быть проблемой для некоторых домов.

Еще одна проблема, связанная с размещением системы, — это пригодность кровельного материала для удержания массива. Старые кровельные материалы не являются хорошим вариантом. Точно так же крыши с мансардными окнами или другими встроенными элементами затрудняют установку солнечной системы.

Дорогое хранение энергии

Солнечная энергия имеет переменную мощность: она вырабатывается в избытке в часы пик солнечного света и полностью отключается ночью. Солнечные батареи способны решить эту проблему, заряжая их днем ​​и обеспечивая питание ночью .

Недостатком их использования является высокая цена и обслуживание, включая замену при необходимости. В настоящее время наиболее часто используемыми аккумуляторами являются литий-ионные аккумуляторы, которые можно хранить как в помещении, так и на открытом воздухе.

Экологический след производства

Солнечная энергия помечена как чистая энергия, потому что она оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем ископаемое топливо, но производство солнечных панелей по-прежнему сопряжено с экологическими последствиями .

Солнечные элементы сделаны из редких и токсичных материалов , таких как теллурид кадмия или селенид меди, индия, галлия. Использование этих элементов может представлять опасность для здоровья людей и окружающей среды, если с ними не обращаться должным образом.

Даже очистка наиболее часто используемого материала солнечных элементов, кремния, требует использования опасных химических веществ, таких как фтористый водород, соляная кислота или серная кислота.

Солнечные панели не выделяют парниковых газов при производстве энергии, но выделяют процессы, предшествующие их установке, включая добычу производственных материалов и их транспортировку. Подсчитано, что количество выбросов, производимых в течение всего срока службы солнечной системы, колеблется от 0,07 до 0,18 фунтов CO 2 на произведенный киловатт-час. Уголь, для сравнения, выделяет от 1,4 до 3,6 фунтов CO 2 на киловатт-час.

Солнечная энергия в настоящее время имеет свои недостатки, но большинство из них носят технический характер и, вероятно, будут преодолены по мере развития технологических инноваций.


Наряду с другими возобновляемыми источниками, такими как геотермальная энергия, энергия ветра и приливов, солнечная энергия является многообещающей альтернативой более загрязняющим видам энергии. При совместном использовании возобновляемые источники энергии могут привести нас к более светлому и чистому будущему.

 

     https://greentumble.com
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Отправляя данную форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и правилами нашего сайта.
Adblock
detector