Преимущества и недостатки фотоэлектрического и термодинамического вида преобразования солнечной энергии в электричество

Если сравнивать эти два вида преобразования солнечной энергии в электричество – фотоэлектрический и термодинамический, то оба этих способа имеют ряд преимуществ и недостатков.

Солнечные фотоэлектрические станции

Преимущества:

- себестоимость оборудования ниже и имеет мировую динамику снижения цен на солнечные батареи;

- простота и быстрота установки;

- более высокая надежность оборудования;

Недостатки:

- производство фотоэлементов связано с вредной для атмосферы химической промышленностью;

- в процессе эксплуатации падает эффективность;

Солнечные тепловые электростанции

Преимущества:

- высокая эффективность (КПД в пределах 30-40%)

- способность аккумулировать тепло, что позволяет работать станции почти круглосуточно;

Недостатки:

-   более высокая себестоимость;

- сложные процессы эксплуатации, которые снижают надежность оборудования.

Перспективы развития солнечной энергетики

Если использовать всего 0,1 % всей поверхности Земли для строительства солнечных электростанций то их выработка превысит в 40 раз все потребление энергии человечеством на уровне 1983 г.

В 2000 г. США обнародовали новую перспективную цель энергетики страны: строительство солнечной электростанции в Техасе размером 107x107 миль, которая могла бы полностью обеспечить потребности США в электроэнергии.

По экспертным оценкам, вновь вводимая за год мощность солнечных фотоэлектрических станций в мире в 2005 г. составила 200 МВт,   а в 2010 г. — 700 МВт,  при среднегодовом приросте около 25 %.

Основные перспективные проекты:

1. Космическая солнечная фотоэлектрическая электростанция преобразующая свет в электричество и передающая его на Землю либо с помощью с помощью СВЧ-излучения, либо с помощью лазера.

2. Массив из множества спутников с зеркалами, которые направляют солнечный свет на фотоэлектрические приемники микроволнового передатчика. Все аппараты работают как одно огромное зеркало, непрерывно ловящее солнечный свет. Эффективность такой конструкции может достигать 50-70%.

3. Аэростатные солнечные электростанции, основным элементом которых является большой баллон аэростата, покрытый фотоэлектрическим слоем и заполненный водяным паром. Он поднимается высоко в атмосферу выше облаков и поглощает лучевую энергиюпрактически в любых условиях. На земле же находятся насосное оборудование и турбины. Разогретый в шаре пар по гибким паропроводам поступает на турбины.На выходе из турбины он конденсируется, а образовавшаяся вода насосами подается обратно в аэростат. Распыляемая внутри баллона вода испаряется при контакте с перегретым паром внутри шара и цикл повторяется.

Вопросы для самопроверки:

1. Физические основы солнечной энергетики.

2. Использование солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения.

3. Солнечные фотоэлектрические электростанции.

4. Солнечные термодинамические электростанциис линейными концентраторами.

5. Солнечные термодинамические электростанциисточечной фокусировкой.

6. Преимущества и недостатки фотоэлектрического и термодинамического вида преобразования солнечной энергии в электричество.

7.  Перспективы развития солнечной энергетики.