Солнечная энергетика - направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде.
Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является «экологически чистой», то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования.
Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.
Поток солнечного излучения, проходящий через площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной астрономической единицы от центра Солнца (на входе в атмосферу Земли), равен 1 367 Вт/м2 (солнечная постоянная). Из-за поглощения, при прохождении атмосферной массы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на Экваторе) - 1 020 Вт/м2. Однако следует учесть, что среднесуточное значение потока солнечного излучения через единичную горизонтальную площадку как минимум в п раза меньше из-за смены дня и ночи и изменения угла Солнца над горизонтом. Зимой в умеренных широтах это значение в два раза меньше.
Возможная выработка энергии уменьшается из-за глобального затемнения - уменьшения потока солнечного излучения, доходящего до поверхности Земли.
Достоинства:
• перспективность, доступность и неисчерпаемость источника энергии в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей;
• теоретически, полная безопасность окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной, или рассеивающей, способности) земной поверхности и привести к изменению климата, однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно.
Недостатки:
• зависимость от погоды и времени суток;
• сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии, а также нерентабельность в высоких широтах и необходимость аккумуляции энергии;
• при промышленном производстве - необходимость дублирования солнечных энергетических установок традиционными сопоставимой мощности;
• высока стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур);
• необходимость периодической очистки поглощающей поверхности от загрязнения;
• нагрев атмосферы над электростанцией;
• необходимость использования больших площадей;
• сложность производства и утилизация самих фотоэлементов в связи с содержанием в них ядовитых веществ, например свинец, кадмий, галлий и т.д. [1].
При выполнении выпускной квалификационной работы:
• составлены и проанализированы графики нагрузок жилого частного дома;
• распределена нагрузка по фазам;
• сравнены технико-экономические показатели монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, в результате чего были выбраны по- ликристаллические панели;
• спроектирована система электроснабжения частного дома на базе фотоэлектрических моделей отвечающая требованиям максимальной безопасности и надёжности при минимуме затрат;
• выбрано современное оборудование;
• рассчитаны капиталовложения.
Результатом работы является проект системы электроснабжения загородного участка с максимальной суточной нагрузкой 13,292 кВт, установленной мощностью СЭС 22,44 кВт, годовой выработкой 8 627,92 кВт-ч. Капиталовложения в проект составляют 2 375 407,64 руб, в СЭС - 1 385 649,92 руб.
Схема солнечной электрической станции обеспечивает максимальную независимость от внешней энергосистемы, а дизельный генератор защищает от непредвиденных ситуаций.
Совместная работа энергосистемы и солнечной электрической станции позволяет снизить затраты на электроэнергию.
