ТИПИ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ, ЇХ ЕФЕКТИВНІСТЬ, ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ

Зміст статті:

1. Технології використання сонячної енергії
2. Типи фотоелектричних станцій
3. Типи станцій з використанням концентрованої технології
4. Ефективність фотоелектричних систем
5. Переваги та недоліки сонячних електростанцій

Технології використання сонячної енергії
Існують три основні технології використання енергії сонця:

1. Фотоелектричні технології. Сонячні панелі перетворюють сонячне випромінювання безпосередньо в електроенергію завдяки фотоелектричному ефекту.
2. Сонячні колектори. Вони використовують тепло від сонячних променів для нагріву рідин або газів, що потім використовуються для опалення та постачання гарячої води.
3. Концентровані сонячні системи. За допомогою лінз або дзеркал світло концентрується на приймачі, що створює пару для приведення в дію турбіни і генерації електроенергії.

Ці три технології ефективно використовуються для різних завдань.

ФОТО 1

Типи фотоелектричних станцій
Станції, що базуються на фотоелектричному ефекті, поділяються на три основні категорії:

1. Автономні СЕС. Забезпечують цілодобове постачання електроенергії для окремих об'єктів у віддалених або ненадійних системах. Вони мають акумулятори для живлення під час ночі або перебоїв у мережі. Через високу вартість, зазвичай встановлюються у віддалених місцях.

2. Мережеві сонячні станції. Використовуються здебільшого як комерційні проєкти для продажу електроенергії за "зеленим" тарифом. Власники приватних домогосподарств обмежені потужністю до 30 кВт, а юридичні особи можуть не мати обмежень. Такі станції працюють лише за наявності підключення до загальної мережі.

3. Гібридні СЕС. Поєднують в собі характеристики автономних і мережевих систем. Вони забезпечують резервне живлення для об'єктів, що стикаються з частими перебоями електропостачання. Завдяки акумуляторам і можливості налаштування режимів роботи, ці станції оптимізують використання енергії.

Також існують портативні СЕС, які завойовують популярність завдяки своїй компактності та мобільності. Вони легкі, зручні для транспортування, але мають обмежену потужність, що є їхнім основним недоліком.

ФОТО 2

Типи станцій, що використовують концентровану технологію
Концентровані сонячні електростанції поділяються на кілька типів за своєю конструкцією:

1. Баштова СЕС. У центрі кола геліостатів, що відбивають світло, встановлюється вежа з резервуаром для води на висоті до 20 метрів. Геліостати оснащені сонячними трекерами для постійного оптимального нахилу до сонця. У приймачі на вершині вежі температура може досягати кількох сотень градусів, що дозволяє отримувати пар, який приводить у рух турбіни для генерації електроенергії.

2. Тарілчасті та параболічні електростанції. Їхня робота схожа на баштові станції, але конструкція відрізняється. Тут приймач і відбивач є одним блоком. У тарілчастих станціях відбивач нагадує супутникову тарілку, а у параболічних — це довге параболічне дзеркало, що концентрує світло на приймачі.

3. Комбіновані СЕС. У таких системах можуть одночасно використовуватися кілька технологій. Наприклад, поєднання концентраторів і фотомодулів дозволяє виробляти електроенергію та отримувати гаряче водопостачання в одній системі.

Ефективність фотоелектричної системи
Ефективність фотоелектричних систем (ФЕС) вимірюється тим, скільки сонячної енергії перетворюється на електрику. Середній коефіцієнт корисної дії (ККД) у галузі становить близько 19%. Основним фактором, що впливає на ККД, є тип панелей. Монокристалічні панелі мають ККД 21-23%, тоді як полікристалічні — 18-19%.

На ефективність також впливають такі фактори:

• технології та матеріали, використані при виробництві;
• рівень сонячної інсоляції в регіоні;
• орієнтація панелей щодо сторін світу;
• місце та метод монтажу;
• температура навколишнього середовища;
• втрати енергії в обладнанні та кабелях;
• деградація панелей з часом.

Також важливою є ефективність інверторів, адже вони відповідають за перетворення постійного струму в змінний, що використовується в електромережі.

ФОТО 3

Переваги та недоліки сонячних електростанцій
Головною перевагою всіх типів сонячних електростанцій (СЕС) є те, що вони генерують електроенергію з доступного та екологічно чистого джерела — сонячного випромінювання.

Переваги сонячних електростанцій:

• Зниження залежності від викопних джерел. Сонячна енергія допомагає зменшити використання невідновлюваних ресурсів, таких як нафта, газ та вугілля.
• Низькі експлуатаційні витрати. Фотовольтаїчні системи потребують мінімального обслуговування, на відміну від традиційних джерел енергії.
• Економія на електроенергії. Власники СЕС можуть значно скоротити витрати на електроенергію із комунальної мережі.
• Автономність. Автономні СЕС забезпечують надійне електропостачання в регіонах, де відсутня або ненадійна централізована електромережа.
• Резервне живлення. СЕС з акумуляторами гарантують безперебійне постачання електроенергії під час аварій або ремонтних робіт на мережі.
• Можливість заробітку. Мережеві СЕС дозволяють не лише покривати власні потреби, але й продавати надлишки електроенергії за "зеленим" тарифом.

Недоліки сонячних електростанцій:

• Високі початкові інвестиції. Для встановлення СЕС необхідні значні фінансові вкладення.
• Необхідність простору. Для розміщення панелей потрібно мати відповідне місце з хорошим доступом до сонячного світла.
• Залежність від погодних умов. Продуктивність СЕС може знижуватися взимку через короткий світловий день та несприятливі погодні умови.

Незважаючи на ці недоліки, встановлення СЕС є вигідною інвестицією. Пільги, низькі витрати на обслуговування та довгий термін служби сприяють швидкій окупності.