Основные направления НИОКР в области солнечной энергетики

За последнее десятилетие солнечная энергетика прошла большой путь развития, поэтому стало актуальным www.vir-electric.com.ua для загородного дома. Промышленность сумела наладить стабильный выпуск энергетических установок различных мощностей и размеров. Солнечные панели становятся обыденным явлением в ландшафтах городов.

Однако решающего технологического рывка в повсеместном внедрении данного вида альтернативной энергии добиться не удалось. За исключением нескольких высокоразвитых европейских стран, в которых солнечная составляющая в общем топливно-энергетическом балансе достаточно высока (от 25% в Италии и Испании до 45% в ФРГ) в других государствах пока предпочтение отдается традиционным электростанциям, работающим на углеводородном топливе. При развитии возобновляемых, чистых в экологическом отношении источников энергии предпочтение отдается ветровым электростанциям. В лидирующих державах успехи в возведении солнечных электростанций (СЭС) или панелей связаны с сильной дотационной политикой властей.

Основные проблемы солнечной энергетики (СЭ) носят фундаментальный характер и требуют науко- и капиталоемких научных исследований.

В современный период НИОКР преимущественно связаны с разработкой и экспериментальной проверкой следующих вопросов:

1. Повышение КПД станций. Сегодня для фотоэлектрических элементов он не превышает 30%. Поэтому строительство крупных энергоустановок сопряжено с большими трудностями. Даже средние СЭС мощностью порядка 500 МВт требуют отвода земель, площади которых могут доходить до 80-100 км2. Это составляет примерно тот же порядок, что и для ГЭС аналогичной производительности. Поэтому распространение получают мини установки, вырабатывающие от нескольких кВт-час до 1,5 МВт-час электрической энергии. Они располагаются в районе нахождения потребителя. Частично проблема решается за счет подъема фотоэлектрических элементов над землей (до 3 метров) или использования аэростатов. Тогда земли под ними могут быть задействованы в сельскохозяйственном обороте. Площади под СЭС зависят от климатических условий региона и сезонной солнечной активности. Решение проблемы кроется, вероятнее всего, на стыке различных областей научных знаний. Например, разработчикам светопоглощающих материалов уже удалось приблизиться к созданию абсолютно черной материи, с почти 100%-ным вбиранием в себя света.

2. Разработка более эффективных аккумуляторов, способных сохранять энергию, полученную в период наибольшей солнечной активности, и перераспределять ее на вечернее или ночное время. Вопрос особенно актуален для отдаленных населенных пунктов, не закольцованных в единую энергосистему, или для которых СЭС является единственным источником света.

3. Совершенствование технологий и оборудования для изготовления фотоэлектрических элементов, которые позволили бы снизить стоимость готовой продукции.

4. Применение для покрытия солнечных панелей самоочищающихся материалов. Их поверхность загрязняется пылью и другими элементами. Очищать большие площади - процесс трудоемкий. Ученые предполагают применить достижения нанотехнологов, уже добившихся хороших результатов в создании отталкивающих пыль материалов.

Повышение эффективности работы СЭС неразрывно связано с началом производства тонкопленочных панелей. Уменьшение расхода материала, особенно дорогостоящего чистого кремния в производстве панелей приведет к его ценовой доступности. Научные исследования сейчас направлены на то, чтобы новые материалы не теряли своей эффективности.

Дата размещения: 5-10-2016, 09:51