Перед человечеством давно стоит проблема перехода на альтернативные источники энергии. Мы интенсивно расходуем ископаемые ресурсы планеты – природный газ, уголь, нефть. Все они являются невозобновляемыми, а значит в ближайшее время мы столкнёмся с проблемой их нехватки или полного исчезновения. Кроме того, использование ископаемого вида топлива приводит к загрязнению окружающей среды, так как побочным продуктом сжигания нефтепродуктов или угля является углекислый газ. Добыча, транспортировка и переработка топлива также наносит урон природе.
Альтернативой этому энергоёмкому, но «грязному» производству может стать использование природных возобновляемых энергоресурсов: силы ветра, энергии приливов и отливов или солнечной энергии.
Использование фотонов Солнца это один из древнейших способов добычи энергии. Растения на протяжении миллионов лет улавливают кванты света, используя их как топливо для сложных химических реакций в процессе фотосинтеза.
Человечество также на протяжении многих веков обращало внимание на Солнце как на бесконечный источник тепла. Например, существует легенда, что Архимеду удалось спалить флот врага, направив на него большое зеркало в солнечный день. А позже, неравнодушный к зеркалам гений возрождения Леонардо да Винчи спроектировал параболическое зеркало, применив его для нагрева воды в котле.
В наши дни для преобразования энергии солнца в электрическую служит система солнечных батарей. Она состоит из:
- панелей – улавливателей и преобразователей солнечного света, покрытых фотомодулями;
- блока управления;
- коллекторов;
- аккумуляторов для сохранения и распределения энергии
- а также всевозможных кабелей и предохранителей.
Преимущества
Батареи довольно просты в эксплуатации, не требуют централизованного подключения и могут работать автономно. Сегодня установка такой системы в частном доме является единственным способом преобразования солнечной энергии в электрическую со своими достоинствами и недостатками.
Из преимуществ солнечных батарей можно выделить:
- Возобновляемость. Солнце – неиссякаемый и почти бесконечный источник энергии. Не нужно волноваться, что в ближайшем будущем оно перестанет для нас светить;
- Автономность. Поставив в своём доме солнечную батарею, хозяину не нужно беспокоиться об отключении за неуплату ЖКУ, повышении тарифов и ценах на топливо;
- Экологичность. Преобразование солнечного света в электричество не наносит вред природе;
- Возможность по желанию увеличить мощность системы путём установки ещё одного солнечного модуля. Проблема может быть только в доступной площади;
Недостатки
Минусов, однако, тоже хватает:
- Хотя сам процесс эксплуатации батарей экологически чистый, но производство и утилизация солнечных панелей, аккумуляторов, фреонов и других составляющих вредят окружающей среде не меньше, а может быть даже больше, чем сжигание ископаемого топлива;
- Дорогие инвестиции. По самым скромным подсчётам цена системы из двух панелей 160 х 100 см для небольшого загородного дома обойдётся хозяину от 130 тыс. рублей. В нашей стране невысокие цены на энергоносители, а также нет закона, разрешающего продавать излишки выработанной энергии государству, поэтому говорить о ранней окупаемости установки не приходится. В среднем это от 6 до 10 лет. Срок службы аккумулятора 10 лет, значит, его к этому времени придётся менять на новый. Срок службы панелей несколько дольше — 25 лет, но и они не будут работать вечно;
- Наша страна расположена в северных широтах. По подсчётам специалистов выше 45 градуса северной широты производительность батарей резко падает из-за угла наклона солнечных лучей;
- Сезонность выработки энергии. Если солнечным летом в средней полосе России энергии хватит с избытком, то зимой, когда солнечные лучи падают под острым углом, её уже будет недостаточно. Придётся переходить на традиционные методы отопления или включать генератор. То же самое ночью, когда солнце не светит;
- Требует большого количества техники и навыка управления ей. Нужно установить тяжёлые панели, подключить все составляющие, при эксплуатации систему необходимо контролировать, чтобы не допустить разрядки АКБ.
- И, наконец, необходимость больших площадей для установки солнечных панелей. Ведь их площадь прямо пропорциональна вырабатываемой энергии.
Учитывая всё вышесказанное, солнечные батареи хороши как альтернативный источник электроэнергии на дачном участке или для локальных систем освещения, как фонари в городских парках, но в ближайшее время в России они вряд ли станут серьёзным конкурентом традиционному виду топлива. Причина этого – низкие цены на энергоносители, северное расположение большинства регионов, а также отсутствие мотивации населения со стороны государства использовать «зелёные» энергоресурсы.
Однако, несмотря на все недостатки, у этого вида энергии имеются большие перспективы. С каждым годом оборудование и технология производства совершенствуется, происходит снижение стоимости с одновременным повышением энергоэффективности. Учёные, в свою очередь, предлагают всё новые идеи для добычи солнечной энергии. Ведутся разговоры об установке гигантской солнечной батареи в космосе, где она может улавливать энергию светила круглосуточно без атмосферных помех. Но тогда возникнет проблема с её передачей на Землю и справедливого распределения.
