Солнечные электростанции: что это такое?

Сол­неч­ные энер­ге­ти­че­ские уста­нов­ки явля­ют­ся пере­до­вы­ми реше­ни­я­ми для пре­об­ра­зо­ва­ния сол­неч­но­го све­та в элек­три­че­ство, обес­пе­чи­вая доступ к чистой энер­гии. Они бази­ру­ют­ся на исполь­зо­ва­нии фото­воль­та­и­че­ских моду­лей и сол­неч­но-теп­ло­вых систем, кото­рые поз­во­ля­ют эффек­тив­но пре­об­ра­зо­вы­вать сол­неч­ный свет в энергию.

На сай­те https://gktex.ru/ вы най­де­те инфор­ма­цию про все элек­тро­стан­ции: виды, пре­иму­ще­ства и раз­ли­чия меж­ду ними.

Механизм действия

Сол­неч­ные уста­нов­ки рабо­та­ют на осно­ве двух основ­ных тех­но­ло­гий: фото­воль­та­и­че­ских моду­лей и сол­неч­но-теп­ло­вых уста­но­вок. Фото­воль­та­и­че­ские моду­ли — это наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ный инстру­мент для непо­сред­ствен­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния сол­неч­но­го све­та в элек­три­че­ство. Они состо­ят из мно­же­ства сол­неч­ных эле­мен­тов, в основ­ном изго­тов­лен­ных из крем­ния, кото­рый име­ет уни­каль­ные полу­про­вод­ни­ко­вые свой­ства. Эти свой­ства поз­во­ля­ют крем­нию гене­ри­ро­вать элек­три­че­ский ток при вза­и­мо­дей­ствии с сол­неч­ным све­том. Когда свет попа­да­ет на сол­неч­ный эле­мент, он воз­буж­да­ет элек­тро­ны, вызы­вая их дви­же­ние и, как след­ствие, созда­ние элек­три­че­ско­го тока.

Сол­неч­но-теп­ло­вые уста­нов­ки исполь­зу­ют дру­гой под­ход, сосре­до­та­чи­вая сол­неч­ный свет с помо­щью зер­кал или линз на малой пло­ща­ди для повы­ше­ния тем­пе­ра­ту­ры. Повы­шен­ная тем­пе­ра­ту­ра пре­об­ра­зу­ет­ся в теп­ло­вую энер­гию, кото­рая исполь­зу­ет­ся для нагре­ва рабо­чей сре­ды, обыч­но воды, до обра­зо­ва­ния пара. Этот пар под дав­ле­ни­ем вра­ща­ет тур­би­ны, выра­ба­ты­вая элек­три­че­ство. Сол­неч­но-теп­ло­вые стан­ции могут осна­щать­ся систе­ма­ми хра­не­ния энер­гии, обес­пе­чи­ва­ю­щи­ми про­из­вод­ство элек­тро­энер­гии даже в отсут­ствие сол­неч­но­го света.

Оба мето­да пред­став­ля­ют собой клю­че­вые направ­ле­ния в раз­ви­тии совре­мен­ной энер­ге­ти­ки, поз­во­ляя умень­шить зави­си­мость от иско­па­е­мых источ­ни­ков топ­ли­ва и сокра­тить выбро­сы CO2. Фото­воль­та­и­че­ские систе­мы под­хо­дят для широ­ко­го спек­тра при­ме­не­ний, от домаш­них до круп­ных про­мыш­лен­ных мас­шта­бов, тогда как сол­неч­но-теп­ло­вые уста­нов­ки бла­го­да­ря воз­мож­но­сти накоп­ле­ния энер­гии могут обес­пе­чи­вать непре­рыв­ное энер­го­снаб­же­ние. Обе тех­но­ло­гии отли­ча­ют­ся инно­ва­ци­он­но­стью и предо­став­ля­ют воз­мож­но­сти для улуч­ше­ния и повы­ше­ния эффек­тив­но­сти пре­об­ра­зо­ва­ния сол­неч­ной энер­гии в электричество.

Виды солнечных электростанций

• Фото­воль­та­и­че­ские энер­го­стан­ции. Этот тип пред­став­ля­ет собой наи­бо­лее часто встре­ча­ю­щу­ю­ся фор­му сол­неч­ных энер­ге­ти­че­ских уста­но­вок, кото­рые осу­ществ­ля­ют пря­мое пре­вра­ще­ние сол­неч­но­го све­та в элек­три­че­ство при помо­щи фото­воль­та­и­че­ских моду­лей. Такие уста­нов­ки могут быть раз­ме­ще­ны как на зем­ле, так и на кров­лях, что поз­во­ля­ет эффек­тив­но исполь­зо­вать ранее не задей­ство­ван­ные для про­из­вод­ства энер­гии пространства.
• Теп­ло­сол­неч­ные стан­ции. Эти уста­нов­ки акку­му­ли­ру­ют сол­неч­ное теп­ло для гене­ра­ции пара, кото­рый впо­след­ствии акти­ви­зи­ру­ет тур­би­ны. Теп­ло­сол­неч­ные стан­ции обыч­но исполь­зу­ют­ся в про­ек­тах боль­шо­го мас­шта­ба и могут про­из­во­дить зна­чи­тель­ные объ­е­мы энергии.
• Кон­цен­три­ро­ван­ные сол­неч­ные энер­го­стан­ции (CSP). CSP уста­нов­ки задей­ству­ют зер­каль­ные систе­мы для кон­цен­тра­ции сол­неч­ных лучей на огра­ни­чен­ной пло­ща­ди, суще­ствен­но уве­ли­чи­вая тем­пе­ра­ту­ру. Выра­ба­ты­ва­е­мое таким обра­зом теп­ло пре­об­ра­зу­ет­ся в элек­тро­энер­гию с исполь­зо­ва­ни­ем стан­дарт­но­го паро­тур­бин­но­го цикла.

Преимущества использования солнечных энергостанций

• Эко­ло­ги­че­ская чисто­та. Сол­неч­ные энер­го­стан­ции не про­из­во­дят выбро­сов угле­кис­ло­го газа или иных загряз­ня­ю­щих веществ в атмо­сфе­ру, явля­ясь одним из наи­бо­лее эко­ло­гич­ных источ­ни­ков энергии.
• Неогра­ни­чен­ный ресурс. Сол­неч­ная энер­гия пред­став­ля­ет собой неис­ся­ка­е­мый ресурс, чья доступ­ность не зави­сит от поли­ти­че­ских или эко­но­ми­че­ских флук­ту­а­ций и цен на иско­па­е­мые виды топлива.
• Эко­но­мия на энер­го­по­треб­ле­нии. После мон­та­жа сол­неч­ных энер­го­стан­ций основ­ные рас­хо­ды свя­за­ны лишь с их обслу­жи­ва­ни­ем, что поз­во­ля­ет зна­чи­тель­но умень­шить сто­и­мость потреб­ля­е­мой электроэнергии.
• Уни­вер­саль­ность раз­ме­ще­ния. Сол­неч­ные энер­го­стан­ции мож­но уста­нав­ли­вать в самых раз­но­об­раз­ных лока­ци­ях, от не исполь­зу­е­мых земель до кро­вель зда­ний и про­чих про­стор­ных мест.

Сол­неч­ные энер­ге­ти­че­ские уста­нов­ки зани­ма­ют цен­траль­ное место в стра­те­гии пере­хо­да к эко­ло­ги­че­ски устой­чи­во­му раз­ви­тию и умень­ше­нию зави­си­мо­сти от не воз­об­нов­ля­е­мых источ­ни­ков энер­гии. Они при­вно­сят важ­ные эко­ло­ги­че­ские и эко­но­ми­че­ские выго­ды, выде­ляя сол­неч­ную энер­ге­ти­ку как одно из самых обе­ща­ю­щих направ­ле­ний в сек­то­ре воз­об­нов­ля­е­мых источ­ни­ков энергии.