Обзор потенциала применения солнечных ресурсов в мире и России
Оценка потенциала развития солнечной теплоэнергетики при помощи энергии солнца. Распределение поступлений солнечных энергоресурсов на неподвижные поверхности с оптимальным углом наклона к горизонту. Особенности сооружения плоских солнечных коллекторов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.08.2022 |
| Размер файла | 1002,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ОБЗОР ПОТЕНЦИАЛА ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ РЕСУРСОВ В МИРЕ И РОССИИ
Антропов А.С., студент магистратуры
2 курс, факультет «Электроэнергетики
и электротехники»
Аннотация
В рассматриваемой статье проводится обзор применения солнечных ресурсов во всём мире и России. Приводятся данные о солнечных ресурсах на территории РФ и потенциал развития солнечной теплоэнергетики при помощи энергии солнца.
Ключевые слова: солнечное теплоснабжение, солнечный коллектор, солнечная радиации, источники энергии, теплогенерация.
Annotation
This article reviews the use of solar resources around the world and in Russia. The data on solar resources on the territory of the Russian Federation and the potential for the development of thermal power with the help of renewable energy sources are presented.
Key words: solar heat supply, solar collector, solar radiation, energy sources, heat generation.
Основная часть
Солнечное теплоснабжение является наиболее развитой технологией для производства отопления, горячего водоснабжения (ГВС) и охлаждения зданий и ко всему этому занимает лидирующие позиции по объемам использования среди всех видов возобновляемых источников энергии. По самым обновленным данным в 2020 г. установленная мощность солнечных коллекторов во всём мире составила 501 ГВт, что соответствует 715 млн. м2 занимаемой ими площади. Годовая выработка солнечной тепловой энергии составила 407 ТВт.ч, что соотносимо с сохранением 43, 8 млн. тон нефти и 141, 3 млн. тон угля[1, с. 7].
Наибольшее количество солнечных коллекторов построено и используется в Китае - 67%; в Великобритании - 3%, в Германии - 2,6%, в Бразилии - 2,2%. Зарубежные страны наиболее часто используют жидкостные солнечные коллекторы плоского и вакуумного типа. Вакуумные коллекторы намного энергетически эффективнее по сравнению с плоскими, но при этом имеют высокую начальную стоимость проекта. В России количество гелиоустановок состоит в процентном соотношении менее 1%[1].
Различия в объёмах эксплуатируемых установок между РФ и другими странами связано с несколькими причинами: отсутствие федерального закона об использовании ВИЭ, политикой государства, ценообразованием солнечных коллекторов и отсутствие развития рынка гелиосистем[4]. У зарубежных стран более 90% сооружений гелиоустановок субсидировано. Меры государственной поддержки у РФ не приняты и не определено министерство, ответственное за теплогенерацию на основе возобновляемых источников энергии. В связи с этим значительный объем использования традиционных источников энергии таких газ, уголь, мазут, древесина (в том числе и переработанные отходы) в системах теплоснабжения происходит из-за отсутствия программ развития по стимулированию применения возобновляемых источников энергии в регионах РФ[2].
Даже при отсутствии соответствующих программ поддержек использования, солнечные коллекторы широко и успешно зарекомендовали себя на определенных территориях Российской Федерации, а именно в Краснодарском крае и Волгоградской области, Сибири и на Дальнем Востоке. В особенности в тех отдаленных местах, где отсутствуют централизованная система теплоснабжения и электроснабжение. Чаще всего солнечную энергию в регионах с преобладающим количество солнечной радиации используют для подогрева воды в системах горячего водоснабжения и отопления[6].
На карте солнечных ресурсов России (рисунок 1) изображена расположенность и продолжительность солнечного сияния в течении года по всей территории. Наибольшим потенциалом солнечной энергии среди всех субъектов РФ обладают южные регионы страны, часть регионов Сибири, Якутия и субъекты Дальнего Востока.
Рисунок 1 Солнечные энергоресурсы России
Солнечная энергия в виде направленного потока солнечного излучения достигает границы верхних слоев атмосферы Земли. Но стоит отметить, что для различных регионов, она будет соответствующая. В среднем тепловой поток составляет 1395 Вт/м2 - солнечная постоянная. Часть излучения поглощается. На поверхности земли, как правило, измеряют прямую и рассеянную составляющие теплового потока для определения суммарного потока, значения которого и определяют потенциал конкретной территории для применения солнечных коллекторов.
В первой половине при установленной ясной, солнечной и к тому же безоблачной погоде солнечная энергия может достигать 1000 Вт/м2. Если же рассматривать в среднем для различных мест по миру, то значения данной величины будут снижены примерно до 600 - 800 Вт/м2.
На рисунке 2 изображена карта распределения годовых поступлений солнечных энергоресурсов России на неподвижные поверхности с оптимальным углом наклона к горизонту. На карте можно наблюдать среднесуточные годовые потоки солнечной радиации, где большим потенциалом солнечной энергии обладают Краснодарский край, Забайкалье, Дальний Восток, Якутия. Инсоляция этих регионов достаточная (4-5 кВт.ч/(м2.день)) для эффективного применения солнечных коллекторов практически круглый год. По рассматриваемому показателю эти районы лидируют среди многих стран, у которых солнечные коллекторы применяются практически повсеместно и при более низких показателях интенсивности солнечной радиации. [5,7]
Рисунок 2 Распределение среднегодовых суточных поступлении солнечной энергии
При относительно ограниченной государственной поддержке в исследованиях по солнечному теплоснабжению в России существуют комплексы для проведения испытаний солнечных установок в текущих климатических условиях. В настоящее время в России имеется два испытательных стенда для исследования солнечных коллекторов и гелиоустановок: Москве (ОИВТ РАН) и во Владивостоке (Институт проблем морских технологий (ИПМТ) Дальневосточного отделения РАН)[3].
Производством сооружений плоских солнечных коллекторов (СК) российского стандарта стране занимаются два производителя: НПО «Машиностроения», находящееся в городе Реутово (Московская область), выпускает СК с алюминиевым листотрубным абсорбером европейского качества. В Улан-Удэ налажено производство СК с листотрубным абсорбером (медь, алюминий) на основе комплектующих, изготовленных китайскими производителями. Так же в настоящий момент разработкой проектов по гелиоустановкам выполняется специалистами в Краснодаре, Ростове, Улан - Удэ, Владивостоке[4].
По результатам данного обзора можно сделать следующие выводы:
- потенциал в применении солнечных ресурсов и перспективы развития солнечного теплоснабжения в России есть, но находятся на относительно низком уровне по сравнению с зарубежными странами;
- для более полномасштабного применения солнечных коллекторов требуется необходимая государственная поддержки в финансовом плане, направленная на льготные тарифы по коммунальным услугам для владельцев солнечных установок или субсидии на приобретение данных агрегатов;
- необходимо более активно развивать коммерческий рынок солнечных установок, наладить производство и увеличить исследования по гелиосистемам по всех регионах с потенциалом применения солнечных ресурсов.
Использованные источники
солнечный коллектор теплоэнергетика энергия
1. Weiss, W. Solar Heat Worldwide Global Market Development and Trends in 2020 Detailed Market Data 2019 / W. Weiss, M. Spцrk-Dьr. Gleisdorf, Austria, AEE INTEC, 2021. 86 c.
2. Бутузов В.А. Современное состояние развития возобновляемой энергетики России // Окружающая среда и энерговедение. 2022. № 1. С. 18-29.
3. Бутузов В.А. Солнечное теплоснабжение в России: состояние дел и региональные особенности // Альтернативная энергетика и экология. 2009. № 7(75). С. 48-51.
4. Бутузов В.А. Солнечное теплоснабжение: мировой опыт и перспективы российской гелиотехники // Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 08 (130). С. 42-48.
5. Евсеев Ф.А., Алиев А.Э., Богданова Е.В. Перспективы развития солнечной энергетики в России // Современная техника и технологии. 2016. №4. [Электронный ресурс] URL: http://technology.snauka.ru/2016/04/10023 (дата обращения: 30.04.2022).
6. Коломиец, Ю. Г. Эффективность использования солнечного излучения для нагрева воды на территории российской федерации / Ю. Г. Коломиец, О. С. Попель, С. Е. Фрид // Альтернативная энергетика и экология. 2009. № 6(74). С.16-23.
7. Попель О.С. Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России: учеб. Пособие / О.С. Попель, С.Е. Фрид, Ю.Г. Коломеец. М.: ОИВТ РАН, 2010. 84 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Область применения солнечных коллекторов. Преимущества солнечных установок. Оптимизация и уменьшение эксплуатационных затрат при отоплении зданий. Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора. Конструкция солнечной сплит-системы.
презентация [770,2 K], добавлен 23.01.2015Исследование электроснабжения объектов альтернативными источниками энергии. Расчёт количества солнечных модулей, среднесуточного потребления энергии. Анализ особенностей эксплуатации солнечных и ветровых установок, оценка ветрового потенциала в регионе.
курсовая работа [258,8 K], добавлен 15.07.2012История открытия солнечной энергии. Принцип действия и свойства солнечных панелей. Типы батарей: маломощные, универсальные и панели солнечных элементов. Меры безопасности при эксплуатации и экономическая выгода применения солнечной системы отопления.
презентация [3,1 M], добавлен 13.05.2014Обзор технологий и развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга и принцип ее действия. Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Использования солнечной энергии в различных отраслях производства промышленности.
реферат [62,3 K], добавлен 10.02.2012Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.
презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015Обоснование экодома как жилища. Низкопотенциальная тепловая энергия. Первая солнечная батарея. Эффективность солнечных коллекторов. Климатическая характеристика Оренбургской области. Характеристика и расчёты солнечных батарей, ветряных генераторов.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 02.12.2014Определение основных достоинств и недостатков солнечной энергетики при исследовании перспектив её развития. Изучение устройства и действия наземных солнечных установок и космических солнечных станций. Методические разработки темы "Солнечная энергетика".
курсовая работа [88,1 K], добавлен 27.01.2011Потенциальные возможности солнечной энергии, способы ее аккумулирования и преобразования в энергию, необходимую человеку для производственных и бытовых нужд. Развитие возобновляемой энергетики в России и на Урале. Установка солнечных батарей на зданиях.
реферат [32,8 K], добавлен 31.10.2012Общие сведения о солнце как источнике энергии. История открытия и использование энергии солнца. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Сущность и виды солнечных батарей. "За" и "против" использования солнечной энергии.
реферат [999,0 K], добавлен 22.12.2010Теоретические сведения о физической сущности аксионов. Поток и энергетический спектр аксионов, возникающих при конверсии фотонов в поле плазмы Солнца. Описание установки для регистрации солнечных аксионов, результаты обработки результатов эксперимента.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 17.05.2011Исследование особенностей технологических путей создания микрорельефа на фронтальной поверхности солнечных элементов на основе монокристаллического кремния. Основные фотоэлектрические параметры полученных структур, их анализ и направления изучения.
статья [114,6 K], добавлен 22.06.2015Классификация углеродных нанотрубок, их получение, структурные свойства и возможные применения. Основные принципы работы солнечных батарей. Преобразователи солнечной энергии. Фотоэлектрические преобразователи, гелиоэлектростанции, солнечный коллектор.
реферат [492,8 K], добавлен 25.05.2014Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.
реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012Определение тепловой мощности объекта. Построение годового графика теплопотребления. Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации. Площадь солнечных коллекторов. Годовой график теплопоступления. Подбор бака-аккумулятора и котла-дублера.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.01.2012Разработка гибридной системы электроснабжения и комплектов, обеспечивающих резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети. Преимущества ветрогенераторов и солнечных батарей. Определение необходимого количества аккумуляторных батарей.
презентация [1,4 M], добавлен 01.04.2015Натурное наблюдение и мониторинг по эксплуатации солнечных коллекторов на территории Центральной Якутии. Проектирование и строительство энергоэффективных зданий. Эксплуатация, запуск системы отопления в доме. Динамика годового потребления природного газа.
статья [19,4 K], добавлен 20.06.2015Потенциал и сферы использования солнечной энергии, которая трансформируется в другие формы: энергию биомассы, ветра или воды. Механизм действия солнечных коллекторов и систем, тепловых электростанций, фотоэлектрических систем. Солнечная архитектура.
курсовая работа [420,7 K], добавлен 07.05.2011Принцип действия, достоинства, недостатки солнечных батарей. Погодные условия и количество солнечного излучения г. Владивостока. Сравнение ламповых, светодиодных и аккумуляторных светильников. Рабочие схемы проекта с описанием используемого оборудования.
дипломная работа [526,1 K], добавлен 20.05.2011Использование возобновляемых источников энергии, их потенциал, виды. Применение геотермальных ресурсов; создание солнечных батарей; биотопливо. Энергия Мирового океана: волны, приливы и отливы. Экономическая эффективность использования энергии ветра.
реферат [3,0 M], добавлен 18.10.2013Преимущества использования солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Принцип действия солнечного коллектора. Определение угла наклона коллектора к горизонту. Расчет срока окупаемости капитальных вложений в гелиосистемы.
презентация [876,9 K], добавлен 23.06.2015
