Орг вироб сон елемент ALL / Орг вироб сон елемент ALL / До лекц по Орг Вироб Кремн Фотопер / Переваги та недоліки сонячних батарей

Переваги та недоліки сонячних батарей

Позитиви

Основною перевагою сонячної батареї, як і сонячної енергетики взагалі, є загальнодоступність і невичерпність джерела енергії (Сонця).

Теоретично визнана екологічна безпека сонячних батарей збільшує число потенційних споживачів сонячної енергії, особливо серед прихильників «зелених» технологій. Тут не можна не відзначити, що у виробництві фотоелементів і в використовуються для їх виробництва матеріалах, а також в додатковому обладнанні для сонячних електростанцій (акумуляторах) найчастіше використовуються токсичні речовини.

Сонячні батареї практично не зношуються, оскільки не містять рухомих частин і вкрай рідко виходять з ладу.

Тривалий термін служби без погіршення експлуатаційних характеристик - 25 років і більше, що підтверджено багаторічною практикою використання.

Функціонування сонячних батарей не залежить від технічних неполадок енергопостачальників.

Сонячним батареям не потрібне паливо, що дає можливість не залежати ні від цін на нього, ні від проблем з транспортуванням.

Крім того, сонячні батареї безшумні, ніж вигідно відрізняються від вітрових систем.

Енергія, що генерується сонячними батареями фактично є безкоштовною (одне «але» - все це тільки після того, як в сонячну енергосистему вже були вкладений початковий капітал і вона окупилася).

Однією з переваг фотоелектричних систем є модульність. При збільшенні енергоспоживання та / або фінансових можливостей домовласник, який використовує сонячні батареї в якості джерела електропостачання, може збільшувати потужність системи за рахунок долучення додаткових фотоелектричних модулів.

Негативи

Однак, незважаючи на вагому кількість достоїнств, сонячні батареї частіше використовують в якості допоміжного джерела електропостачання.

Причин для цього декілька і найбільш значущими з них є висока вартість сонячної батареї і недостатній ККД. В середньому 1 кв. метр площі сонячної батареї прозводить не більше 120 Вт корисної потужності. Цієї енергії недостатньо навіть для роботи комп'ютера. В середньому ККД використовуваних для електропостачання будівель сонячних батарей становить 14%, що менше ККД традиційних джерел енергії.

Високою вартістю батарей обумовлений і тривалий термін окупності, а, отже, і висока ціна вироблюваної енергії протягом цього терміну. З удосконаленням існуючих технологій і появою нових розробок цей недолік поступово долається. Взагалі, сонячні батареї в сучасних українських умовах - поки ще дороге задоволення. На Заході ситуація краща, завдяки державним програмам підтримки «зелених» технологій і великим інвестиціям в сонячне виробництво.

Сонячні батареї малоефективні в зимовий час, а також при похмурій і туманній погоді. Залежність від погодних умов змушує використовувати сонячні батареї в сукупності з іншими альтернативними джерелами енергії у складі гібридних систем, а також застосовувати акумулюють системи для збереження енергії на випадок негоди.

Потік сонячної енергії на поверхню землі залежить від географічної широти і клімату місцевості. В різних місцях земної кулі кількість сонячної енергії, падаючої на землю, може дуже сильно відрізнятися.

Для приладів, які споживають велику потужність, сонячні батареї незастосовні.

Використання енергосистем на основі сонячних батарей вимагає встановлення додаткового обладнання (акумуляторів, інверторів і т. д.) і наявності допоміжних приміщень для його розміщення.

Сонячні електростанції не виробляють електроенергію в нічний час і недостатньо ефективно працюють при розсіяному сонячному випромінюванні, вранці і ввечері. Орієнтування сонячних батарей щодо Сонця, дозволяє збільшити генерований ними струм, однак щоденна орієнтування батарей досить скрутна. Існуючі системи спостереження за Сонцем (трекери) в якійсь мірі рятують становище і збільшують ефективність системи, проте вони дорогі і вимагають технічного обслуговування. Тому їх застосування зазвичай обмежується великими енергосистемами. Враховуючи, що пік електроспоживання припадає на вечірні години та можливі коливання потужності при зміні погоди необхідно або використання ефективних електричних акумуляторів (а це теж поки є проблемою), або будівництво потужних гідроакумулюючих станцій, також займають чималі площі, або використання концепції водневої енергетики, теж поки далекою від досконалості. Необхідно відзначити, що нікель-кадмієві акумулятори погано працюють при підвищених і знижених температурах. Пониження температури акумулятора нижче 0 ° С призводить до значного зниження їх потужності

Для розміщення потужних електростанцій промислового призначення потрібні величезні вільні території. Наприклад, для електростанції потужністю 1 ГВт потрібно декілька десятків квадратних кілометрів площі. Ця проблема зараз успішно вирішується розміщенням сонячних батарей на великих сонячних електростанціях на висоті 1,8 - 2,5 метра, що дає можливість використовувати землі під електростанцією для різних сільськогосподарських потреб, наприклад, випасання худоби. До того ж в світі поки ще досить великих, неосвоєних людиною, територій (наприклад, пустель). Застосування сонячних аеростатних електростанцій також може бути вирішенням проблеми знаходження великих площ землі під сонячні електростанції.

Поверхня сонячних панелей потрібно періодично очищати від пилу та інших забруднень, що у випадку великих електростанцій, що займають кілька квадратних кілометрів, викликає певні складнощі.

ККД фотоелементів зменшується при їх нагріванні і, оскільки працюють вони під розігріваючим їх сонячним випромінюванням, то виникає нагальна необхідність установки систем охолодження, як правило, водяних.

Після 30 років експлуатації продуктивність фотоелектричних елементів починає знижуватися.

Істотним недоліком сонячних батарей є наявність отруйних речовин у складі самих фотоелементів (свинцю, кадмію, галію, миш'яку і т. д.) і застосування токсичних речовин при їх виробництві, незважаючи на екологічну чистоту отримуваної при цьому електроенергії. Через 30-50 років використання батарей неминуче виникає проблема їх утилізації, яка поки ще не дозволена з точки зору екології.