energia słoneczna. Potencjał, ocena zasobów, bariery. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

potencjał słoneczny

Roczny dopływ energii słonecznej waha się od 900-1000 kWh/m2 na północy regionu Morza Bałtyckiego do np. 1077 kWh/m2 w Europie Środkowej (Czechy) i do 1600 kWh/m2 w Morzu Śródziemnym i Morzu Czarnym obszary na poziomej powierzchni. Na południu, na pochyłej powierzchni, roczny dopływ energii słonecznej jest o 20% wyższy.

Ocena zasobów

Dostępna energia słoneczna zmienia się w ciągu dnia ze względu na względny ruch Słońca i zachmurzenie. W południe przy bezchmurnej pogodzie irradiancja generowana przez Słońce może osiągnąć 1000 W/m2, podczas gdy przy dużym zachmurzeniu może spaść do 100 W/m2 lub nawet mniej, nawet w południe. Ilość energii słonecznej zmienia się w zależności od kąta instalacji i orientacji jej powierzchni, zmniejszając się w miarę oddalania się od kierunku południowego.

Komercyjnie produkowane ogniwa fotowoltaiczne mają określoną moc znamionową, wyrażoną w watach mocy szczytowej (Wp). Jest to wskaźnik ich maksymalnej mocy w standardowych warunkach testowych, gdy promieniowanie słoneczne jest bliskie swojej maksymalnej wartości 1000 W/m2, a temperatura powierzchni fotokomórki wynosi 25°C. W praktyce fotokomórki rzadko muszą pracować w takich warunkach. Przybliżoną moc (P) instalacji fotowoltaicznej szacuje się ze wzoru:

P (kWh/dzień) = Pp (kW) * I (kWh/m2 na dzień) * P gdzie:

Pp to moc nominalna w kW, odpowiadająca wydajności pomnożonej przez powierzchnię w m2, I to nasłonecznienie powierzchni w kWh/m2 na dzień PR to współczynnik wydajności systemu.

Średnią dobową wartość natężenia promieniowania słonecznego (I) w Europie w kWh/m2 na dobę (nachylenie na południe, kąt nachylenia do horyzontu 30 stopni) podano w tabeli.

Typowe czynniki wydajności:

• 0,8 dla systemów podłączonych do sieci;
• 0,5 - 0,7 dla systemów hybrydowych;
• 0,2 - 0,3 dla systemów autonomicznych używanych przez cały rok.

W warunkach europejskich dopływ energii słonecznej w większości przypadków przekracza zużycie energii budynku. Na przykład typowy wielorodzinny budynek mieszkalny w Czechach otrzymuje 1077 kWh/m2, podczas gdy każde piętro zużywa około 150 kWh/m2 na ogrzewanie i kolejne 25-50 kWh/m2 na oświetlenie i gotowanie, co generalnie odpowiada 875 - 1000 kWh/m2 dla budynku pięciokondygnacyjnego (piętra mierzone są w m2 powierzchni poziomej). Energia słoneczna dostarczana w ciągu roku jest na ogół wystarczająca, ale użyteczne zasoby są ograniczone wahaniami energii słonecznej i pojemnością magazynowania. Prawidłowej oceny udziału użytecznego ciepła słonecznego można dokonać przy uwzględnieniu różnych obciążeń cieplnych.

Ograniczenia systemów wbudowanych polegają zwykle na tym, że ogrzewanie słoneczne może pokryć tylko 60-80% zapotrzebowania na ciepłą wodę i 25-50% ogrzewania. Zależy to od lokalizacji domu i rodzaju systemu. W Europie Północnej limity wynoszą odpowiednio 70% i 30% dla ciepłej wody i ogrzewania pomieszczeń.

Analizy i doświadczenia z systemami solarnymi wskazują, że mogą one pokryć 5% zużycia bez magazynowania, 10% z magazynowaniem 12-godzinnym i około 80% z magazynowaniem sezonowym. Dane te oparte są na systemach ciepłowniczych w sektorze mieszkaniowym, gdzie średnie straty ciepła wynoszą 20%. Systemy ogrzewania słonecznego bez magazynowania ciepła są zdecydowanie najtańszym rozwiązaniem.

Ogrzewanie słoneczne może zaspokoić około 30% potrzeb przedsiębiorstw przemysłowych, które wykorzystują ciepło poniżej 100°C, jeśli ich zużycie ciepła jest stabilne. W zależności od pory roku i temperatury energia słoneczna może pokryć 100% zapotrzebowania na suszenie produktów.

Słoneczne ogrzewanie basenów może prawie całkowicie pokryć obciążenie cieplne basenów krytych i 100% w przypadku basenów zewnętrznych latem.

Zatem obliczenie potencjału ogrzewania słonecznego polega głównie na ocenie zapotrzebowania na ciepło w niskich temperaturach.

bariery

Instalacje ogrzewania słonecznego są w większości dobrze rozwinięte, a jeśli na drodze ich rozwoju pojawiają się trudności, to wynikają one bardziej z braku pewnych materiałów lub technologii w danym miejscu niż z braku technologii jako takiej. Dlatego głównymi barierami, obok ekonomicznych, są:

• brak informacji o istniejących technologiach, ich optymalnych rozwiązaniach i integracji z systemami ciepłowniczymi;
• brak wykwalifikowanego personelu do produkcji i instalacji.

Czasami przeszkodą jest brak energii słonecznej. W przypadku aktywnych systemów solarnych prawie zawsze można znaleźć miejsce na zainstalowanie kolektora, z którego będzie można czerpać energię słoneczną. W przypadku pasywnej energii słonecznej, która zwykle dostaje się przez zwykłe okna, bliskość domów lub drzew może prowadzić do poważnego ograniczenia dopływu energii.

Nawet po dramatycznej obniżce cen ogniwa fotowoltaiczne kosztują obecnie 5 USD/Wp. Energia elektryczna z ogniw fotowoltaicznych kosztuje dziś 1 – 0,5 dolara/kWh, czyli drożej niż z innych źródeł odnawialnych. W przyszłości, gdy staną się one szerzej stosowane, koszt ogniw słonecznych powinien spaść. Pomimo wysokich kosztów energia fotowoltaiczna może być tańsza niż inne źródła w odległych regionach odciętych od sieci elektroenergetycznej lub tam, gdzie wytwarzanie energii elektrycznej za pomocą innych środków (np. obszary) .

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Silnik fotosyntetyczny do sztucznych komórek 28.01.2020 W celu stworzenia nowego typu sztucznej komórki, która naśladowałaby żywe komórki, niektórzy badacze skupiają się na podejściu polegającym na tworzeniu pierwotnie sztucznych komórek o żywych funkcjach, zamiast zmiany materiału genetycznego żywych komórek. Wspólny zespół specjalistów z Harvardu i Uniwersytetu Sogang postanowił pójść tą ścieżką, prezentując swój nowy rozwój sztucznej komórki, która może odtworzyć absolutnie wszystkie funkcje i zadania żywej komórki - w tym fotosyntezę, rozmnażanie i tworzenie cytoszkieletu w proces jej wzrostu. W procesie tworzenia takiej sztucznej komórki eksperci byli w stanie aktywować jej metabolizm poprzez aktywność światła i wbudowaną w nią specjalną strukturę białkową. Jest to jednak dopiero pierwszy krok w budowie naprawdę złożonych i złożonych sztucznych komórek o funkcjach żywych, które z pewnością znajdą zastosowanie w wielu dziedzinach ludzkiej aktywności naukowej. Jeśli chodzi o samą strukturę takiej komórki, eksperci zastosowali tutaj tradycyjne podejście białkowe - łącząc dwa fotokonwertery białkowe uzyskane z fotosyntetycznych organelli roślin i zwierząt. Fotokonwertery te, wystawione na działanie światła, generują pewien gradient energii, który rozpoczyna proces sztucznego metabolizmu komórkowego. W tym samym czasie specjalistom udało się stworzyć prawdziwie stabilny rodzaj sztucznego mikroorganizmu, wprowadzając dodatkowe struktury białkowe i produkty interakcji chemicznych - w ten sposób powstała sztuczna komórka naprawdę stała się jak żywa.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Synchronizacja komputera pokładowego samochodu z iPhonem i Apple Watch

▪ Komputer czyta myśli w czasie rzeczywistym

▪ Nowy konwerter DC/DC firmy Texas Instruments

▪ Elektroniczne gadżety wyszczuplające Nokia

▪ Roboty będą mogły podejmować decyzje oparte na moralności

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcji witryny internetowej poświęconej sprzętowi wideo. Wybór artykułów

▪ artykuł Burza w filiżance (wody). Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kto używał języka albańskiego na początku XX wieku? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Verby. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Dioda w podstawie żarówki. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Dopracowanie bloku ustawień w tunerze stereo Laspi-003. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024