Nors saulės energijos technologijos yra pasaulinės ir aplinkai priimtinos, jos turi tam tikrų privalumų ir trūkumų . Šie ir kiti privalumai aptarti šiame straipsnyje.
Per pastaruosius kelis dešimtmečius dėl tvarios energijos poreikio padaugėjo įvairių šaltinių. Be to, vykstant daugiau kampanijų, skirtų aplinkos problemoms, tokioms kaip išteklių išeikvojimas, atsinaujinanti energija yra naujas dėmesys.
Keičiant iškastinio kuro šaltinius, saulės, vėjo, vandens, geoterminius, yra kuriami šaltiniai, atitinkantys pasaulio energijos poreikius. Išsivysčiusiose šalyse atliekama daug tyrimų. Net besivystančios šalys nėra paliktos nuošalyje, nes jos atlieka savo vaidmenį turėdamos tiek techninių pajėgumų, kiek turi.
Saulės technologija yra sparčiausiai auganti ir dažniausiai naudojama atsinaujinanti energija pasaulyje. Kaip atrodo gerai, jis nėra tobulas. Naudojant saulės baterijas yra ir privalumų, ir trūkumų. Būtent į juos bus atsižvelgta šiame straipsnyje. Turėdami šias žinias, galite pasverti savo galimybes prieš nuspręsdami, ar pasirinksite jas, ar ieškosite kitų alternatyvų.
Kas yra saulės baterijos?
Saulės baterijas taip pat galima vadinti fotovoltiniais moduliais. Saulės baterija yra fotovoltinių saulės elementų išdėstymas kartu lape. Kiekvienas fotovoltinis elementas yra pagamintas iš puslaidininkio ir turi galimybę generuoti įtampą ir elektros srovę, kai yra veikiamas šviesos.
Pirmą kartą saulės baterijos buvo pradėtos gaminti masiškai 2000 m. Tai atliko Vokietijos aplinkosaugos mokslininkas ir Eurosolar. Nuo to laiko buvo sukurta daugiau naujovių ir pagaminta daugiau plokščių.
Pagrindinė saulės kolektorių medžiaga (ty puslaidininkis) gali būti sidabras, silicis arba. Dažniausiai naudojamas silicis. Saulės kolektoriai gali būti pagaminti iš vieno silicio gabalo (monokristalinis) arba iš kelių silicio gabalų (polikristalinis). Polikristalinės plokštės dažniausiai yra mėlynos spalvos ir pigesnės nei juodos monokristalinės plokštės.
Saulės baterijos dažniausiai naudojamos elektros gamybai namuose ir pramonėje. Be to, saulės baterijos taip pat naudojamos klinikose medicinos reikmenims šaldyti. Žemės ūkio įmonėse jie naudojami kaip drėkintuvų maitinimo šaltinis. Saulės baterijas taip pat galima derinti su kitais atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip vėjo turbinos, kad susidarytų vadinamosios hibridinės energijos sistemos.
Transporto sektoriuje saulės baterijos naudojamos saulės energijos transporto priemonėms gaminti. Jie taip pat naudojami kosminiuose laivuose ir kosminėse stotyse.
Kaip veikia saulės baterijos
Saulės baterijų fotovoltinis efektas leidžia šviesos energiją paversti elektros energija. Šią funkciją inicijuoja fizinės ir cheminės reakcijos, dėl kurių PV elementų sukurti išoriniai elektros krūviai juda, reaguodami į vidinį elektrinį lauką ląstelėje, todėl tekėja elektra.
Kiekvienas saulės fotovoltinis elementas sudarytas iš dviejų puslaidininkių gabalų. Puslaidininkiai papildomai legiruojami kitomis medžiagomis, kad kiekviename pjūvyje būtų sukurtas teigiamas arba neigiamas elektros krūvis. Viršus gali būti perdengtas fosforu, kad padidėtų neigiamai įkrautų elektronų skaičius. Puslaidininkio dugnas papildomai padengtas boru, siekiant sumažinti neigiamus krūvius ir padidinti teigiamus krūvius. Tai sukuria elektrinį lauką silicio sandūroje.
Kai šviesos energija iš saulės patenka į ląsteles, ji išmuša elektronus iš atomų ir juos pajudina. Dėl elektrinio lauko laisvieji elektronai tolsta nuo sandūros. Metalinės laidžios plokštės elemento šonuose toliau surenka šiuos elektronus ir perkelia juos į laidus.
Jei plokštės bus naudojamos elektros gamybai, reikės baterijų, keitiklio ir įkrovimo valdiklių.
Saulės baterijos yra sudarytos iš saulės elementų, uždarytų saulės moduliuose. Šių plokščių išdėstymas ant stogo, ant žemės arba ant sienos vadinamas saulės kolektoriumi.
Kai saulė kyla, šviesos spinduliai krenta ant plokščių. Plokščių pagaminamos elektros energijos kiekis priklauso nuo tam tikrų veiksnių, tokių kaip saulės intensyvumas, paros laikas, geografinė padėtis, plokščių amžius, plokščių skaičius, metų laikas ir kt.
Kai kinta vidutinės piko saulės valandos, skydų saulės energijos galia taip pat skiriasi. Kai kuriuose regionuose vidutinis piko saulės valandų skaičius birželio mėnesį gali būti mažesnis nei 4.0, o gruodžio mėnesį - 6.5 ir daugiau. Remiantis šiais skaičiais, 80 W saulės baterija per dieną birželio mėnesį pagamins apie 320 W saulės energijos, o gruodį, kai vidutinė piko saulės valandų vertė yra 6.5, per dieną pagamins apie 520 W saulės energijos.
Saulės kolektorių našumą įtakoja elementų darbo temperatūra. Apskaičiuota, kad ši temperatūra skiriasi 2.5 % kas 5 laipsnių temperatūros pokyčiams. Saulės reguliatoriai arba įkrovimo valdikliai kontroliuoja akumuliatorių įkrovimo kiekį. Jei to nepadarysite, saulės temperatūros kilimo ir kritimo sukelti svyravimai gali sugadinti baterijas. Kai kurie įkrovimo valdikliai taip pat paverčia perteklinę įtampą į srovę. Tai leidžia greičiau įkrauti baterijas.
Jei saulės kolektoriai bus naudojami nuolatinės srovės įtaisams maitinti, keitiklių nereikės. Tačiau kai naudojami kintamosios srovės įtaisai, reikės keitiklių. Inverterio darbas yra konvertuoti DC į AC.
Saulės kolektorių pranašumai
Ar žinote, kad saulės baterijos turi privalumų ir trūkumų? Trumpai apžvelgsime saulės kolektorių pranašumus prieš trūkumus.
Kai kurie iš šių pranašumų atsiranda dėl to, kad plokštės priklauso nuo saulės energijos – atsinaujinančio ir aplinkai nekenksmingo energijos šaltinio. Saulės baterijos neišskiria jokių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, nors tenkina mūsų energijos poreikius. Jie taip pat yra ekonomiški ilgalaikėje perspektyvoje. Be to, iš saulės baterijų gaunama energija gali būti kaupiama baterijose ir naudojama, kai nėra saulės šviesos.
Saulės baterijų trūkumai
Taip pat yra trūkumų, susijusių su saulės baterijų naudojimu. Kai nemontuojamos ant stogų, saulės baterijos užima daug žemės ploto. Įrengimo kaina paprastai yra didelė, ypač tose šalyse, kur energetikos sektorius yra prastai išvystytas. Saulės baterijos taip pat visiškai priklauso nuo saulės. Kai nėra saulės šviesos, saulės baterijų naudotojams nebus ir elektros.
Kiti saulės baterijų privalumai ir trūkumai buvo aptarti šiame straipsnyje.
18 geriausių poliarinių plokščių pranašumų ir trūkumų
- Ilgas gyvenimo laikotarpis
- Draugiškas aplinkai
- Atsinaujinančios
- Mažai priežiūros
- Galia gali būti saugoma
- Subsidijuota energija
- Nėra mėnesinių sąskaitų
- Išnaudojama mažiau vietos
- Padidėjusi turto vertė
- Technologijos tobulinimas
- Mažesnė priklausomybė nuo neatsinaujinančių energijos išteklių
- Maža rizika
- Aukšta kaina
- Energijos svyravimai
- Gamtinių elementų įtaka
- Mažas efektyvumas
- Žala žemės aplinkai
- Saulės baterijos negali būti perdirbamos
Privalumai
1. Ilgaamžiškumas
Saulės baterijos yra labai patvarios. Jie gali tarnauti net 25 metus. Tai labai ilgas laikas, palyginti su kitais energijos šaltiniais.
2. Draugiška aplinkai
Gamtos išnaudojimas siekiant išspręsti energetines problemas padarė daug žalos aplinkai. Buvo iškirsta daug miškų ir dykumėjimas, reikalaujantis plikų plotų. Jei tai tęsis, bus išardyta apie 26 trilijonus tonų dirvožemio, padidės CO2 emisija, toliau nyks ozono sluoksnis, bus išeikvotos anglies, mineralinės alyvos ir gamtinių dujų atsargos.
Kaip minėta anksčiau, saulės baterijos neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tačiau patenkina mūsų energijos poreikius. Kai tai susiję su poveikiu aplinkai, saulės baterijų plokštės turi daugiau privalumų nei trūkumų. Jei atsižvelgsime į triukšmo taršą, saulės baterijos yra tiesiog geriausios, nes nėra jokios triukšmo taršos formos.
Toliau vertinant saulės kolektorių naudojimo poveikį atmosferos aplinkai, saulės baterijos neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, todėl neturi nieko bendra su šiltnamio efektą sukeliančių dujų efektu ir visuotiniu atšilimu. Jie neišskiria didelio kiekio jokių oro teršalų.
3. Jokių mėnesinių sąskaitų
Skirtingai nuo kitų energijos šaltinių, plokščių naudojimas nereikalauja mėnesinio mokėjimo už elektros energijos tiekimą. Saulės baterijų naudojimas sumažina energijos mokestį tose vietose, kur elektros kaina yra pakankamai aukšta ir nuolat auga. Tokios teritorijos yra Australija ir Vokietija.
4. Išnaudojama mažiau vietos
Saulės baterijas galima kabinti ant stogų ir sienų. Mūsų namų stogai yra pakankamai dideli, kad juose tilptų tiek plokščių, kiek mums reikia tiekti pakankamai elektros energijos. Kai šios laisvos vietos bus užimtos saulės kolektorių, nereikės daugiau vietos mūsų plokštėms montuoti. Ne tas pats atvejis su benzininiais ar dyzeliniais generatoriais, hidroelektrinėmis, vėjo turbinomis ir kitais energijos šaltiniais.
5. Atsinaujinantis
Saulės baterijos naudoja ultravioletinius saulės spindulius elektrai tiekti. Šiai saulės energijai nereikia jokio žmogaus įnašo, kad ją papildytų. Jį suteikia gamta ir nuolat tiekiama. Viskas, ką turime padaryti, tai tinkamai sumontuoti plokštes ir įdėti kitus reikalingus komponentus.
6. Prasta priežiūra
Saulės kolektorių priežiūrai reikia nedaug pastangų. Įprastinė plokščių priežiūra apima dulkių daleles, susikaupusias ant plokščių paviršiaus. Ląstelės gali būti atskirtos ir pakeistos, kai jos sugenda.
Mažo saulės baterijų priežiūros poreikio priežastis yra ta, kad jos ilgą laiką išlieka toje pačioje padėtyje. Sumontavus plokštes, jos gali išlikti visą savo tarnavimo laiką.
7. Galia gali būti saugoma
Kartais saulė išskiria daugiau energijos nei mums reikia. Kai taip atsitiks, energijos perteklius gali būti sukauptas baterijose, kad būtų galima panaudoti vėliau.
Kai kuriuose regionuose pagamintos energijos perteklius yra parduodamas. Tai reiškia, kad galite parduoti savo papildomą energiją mainais už pinigus. Tai leidžia tokios paslaugos kaip grynojo apskaita ir supirkimo tarifas.
8. Subsidijuojama energija
Saulės baterijų naudojimas tam tikruose regionuose sulaukia vyriausybės palankumo. Šios vyriausybės kartais nusprendžia subsidijuoti plokščių kainą, kad jos būtų prieinamos didesniam gyventojų skaičiui. Kiti remia projektus, kuriuose reikia naudoti fotovoltinius elementus.
9. Padidėjusi turto vertė
Saulės baterijų naudojimas nuosavybėje (nesvarbu, ar tai namas, mokykla, biurų pastatas ir t. t.), padidina to turto piniginę vertę. Toks turtas parduodamas ar nuomojamas gali pritraukti daugiau pirkėjų. Taip yra todėl, kad tas, kuris perka turtą, gali būti tikras dėl nuolatinio elektros tiekimo.
10. Technologijų tobulinimas
Nuo pat pirmosios masinės saulės baterijų gamybos XXI amžiaus pradžioje buvo sukurta daug naujovių. Saulės technologija kaip visuma yra nebaigtas darbas. Tai didelis privalumas, nes buvo sėkmingai pašalinta daugybė apribojimų, susijusių su saulės energijos technologijų naudojimu. Atliekama daugiau tyrimų, kaip pagerinti šį energetikos sektorių.
Poreikis atlikti daugiau darbo taip pat sukūrė daugiau darbo vietų mokslinių tyrimų, projektavimo ir gamybos srityse, todėl atsirado daugiau galimybių įsidarbinti. Net ir dabar saulės baterijų gamyba ir montavimas daugeliui sudaro galimybes įsidarbinti.
11. Mažesnė priklausomybė nuo neatsinaujinančių energijos išteklių
Deja, žalia nafta yra dažniausiai naudojamas energijos šaltinis, jis neatsinaujinantis. Saulės energijos naudojimas palaipsniui sumažins mūsų priklausomybę nuo žalios naftos.
12. Maža rizika
Naudojant saulės baterijas elektrai gaminti, yra mažesnė elektros smūgio ir elektros energijos tiekimo nutraukimo galimybė. Dabartinė elektros gamyba yra daug saugesnė nei tradicinė elektros energija.
Saulės baterijų trūkumai
13. Didelė kaina
Saulės kolektorių statyba kainuoja daug. Pirkimo kaina yra dar vienas trūkumas, nes saulės baterijos yra brangios. Be plokščių, baterijų ir keitiklių kainos, jei reikia, papildomai prie saulės įrangos pirkimo išlaidų. Įvertinus šios įrangos transportavimui išleistą sumą, saulės energijos įrengimui namuose gali būti išleista daugiau pinigų, nei buvo išleista pastatui pastatyti.
14. Energijos svyravimai
Kartais saulės intensyvumas būna didelis, o kartais žemas. Šis elemento temperatūros pokytis sukelia srovės ir įtampos pokyčius
15. Gamtinių elementų įtaka
Saulės baterijų generuojamos energijos kiekiui įtakos turi kai kurie gamtos elementai, tokie kaip oro sąlygos, paros laikas ir platuma.
Visi žinome, kad jokia žemės paviršiaus dalis naktį negauna saulės spinduliuotės. Šiuo paros metu vien saulės baterijų buvimas prilygsta užtemimui. Žiemos ir lietingų sezonų metu saulės energijos paprastai būna labai mažai. Tai taip pat riboja energijos kiekį, kurį galės gauti tie, kurie priklauso nuo saulės kolektorių.
Kitas trikdantis veiksnys yra platuma. Regionai, esantys arčiau pusiaujo, gaus daugiau saulės energijos nei esantys toli nuo pusiaujo.
16. Mažas efektyvumas
Saulės baterijų efektyvumas siekia net 15-20 procentų. Tai reiškia, kad 80-85 procentai energijos, gautos iš saulės, prarandama, o likusi dalis paverčiama elektra.
17. Žala žemės aplinkai
Tiesa, kad saulės baterijos padeda sumažinti su energijos tiekimu susijusių dujų, tokių kaip anglies IV oksidas, kiekį. Tačiau saulės baterijos kelia grėsmę dirvožemio aplinkai. Pavyzdžiui, saulės koncentratoriai, kurie...pakeičia žemės ir sausumos augalų prigimtį. Taip pat oras, susijęs su saulės spinduliuotės atspindžiu, gali pakeisti vėjo kryptį, šilumos balansą ir drėgmę vietose, kuriose sumontuotos plokštės.
Kai saulės baterijos statomos ant žemės arba ant paviršių arti geriamojo vandens šaltinių, tose plokštėse esantys žemos temperatūros verdantys skysčiai ilgainiui gali užteršti geriamąjį vandenį.
18. Saulės kolektorių negalima perdirbti
Šiuo metu nėra technologijos, leidžiančios perdirbti saulės baterijas pasibaigus jų eksploatavimo trukmei. Šių plokščių šalinimas šiuo metu yra visuotinis susirūpinimas. Taip pat nėra jokių priemonių kadmiui perdirbti, kai jis naudojamas plokštėse.
DUK
Kas nutiks saulės kolektoriams po 25 metų?
Galima sakyti, kad 25 metai yra mažiausia saulės baterijų eksploatavimo trukmė. Iki to laiko jų efektyvumas labai sumažėjo, o puslaidininkių ir kitų naudotų medžiagų galiojimo laikas baigėsi.
Ar saulės baterijos kenkia dirvožemiui?
Taip, jie daro. Sumontuoti ant žemės augalai negali išgyventi žemiau plokščių.
Kodėl saulės baterijos visada dedamos ant stogų?
Saulės baterijos ne visada dedamos ant stogų. Tačiau jie dažnai ten dedami dėl dviejų pagrindinių priežasčių. Pirmasis yra skirtas išnaudoti jau turimą erdvę, o ne dykvietės erdves. Antroji priežastis – plokštes turėti arčiau saulės ir tiesioginio kontakto su saulės spinduliuote.
Ar yra saulės baterijų ant stogų trūkumų?
Taip, yra. Saulės baterijos ant stogų (ypač kai stogo dangos medžiagos nėra pakankamai tvirtos) labai apkrauna stogus, todėl stogai gali nutekėti ir deformuotis.
Ar saulės baterijos veikia naktį?
Ne, jie to nedaro.
Kiek laiko tarnauja saulės kolektoriai?
Saulės baterijos gali tarnauti net 25-50 metų.
Rekomendacijos
- Kaip saulės energija kaupiama augaluose | Praktinis paaiškinimas
. - Saulės energijos saugojimas vandenyje | Apgaulė arba tikrovė
. - 9 svarbiausios saulės energijos saugojimo problemos
. - 40 geriausių saulės energijos įmonių pagal šalis
. - 7 populiariausi saulės energijos naudojimo būdai | Privalumai ir trūkumai
Smagu, kad paminėjai, kaip saulės baterijos gali tarnauti net 25 metus. Pastaruoju metu elektros kaina kyla, todėl mano šeima bando galvoti, kaip sutaupyti pinigų, kai kalbama apie elektrą. Girdėjau, kad saulės energija ilgainiui atsipirks, todėl galbūt turėtume prašyti saulės kolektorių montavimo paslaugų.