Состояние и перспективы развития солнечной энергетики | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №37 (171) сентябрь 2017 г.

Дата публикации: 19.09.2017

Статья просмотрена: 332 раза

Библиографическое описание:

Кенжаев З. Т. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики // Молодой ученый. — 2017. — №37. — С. 6-7. — URL https://moluch.ru/archive/171/45649/ (дата обращения: 18.10.2018).



Энергетическая отрасль имеет огромное значение для экономического развития любой страны. Для того, чтобы решить долгосрочные энергетические проблемы человечества, необходимо активно развивать солнечную энергетику. В развитых странах уделяют большое внимание разработке систем на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в том числе энергии Солнца. Как правило, в создании таких систем вкладываются значительные средства из государственного бюджета, действуют многочисленные налоговые льготы. Широкому внедрению солнечной энергетики препятствует ее дороговизна. Это представление въелось в общественное сознание, что использование энергии Солнца относят к далекому будущему, не отрицая при этом перспективности использования солнечной энергии для локальных нужд. Для ее оценки необходимо принимать во внимание существующие тенденции изменения цен энергии, получаемой от Солнца и традиционных источников [1–4]. Сегодня ввиду уменьшения энергетических полезных ископаемых, а именно уменьшения запасов нефти, угля и природного газа возникают серьезные проблемы. Для решения этой задачи в последние 20–30 лет доля солнечной энергетики должна возрасти до 25 %. К 2050 году снабжение солнечной энергии может достичь 20–25 %, к концу века солнечные энергетика может составить 60 % общей энергопотребления [3]. Уже на сегодня стоимость энергии, получаемой с помощью преобразования солнечной энергии термодинамическим методом, приблизилась к стоимости энергии тепловых станций. На мировом рынке производство кремния растет в последнее время примерно 30 % ежегодно, но этого недостаточно для обеспечения потребностей производителей фотоэлектрических и полупроводниковых приборов. Дефицит кремния приводит к росту цен на него.

В настоящее время метод фотоэлектрического преобразования (ФП) в мире стал одним из приоритетных направлений получения солнечной электроэнергии: максимальную экологическую чистоту преобразования энергии, возможность получения энергии практически в любом районе, значительный срок службы, малые затраты на обслуживание, независимость эффективности преобразования солнечной энергии от установленной мощности:

‒ Одним из перспективных направлений повышения эффективности фотоэлектрических систем, полученных в настоящее время, является использование в процессах фотопреобразования уникальных свойств эффекта мультиэкситонной генерации (МЭГ) [4].

‒ Достаточно перспективным направлением снижения стоимости солнечных элементов при использовании в наземных условиях является применение отходов полупроводникового кремния заводов электронной промышленности в качестве исходного материала. Этот путь создает предпосылки к использованию отбракованных при производстве полупроводниковых пластин монокристаллического кремния для выпуска более дешевых солнечных элементов. Количество таких пластин хотя ограничено, тем не менее, для применения в мелкосерийном опытном производстве вполне достаточно. На имеющемся в республике промышленном оборудовании возможно производство солнечных элементов на основе пластин монокристаллического кремния, отбракованных в электронной промышленности с КПД до 20 %. Подсчитано, что при выпуске солнечных элементов мощностью до 500 кВт в год, производство фотомодулей в республике считается рентабельным.

Согласно авторам работы [4,5], другим достаточно перспективным направлением снижения стоимости солнечных элементов при использовании в наземных условиях является применение отходов полупроводникового кремния заводов электронной промышленности в качестве исходного материала. Этот путь создает предпосылки к использованию отбракованных при производстве полупроводниковых пластин монокристаллического кремния для выпуска более дешевых солнечных элементов. Количество таких пластин хотя ограничено, тем не менее, для применения в мелкосерийном опытном производстве вполне достаточно.

Особое внимание уделяется учету использования кремниевых фотопреобразователей (ФП) в условиях жаркого климата. Причем, главная цель всех разработок — адаптация кремниевых ФП к условиям регионов республики. Особенное внимание уделено влиянию температуры на режим эксплуатации ФП в условиях экстремально жаркого климата регионов республики в летние месяцы.

С учетом климатических условий регионов Республики Узбекистан проведены оценочные расчеты влияние температуры на эффективность ФП и исходя из этих оценок разработаны ФП, способные эффективно работать в резко континентальных климатических условиях.

В последние годы широкое распространение в Узбекистане получают технологии энергосбережения и использования источников энергии. Одной из актуальных задач современной энергетики является разработка и создание мало затратных и экологически чистых возобновляемых источников энергии. Климатические и природные условия Узбекистана предоставляют великолепные возможности для cолнечной энергетики (СЭ) [4,5].

В 2013 году в марте месяце в республике Узбекистан вышел указ первого президента «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии». Согласно этому указу созданные в Узбекистане условия и объективные предпосылки для практического применения солнечной энергии служат основой для использования этого региона как площадки для экспериментального внедрения передовых технологий в этой сфере не только в нашей республике, но во всей Средней Азии.

В целом на основе проведенных научно-технологических, технических исследований разработаны, изготовлены и проходят натурные испытания широкий круг различных фотоэнергетических установок (ФЭУ) на основе кремниевых ФП. Они предназначены для индивидуального пользования, фермерских хозяйств, производственных объединений и т. д. и успешно находят применения.

В заключении хотим особо отметить, что нужно разработать комплексную программу проведения научно-исследовательских, опытно–конструкторских работ по использованию солнечной энергии который могли бы принимать участвовать все ведущие ученые работающие в этом направлении нашей республики.

Литература:

  1. Современные проблемы полупроводниковой фотоэнергетики: Пер с англ./ Под ред.Т.Коутса, Дж. Микина. — Москва.: Мир, 1988.
  2. Аллаев К. Р. Состояние и перспективы развития энергетики мира и Узбекистана. //Проблемы энерго- и ресурсосбережения. — Ташкент, 2006. № 3. с.26–44.
  3. Афанасьев В. П., Теруков Е. И., Шерченков А. А. Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011.
  4. Т. А. Джалалов, Э. З. Имамов, Р. А. Муминов, Н.Насимова, Нанотехнология в решении проблемы солнечной энергетики, //рес.конф. «Актуальные проблемы использования альтернативных источников энергии». — Карши, 2014.с.15–16.
  5. Исмайлов К. А., Кенжаев З. Т., Абдиреймова Г. Р., Солнечная энергетика: сегодня и завтра, //9-ой Межд.конф., Қозоғистон, г.Алматы — 2016.с.225–226.
Основные термины (генерируются автоматически): солнечная энергия, солнечная энергетика, электронная промышленность, Узбекистан, монокристаллический кремний, полупроводниковый кремний заводов, перспективное направление снижения стоимости, мелкосерийное опытное производство, исходный материал, влияние температуры.


Похожие статьи

Люминесцентный солнечный концентратор в решении актуальных...

В настоящее время развитие солнечной энергетики связано с увеличением эффективности и снижением стоимости преобразования энергии солнца. Так, наиболее распространённые солнечные элементы на основе кристаллического кремния обладают средним...

Обзор методов нанесения кремниевых покрытий

В настоящее время тонкие пленки, состоящие из аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H) или из наночастиц кремния (nc-Si), рассматриваются как весьма перспективные элементы солнечных батарей на монокристаллическом кремнии (c-Si)...

Инновации в разработке солнечных элементов

солнечная энергетика, солнечная энергия, аморфный кремний, структура, пассивированный эмиттер, Россия, CIS, AIIIBV, солнечная батарея, солнечная генерация.

Эффективность преобразования солнечной энергии

Солнечная панель (батарея) – объединённые полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в постоянный

В целом солнечная энергетика характеризуется нестабильностью.

Германия, лидер по производству солнечной энергии.

Обзор солнечных панелей для систем автономного питания

Рассмотрено несколько ведущих направлений в солнечной энергетике: фотопреобразование энергии солнечного излучения, солнечной панели с

Монокристаллические солнечные панели. Для производства таких элементов используется кремний высокой чистоты.

Экологические последствия развития солнечной энергетики

Ключевые слова: солнечная энергия, энергетика, экология, экологические проблемы, климат, окружающая среда.

Также распространено производство тонкоплёночных фотоэлементов на иных полупроводниковых материалах, например, Смиг, серьезный конкурент кремнию.

Наночастицы аморфного диоксида кремния | Статья в журнале...

Использование нанокристаллического кремния в солнечной энергетике позволит экономию массивного кремния на несколько порядков.

Из сказанного выше получение нанокремния из дешевых отходов производства риса — актуальное направление.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

Особенно важной становится необходимость учитывать взаимное влияние энергетики и экономики.

Поэтому, на взгляд исследователя, в глобальной энергетике именно атомная энергетика является чрезвычайно перспективным направлением для развития.

Способы получения электрики и тепла из солнечного излучения

По мнению экспертов, будущее солнечной энергии с прямым преобразованием солнечного излучения в электрический ток с помощью полупроводниковых фотоэлементов — солнечных батарей. В фотоэлектрических преобразованиях солнечной энергии используется кремний с...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Люминесцентный солнечный концентратор в решении актуальных...

В настоящее время развитие солнечной энергетики связано с увеличением эффективности и снижением стоимости преобразования энергии солнца. Так, наиболее распространённые солнечные элементы на основе кристаллического кремния обладают средним...

Обзор методов нанесения кремниевых покрытий

В настоящее время тонкие пленки, состоящие из аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H) или из наночастиц кремния (nc-Si), рассматриваются как весьма перспективные элементы солнечных батарей на монокристаллическом кремнии (c-Si)...

Инновации в разработке солнечных элементов

солнечная энергетика, солнечная энергия, аморфный кремний, структура, пассивированный эмиттер, Россия, CIS, AIIIBV, солнечная батарея, солнечная генерация.

Эффективность преобразования солнечной энергии

Солнечная панель (батарея) – объединённые полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в постоянный

В целом солнечная энергетика характеризуется нестабильностью.

Германия, лидер по производству солнечной энергии.

Обзор солнечных панелей для систем автономного питания

Рассмотрено несколько ведущих направлений в солнечной энергетике: фотопреобразование энергии солнечного излучения, солнечной панели с

Монокристаллические солнечные панели. Для производства таких элементов используется кремний высокой чистоты.

Экологические последствия развития солнечной энергетики

Ключевые слова: солнечная энергия, энергетика, экология, экологические проблемы, климат, окружающая среда.

Также распространено производство тонкоплёночных фотоэлементов на иных полупроводниковых материалах, например, Смиг, серьезный конкурент кремнию.

Наночастицы аморфного диоксида кремния | Статья в журнале...

Использование нанокристаллического кремния в солнечной энергетике позволит экономию массивного кремния на несколько порядков.

Из сказанного выше получение нанокремния из дешевых отходов производства риса — актуальное направление.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

Особенно важной становится необходимость учитывать взаимное влияние энергетики и экономики.

Поэтому, на взгляд исследователя, в глобальной энергетике именно атомная энергетика является чрезвычайно перспективным направлением для развития.

Способы получения электрики и тепла из солнечного излучения

По мнению экспертов, будущее солнечной энергии с прямым преобразованием солнечного излучения в электрический ток с помощью полупроводниковых фотоэлементов — солнечных батарей. В фотоэлектрических преобразованиях солнечной энергии используется кремний с...

Задать вопрос