Автор:

Рубрика: Технические науки

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

Дата публикации: 19.09.2017

Статья просмотрена: 205 раз

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: 25.04.2018).



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): солнечной энергии, солнечных элементов, пластин монокристаллического кремния, преобразования солнечной энергии, источников энергии, солнечной энергетики, полупроводникового кремния заводов, отходов полупроводникового кремния, полупроводниковых пластин монокристаллического, кремния заводов электронной, дешевых солнечных элементов, энергии Солнца, стоимости солнечных элементов, производстве полупроводниковых пластин, кремниевых ФП, солнечной энергии термодинамическим, снижения стоимости солнечных, использования солнечной энергии, снабжение солнечной энергии, перспективным направлением снижения.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос