В даний час добре відомо, що світові запаси вугілля, нафти і природного газу поступово виснажуються… Доводиться розробляти нові родовища в умовах вічної мерзлоти або материкового шельфу. Підводне буріння з подальшим видобуванням вуглеводнів в промислових масштабах досить трудомісткий процес, звідси висока собівартість продукту і зростання цін на енергоносії. А ще викид парникових газів яке впливає на глобальне потепління. Тому дуже актуальним є використання альтернативні джерела енергії. Частіше за інші джерела енергії, використовуються вітроелектростанції і перетворння сонячної енергії.
Вітроелектростанція — електростанція, яка за допомогою вітрової турбіни перетворює механічну енергію вітру на електричну. Вітрові електростанції — це система відновлюваної енергетики, оскільки вітер — відновлюване джерело енергії.
Зазвичай найбільший вітровий потенціал спостерігається на морських узбережжях, на пагорбах та в горах. Тим не менш, існує ще багато інших територій з потенціалом вітру, достатнім для його використання у вітроенергетиці. Як джерело енергії, вітер є менш передбачуваним на відміну від, наприклад, Сонця, однак у певні періоди наявність вітру спостерігається протягом цілого дня. На вітрові ресурси впливає рельєф Землі та наявність перешкод, розташованих на висоті до 100 метрів. Тому вітер більшою мірою залежить від місцевих умов, ніж енергія Сонця. У гірській місцевості, наприклад, дві ділянки можуть володіти однаковим сонячним потенціалом, але цілком можливо, що їх вітровий потенціал буде різний, в першу чергу через відмінності в рельєфі та напрямках вітрових потоків. У зв’язку з цим планування місця під ВЕУ має проводитись більш ретельно, ніж при інсталяції сонячної системи.
Енергія вітру, також, підпорядкована сезонним змінам погоди: більш ефективна робота вітряка – взимку, і меньш ефективна – у літні спекотні місяці. Наприклад, у кліматичних умовах Данії фотоелектрична система ефективна на 18% у січні і на 100% у липні. Ефективність роботи вітростанції: у липні 55%, а у січні – 100%. Оптимальним варіантом є комбінування в одній системі невеликого вітрогенератора і сонячними модулями. Подібні комбіновані системи забезпечують більш високу продуктивність електроенергії, у порівнянні з окремо встановленими вітровими або фотоелектричними установками.
Важливо, також, пам’ятати, що кількість енергії, виробленої за рахунок вітру, залежить від щільності повітря, від площі, охопленої лопатями вітротурбіни, і швидкості вітру. Через те, що взимку повітря більш щільне, вітряна установка буде виробляти взимку більше енергії, ніж влітку, за однакової швидкості вітру. На території, розташованої високо над рівнем моря, наприклад, в горах, атмосферний тиск менше і, відповідно, менше густина повітря, але це цілком компенсується підвищеною швидкістю вітру. Висота щогли, також, може значно вплинути на продуктивність вітроенергетичної установки.
Перетворення сонячної енергії в електричну здійснюється за допомогою сонячних батарей. Матеріалом для них служить один з найпоширеніших у земній корі елементів – кремній, а джерелом енергії – безкоштовні сонячні промені.
Цей вид енергії aбсолютно екологічний – немає ніяких отруйних та небезпечних викидів в атмосферу, вони не забруднюють воду або грунт, у них навіть відсутнє небезпечне випромінювання. До того ж це надійне джерело aльтернативної енергії. Але у даного питання є і зворотнa сторонa. Притому, що енергія сонця безкоштовна і величезна, вона, на жaль, непостійна. Робота сонячних батарей сильно залежить від погоди. У похмуру погоду кількість електрики, що виробляється падає в рaзи. А вночі і зовсім припиняється. Тому використання сонячних батарей можливо тільки спільно зі стабільним (нехай і більш дорогим) джерелом електроенергії.
Сонячні бaтареї бувають: монокристалічні, полікристалічні і тонкоплівкові.
Напевно основна відмінність – це ефективність перетворення сонячної енергії. Монокристалічні сонячні батареї на сьогоднішній день мають найвищу ефективність – до 23% серед серійного виробництва. Монокристалічний кремній виробляється з сировини високого ступення очищення (99 %). Полікристалічні сонячні батареї мають ефективність до 18%. Більш низька ефективність пов’язана з тим, що при виробництві полікристалічного кремнію використовують не тільки первинний кремній, але і вторинну сировину. Це призводить до появи різних дефектів в полікристалічних елементах, таких як- мікродефекти, домішки вуглецю і кисню.Тонкоплівкові сонячні батареї мають ефективність до 13%. Ефективність елементів в кінцевому рахунку відповідає за фізичний розмір сонячних панелей. Чим вище ефективність, тим менше буде площа панелі при однаковій потужності.
Саме цікаве це ціна сонячної батареї. Природно, що ціна батареї з монокристалічних елементів вища в розрахунку на одиницю потужності. Це пов’язано з більш дорогим процесом виробництва і застосуванням кремнію високого ступеня очищення. Різниця у ціні становить в середньому 15-20% у порівнянні з полікристалічними сонячними батареями, та до 35% – тонкоплівковими сонячними батареями.
Термін служби монокристалічної сонячної панелі найбільший . Більшість виробників дають на них 25 років гарантію. Полікристалічні сонячні панелі мають тенденцію меншої стійкості до високих температур, ніж монокристалічні сонячні батареї. Висловлюючись технічною мовою, це означає, що вони трохи гірше працюють при високих температурах, ніж монокристалічні сонячні панелі. Спека може вплинути на продуктивність сонячних батарей і зменшити їх терміни служби. У тонкоплівкової сонячної батареї термін службу теж дуже малий.
|