Р. Байтасов - Основы энергосбережения. Конспект лекций

Коэффициент отражения(отражательная способность) тела – величина, равная отношению потока излучения, отражённого поверхностью тела, к падающему на эту поверхность потоку. Для поверхностей, на которые рассеивают падающее солнечное излучение эту величину называют альбедо.

Таблица 2.1 Отражательная способность некоторых поверхностей

Поток солнечной энергии используется для горячего водоснабжения, отопления, получения электрической энергии.

Получение электроэнергии от Солнца не даёт вредных выбросов в атмосферу, производство стандартных силиконовых солнечных батарей также причиняет мало вреда. Но производство в широких масштабах многослойных элементов с использованием таких материалов, как арсенид галлия или сульфид кадмия, сопровождается вредными выбросами.

Солнечные батареи занимают много места. Однако в сравнении с другими источниками, например углём, они вполне приемлемы. Более того, солнечные батареи могут помещаться на крышах домов, вдоль шоссейных дорог, а также использоваться в пустынях.

Особенности солнечных батарей позволяют располагать их на значительном расстоянии, а модульные конструкции можно легко транспортировать и устанавливать в другом месте. Поэтому солнечные батареи, применяемые в сельской местности и в отдалённых районах, дают более дешёвую электроэнергию.

Жители отдалённых районов используют энергию солнечных батарей для освещения, радиовещания и других бытовых нужд. Практическое значение солнечная энергия имеет при подъёме воды из скважин и на нужды здравоохранения.

Главной причиной, сдерживающей использование солнечных батарей, является их высокая стоимость, которая в будущем должна снизиться благодаря развитию новых технологий. Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 дол. За 1 Вт мощности и, как результат, цена 1 кВт-ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путём сжигания топлива.

В Беларуси 80% энергии Солнца приходится на летний период, когда нет необходимости отапливать жильё, кроме того, солнечных дней в году недостаточно, чтобы использование солнечных батарей стало экономически целесообразным.

Одним из показателей, характеризующих радиационное излучение является число часов солнечного сияния, которое для Беларуси и среднеевропейской части России составляет от 1750 до 1850 ч в год в зависимости от региона. Беларусь по продолжительности солнечного сияния имеет близкие значения со странами Западной Европы, а по приходу среднемесячной солнечной радиации даже превосходит северную часть Германии, Швецию, Данию, Великобританию. Эти страны наряду с «солнечными» странами считаются лидирующими в Европе по выпуску и применению гелиоэнергетического оборудования.

Минимальное число дней без солнца приходится на декабрь. По данным многочисленных наблюдений, таких дней бывает один или два. Напротив, в июле наибольшее количество солнечных дней – 19—22.

В Беларуси целесообразны три варианта использования солнечной энергии:

– пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов «солнечной архитектуры». Расчёты показывают, что количество энергии, падающей на южную сторону крыши домов площадью 100м² на широте Минска, вполне хватает даже для отопления зимой (при том, что 10% солнечной энергии аккумулируется летом и затраты на отопление квадратного метра в отопительный сезон составляют 70 кВт-ч при хорошей теплоизоляции стен, полов, потолков). Размеры дешёвого гравийного теплового аккумулятора приемлемы: 10 х 10 х 1,5 м³. Однако в настоящее время полностью игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный образовательный центр (IBB) в Минске;

– использование солнечной энергии для целей горячего водоснабжения и отопления с помощью солнечных коллекторов;

– использование солнечной энергии для производства электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

В настоящее время финансируется создание отечественной установки на фотоэлементах. Одна солнечная электростанция установлена в Беловежской пуще и отапливает два дома, ещё несколько установлено в Чернобыльской зоне. Солнечные коллекторы, вырабатывающие тепло, рекомендуется устанавливать в коттеджах и загородных домах. Они экономичнее традиционных угольных котлов.