Солнечное излучение, которое попадает в атмосферу, является прямым источником солнечной энергии. Два способа использования энергии солнца — это солнечная тепловая и фотоэлектрическая. Это приводит к вопросу: солнечная тепловая или фотоэлектрическая, что лучше? Прочитайте статью, чтобы узнать об этом и других связанных фактах.
Солнечная тепловая и фотоэлектрическая энергетика – обзор
Солнечные фотоэлектрические системы, также называемые солнечными фотоэлектрическими системами, и солнечные тепловые системы — это две различные технологии, которые описаны ниже:
Солнечные фотоэлектрические
Фотоэлектрический эффект, при котором фотон, элементарная составляющая света, взаимодействует с панелью, изготовленной из полупроводников, является основой фотоэлектрической энергии. Основным компонентом полупроводников является кремний. Фотон высвобождает электроны при столкновении с полупроводниками. В результате воздействия света эта реакция производит энергию. Полупроводники формируются в узкие слои, которые генерируют электрический ток в фотоэлектрических солнечных панелях. Именно из этих полупроводников состоят солнечные элементы. Электрический ток улавливается полупроводниками и преобразуется в энергию для домов и предприятий.
Солнечная
Солнечные тепловые системы вырабатывают тепло, а солнечные фотоэлектрические панели — электрическую энергию . Оба метода потребляют мало энергии, но солнечные фотоэлектрические системы можно использовать только в солнечную погоду. В пасмурные дни они также работоспособны, но их способность вырабатывать энергию снижается на 10–30%. Вода, приготовленная с помощью солнечной тепловой технологии, может храниться для последующего использования, что повышает энергоэффективность. Нагретая вода в солнечных тепловых системах обычно хранится в баках для горячей воды до тех пор, пока она не понадобится.
Концентрированная солнечная тепловая энергия и фотоэлектрическая энергия — в чем разница?
Для начала, концентрированные солнечные тепловые системы (КСП) вырабатывают электроэнергию, преобразуя солнечную энергию в высокотемпературное тепло. Принцип работы этой технологии заключается в том, что солнечная энергия фокусируется множеством отражателей, а затем эта сфокусированная энергия используется для питания электрогенератора и теплового двигателя. Установки этой системы разделены на две секции: одна собирает солнечную энергию и преобразует ее в тепло, а другая преобразует тепловую энергию в электроэнергию. Переменный ток (AC) вырабатывается косвенно через КСП, что упрощает его распределение в электросети.
В отличие от концентрированной солнечной энергии (CSP), фотоэлектрические (ФЭ) солнечные элементы совершенно отличаются. ФЭ панели используют солнечный свет, в отличие от CSP, которая использует солнечную энергию. Другими словами, фотовольтаика — это процесс преобразования света непосредственно в энергию . Солнечные ФЭ элементы поглощают свет, что приводит к высвобождению электронов. Вот как это работает. Ток, создаваемый свободными электронами, после захвата и передачи по проводам (DC) образует постоянный электрический ток. После генерации постоянный ток преобразуется в переменный ток (AC), обычно с помощью инверторов, чтобы его можно было распределять по электросети.
Читайте также: Как работает солнечная тепловая энергия?
Солнечная тепловая или фотоэлектрическая энергетика — что эффективнее?
В отличие от солнечной тепловой системы, которая занимает всего 3–4 м² площади крыши, солнечная фотоэлектрическая система может потребовать до 10 м². Причина этого — её высокая эффективность. КПД солнечных фотоэлектрических систем составляет от 15% до 20%, в то время как солнечные тепловые системы способны преобразовывать около 90% излучения в тепло. Этот показатель неуклонно растёт по мере развития технологий солнечных панелей. Следует отметить, что если солнечная тепловая система используется для нагрева воды, ей потребуется некоторое внутреннее пространство. Пространство, необходимое для солнечной фотоэлектрической системы, почти полностью занято солнечными батареями и ничем больше. Кроме того, для фотоэлектрической системы потребуется лишь несколько проводов и трансформатор внутри помещения, что займёт очень мало места.
Несмотря на свою эффективность, солнечная тепловая система имеет некоторые недостатки, особенно при кипячении воды. Срок службы, общие сложности и требования к техническому обслуживанию солнечных тепловых систем, как правило, выше. Представьте, насколько сложнее солнечная система отопления . Она поглощает свет, преобразует его в энергию и нагревает воздух или воду в вашем районе. В отличие от фотоэлектрической системы, которая вырабатывает энергию для широкого использования, солнечная тепловая система с большим количеством компонентов имеет больше движущихся частей, что увеличивает вероятность проблем и затраты.
Читайте также: Можно ли использовать солнечные панели без инвертора?
Солнечная тепловая или фотоэлектрическая энергетика — какая из них имеет большую мощность?
Мощность крупнейших фотоэлектрических электростанций превышает 500 мегаватт , а максимальная мощность крупнейших тепловых электростанций составляет 400 мегаватт. Как правило, тепловые электростанции вырабатывают меньше электроэнергии по сравнению с этим диапазоном.
Солнечная тепловая или фотоэлектрическая энергетика — что дороже?
Стоимость фотоэлектрической системы
Стоимость солнечных фотоэлектрических систем зависит от потребности в электроэнергии. Обычно для ядерного домохозяйства из трех-четырех человек требуется солнечная фотоэлектрическая система мощностью 3 кВт.
Обычно для системы мощностью 3 кВт требуется 10–12 панелей, каждая из которых вырабатывает 300 ватт электроэнергии. Стоимость варьируется от 4,500 до 6,500 долларов . Одна такая система может стоить от 500 до 600 долларов.
Стоимость солнечной тепловой системы
Солнечные тепловые системы немного дешевле , чем солнечные фотоэлектрические системы. Солнечная система, подходящая для вашего дома, может стоить от 3000 до 6,000 долларов.
Однако в других случаях цена может вырасти. Тепловые системы требуют большего обслуживания, чем фотоэлектрические системы. Каждые три-пять лет вам нужно будет обслуживать свои системы отопления.
Читайте также: Что такое самодельная солнечная зарядная станция для электромобилей?
Солнечная тепловая или фотоэлектрическая энергетика — что лучше?
Энергия может быть легко преобразована из одной формы в другую, но это снижает эффективность. Поэтому предпочтительнее сначала выбрать тип жизненной силы, который вам нужен.
Фотоэлектрические системы (ФЭ) будут лучшим вариантом, если вам нужна электроэнергия. Солнечные тепловые системы следует использовать, если вам требуется тепловая энергия. Допустим, вам нужна и тепловая, и электрическая энергия. В этом случае ФЭ будут лучшим вариантом, чем солнечные тепловые системы, поскольку, учитывая современные технологии, электрическую энергию можно легко преобразовать в любую другую форму энергии. Солнечные системы также становятся все более эффективными с каждым днем. Стоимость фотоэлектрических модулей снизилась на 80% с 2009 года. В отличие от этого, технологические достижения в отрасли солнечных тепловых систем были менее значительными.
Солнечные тепловые и солнечные фотоэлектрические системы используются по-разному; в основном тепловые системы улавливают тепло, а фотоэлектрические генерируют электричество. Теперь, когда мы знаем некоторые особенности солнечных тепловых и фотоэлектрических систем, мы можем легко прийти к выводу, что солнечные тепловые системы более эффективны и дешевле, однако фотоэлектрические системы обеспечивают большую выходную мощность.
Рекомендуется: 4 недостатка энергоэффективных бытовых приборов
