О вечных источниках энергии. Солнечная энергия. Часть 3

Май 29, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор

Если же ученым удастся все же получить электричество с помощью нанотрубок углеродного типа, то кремниевые элементы будут значительно превзойдены, и все солнечные электростанции будут использовать именно нанотехнологии для преобразования солнечной энергии. Однако этот вопрос еще до конца не изучен, а то, что кремниевый фотоэлемент позволяет получить электричество, - это вполне достоверно, поскольку на изучение этого феномена ушло почти двести лет. Однако перед нами стоит одна крупная проблема: где мы добудем добывать материал для кремниевых элементов.

О вечных источниках энергии. Солнечная энергия. Часть 3

В Казахстане уже производится кремний на предприятии Silicium Kazakhstan, выпускающем чистый кремний, начиная с 2010 года. В промышленных условиях кремний технической чистоты получается путем восстановления расплава SiO2 с помощью кокса при температуре, близкой к 1800 градусам Цельсия, в шахтных руднотермических печах. Чистота полученного таким путем кремния может составлять 99,9 % (основными примесями являются углерод и металлы). Агрегатом, обеспечивающим выплавку технического кремния, является рудотермическая дуговая одно - или трехфазная электропечь, имеющая мощность от 8 до 25 МВА. Печь - это стальной круглый кожух, снабженный днищем, футерованным огнеупорной кладкой.

Нынешняя рыночная цена на металлический кремний составляет около 2,5 тысяч евро за тонну (или около полумиллиона тенге за тонну). Довольно небольшое количество кремния получаются с помощью электролиза расплавленных Na2SiF6 или K2SiF6. С целью получения высокочистого кремния производится хлорирование технического продукта до SiHCl3 или SiQ4. Данные хлориды подвергаются глубокой очистке путем ректификации, сорбции, частичного гидролиза и специальной термической обработки, а затем восстанавливаются при температуре от 1200 до 1300°С с помощью высокочистого Н2 в установках, изготовленных из непрозрачного кварцевого стекла или нержавеющей стали.

Чтобы иметь солнечную электростанцию, действующую на солнечной энергии, нам необходимо, во-первых, наличие самого солнца, далее кремния, затем контроллера, аккумулятора и последнее - инвертора.

Рассмотрим по порядку. Солнце является тем главным, что отвечает за всю земную жизнь. Нам всем известно, что оно светит с особенной интенсивностью и максимально излучает солнечную энергию в летнее время. Если же вести речь об установке солнечных электростанций, то лучшим вариантом это будет, естественно, Южный Казахстан, где солнечная энергия максимально интенсивна. А если же выбирать область, то, скорее всего, предпочтение нужно отдать Шимкентской.

Затем кремний. Элемент этот очень важен. Однако если для каждой солнечной батареи потребуется сумма по полмиллиона тенге, то утрачивается весь искомый экономический эффект. В состав песка входит до 47% кремния. Этот элемент можно синтезировать в дуговых печах при 1800о С. Естественно, это всего лишь мои рассуждения, но, если мы сумеем производить кремний из песка, то это может вылиться в существенную экономию. Остается лишь изготовить дуговую печь и, конечно, добыть речной песок.

Предназначение контроллера заряда состоит в оптимизации режимов заряда и разряда аккумулятора батареи для продления продолжительности их службы. Этим достигается использование солнечной батареи с максимальной эффективностью даже при низком уровне освещенности. Контроллер солнечных батарей позволит снизить затраты и достичь большей эффективности в работе всей системы.

Аккумулятор - это устройство, обеспечивающее накопление энергии для её последующего использования. Электрический аккумулятор является химическим источником электрического тока многоразового действия, основная особенность которого состоит в обратимости химических процессов, происходящих внутри него, что обеспечивает его циклическое многократное использование (фазы заряд и разряда) с целью накопления энергии и электропитания автономного типа различного оборудования и электротехнических устройств. Если говорить упрощенно, то именно в аккумуляторе и будет накапливаться вся выработанная энергия.

Последний по счету и, естественно, далеко немаловажный элемент - это инвертор (с английского переводится как преобразователь). Инверторами, как правило, принято именовать источники бесперебойного питания, которые преобразуют постоянное напряжение в переменное (220 В).

Инвертор - это заключительный элемент фотоэлектрической станции (ФЭС), если, естественно, не брать в расчет электрическую розетку. Его задачей является преобразование напряжения постоянного тока от аккумуляторной батареи (АКБ) в напряжение переменного тока, если  потребители нагрузок рассчитаны на данный тип напряжения.

Солнечные электростанции на настоящем этапе. Солнечная электростанция - это инженерный объект, служащий для трансформации солнечной энергии в энергию электрическую. Способы трансформации солнечной энергии могут быть различны и зависят от конструктивных особенностей электростанции. Все существующие ныне солнечные электростанции (СЭС) делятся на несколько видов:

- СЭС тарельчатого типа

- СЭС башенного типа

- СЭС на основе параболических концентраторов

- СЭС на основе фотобатарей

- СЭС аэростатного типа

- СЭС комбинированного типа.

В следующей части статьи мы расскажем подробнее о некоторых из них.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:

  • Солнечные прозрачные батареи производства Ubiquitous Energy Солнечные прозрачные батареи производства Ubiquitous Energy Компания Ubiquitous Energy поставила себе грандиозную задачу - разработать и создать такую технологию, которая позволит любой поверхности вырабатывать энергию от
  • Солнечная энергетика в России. Часть 4 Солнечная энергетика в России. Часть 4 Для развития солнечной энергетики в промышленности нашей страны и всего мира необходимо, наряду с солнечным кремнием, обеспечить производство специального закаленного
  • Солнечная энергетика в России. Часть 3 Солнечная энергетика в России. Часть 3 Одной из перспективных технологий в области солнечной энергетики является изобретение фотоэлектрических станций с солнечными элементами, изготовленными на основе кремния. Они
  • Солнечная энергетика в России. Часть 2 Солнечная энергетика в России. Часть 2 Ветровые, геотермальные и гидроэлектростанции являются экономически конкурентоспособными при различном уровне мощности, который ограничивается лишь наличием соответствующих энергетических ресурсов. При строгом


Оставить комментарий