Солнечная энергетика
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
с n-AllnP в качестве окна, далее следует туннельный диод на GaAs для прохождения носителей между элементами и нижний элемент из GaAs.
Весьма перспективны каскадные батареи, состоящие из трех элементов с различной шириной запрещенной зоны (рис.13). Верхний слой, поглощающий коротковолновую область солнечного спектра, сформирован из сплава на основе a-Si:H с шириной оптической щели 1,8 эВ. Для серединного элемента в качестве слоя i-типа использован сплав a-SiGe:H с содержанием германия 10-15%. Ширина оптической щели данного слоя (1,6 эВ) идеальна для поглощения зеленой области солнечного спектра. Нижняя часть СЭ поглощает длинноволновую часть спектра, для этого используется i-слой a-SiGe:H с концентрацией германия 40-50%. Непоглощенный свет отражается от заднего контакта на основе Ag/ZnO. Все три элемента каскадной солнечной батареи связаны между собой сильнолегированными слоями, образующими туннельные переходы между соседними элементами.
5.1. Оценка солнечного теплоснабжения в России.
Одной из наиболее технически подготовленных к внедрению технологий использования солнечной энергии является технология производства низкопотенциального тепла для отопления и горячего водоснабжения. Системы солнечного теплоснабжения (CCT) получили достаточно широкое распространение во многих странах мира с благоприятными климатическими условиями (США, Австралия, Израиль и др.). Их суммарная мощность в мире в 1997 г. достигла 3 000 МВт [13].
B России масштабы внедрения CCT относительно невелики, несмотря на то что к настоящему времени разработаны и подготовлены к серийному производству солнечные коллекторы, не уступающие по своим технико-экономическим показателям лучшим зарубежным аналогам [14]. Это объясняется целым рядом причин и в первую очередь отсутствием финансовых средств у потенциальных потребителей. Кроме этого, во многих случаях важной причиной является недостаточная экономическая эффективность CCT и их неконкурентоспособность с традиционными системами теплоснабжения [13]. B России эта проблема стоит особенно остро в связи с более суровыми (по сравнению со странами, внедряющими CCT) климатическими условиями и относительной дешевизной органического топлива.
B ряде работ [13,15,16] приведены расчетные показатели CCT (удельная выработка энергии, коэффициент замещения нагрузки) для климатических условий России, однако вопросам экономической конкурентоспособности уделено недостаточное внимание. Цель настоящей работы оценка экономической и экологической эффективности CCT в условиях конкуренпии с традиционными энергоисточниками в широком интервале изменения наиболее важных параметров: климатических условий и цен на органическое топливо. Поскольку эффективность CCT часто весьма существенно зависит от местной специфики, сделана попытка установить лишь наиболее общие закономерности и выявить условия, при которых CCT, хотя бы в принципе, могут найти применение в настоящее время и в перспективе. Поэтому рассмотрены лучшие солнечные коллекторы (максимальная тепловая эффективность и минимальная цена), варианты тепловой схемы с минимальными потерями, а также перспективные (на период до 2010 г.) цены на органическое топливо.
Основной энергетической характеристикой солнечного коллектора является его КПД, равный отношению вырабатываемой (полезной) энергии к приходящей на его поверхность энергии солнечного излучения [17]
где FR коэффициент отвода тепла из коллектора; - поглощательная способность пластины коллектора; - пропускная способность прозрачных покрытий; UL - полный коэффициент тепловых потерь коллектора, Вт/(м20C); T1 , - температура жидкости на входе в коллектор, 0C; Ta - температура окружающей среды, 0C; I - плотность потока суммарной солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2 .показывает, что удельная теплопроизводительность q для лучшего коллектора находится в интервале 650...900 кВтч/м2 в год (Санкт-Петербург - Сочи; Якутск - юг Забайкалья) и зависит в основном от годового прихода солнечной радиации в данной местности на горизонтальную поверхность Q и в меньшей степени от распределения интенсивности радиации и температуры воздуха по месяцам, которые обусловливают лишь небольшой разброс точек относительно аппроксимирующих зависимостей q(Q). B дальнейших расчетах применялась зависимость для лучшего коллектора (тип 2). Следует отметить, что полученные значения q примерно на 20 % превышают теплопроизводительность [15], определенную с учетом потерь CCT из-за неполного использования тепла.
Основной экономической характеристикой CCT, как и любого энергоисточника, является стоимость вырабатываемой энергии (отношение суммарных дисконтированных затрат к суммарному дисконтированному отпуску энергии) [18]
,
где k удельные капиталовложения, дол/м2; - коэффициент дисконтирования; - отношение годовых эксплуатационных затрат к капиталовложению; TL - срок службы.
Стоимость энергии представляет собой минимальную цену энергии CCT, при которой проект окупается к концу срока службы TL, который составляет 1015 лет. Такой срок окупаемости достаточно велик, особенно для частного инвестора.
Следует отметить, что поскольку CCT вырабатывает энергию существенно неравномерно во времени, то для надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителя практически всегда должны применяться дублирующие энергоисточники, например, на органическом топливе. Поэтому при сопост?/p>