Перспективи впровадження сонячних та вітряних електростанцій

Протягом останніх десятиліть на тлі навколо новин про «глобальне потепління» та скорочення запасів топлива, в розвинених країнах активно розвивається енергетика, заснована на поновлюваних джерелах.

Як розвивають альтернативну енергетику?

Спроби розвинути відновлювану енергетику робляться в нашій країні. Дане питання зводиться до питання перспектив впровадження в умовах нашої країни сонячних (СЕС) електростанцій Green System та вітряних (ВЕС). Питання дуже актуальне, оскільки відповідь на нього може бути підставою для політичних рішень на державному рівні, які можуть спричинити за собою позитивні або негативні наслідки соціально-економічного та екологічного характеру. Тому метою є аналіз перспектив впровадження СЕС та ВЕС в Україні. Для досягнення поставленої мети вирішуються наступні завдання:

• оцінити потенціал енергії сонячного випромінювання та вітру на території країни;
• визначити показники потужності показників, які експлуатуються в СЕС та ВЕС і порівняти їх з аналогічними показниками електростанцій традиційної енергетики;
• виділити основні проблеми на шляху впровадження СЕС та ВЕС;
• оцінити доцільність застосування СЕС та ВЕС в українських умовах з урахуванням тенденцій в області світової енергетики.

Потенціал енергії сонячного випромінювання

Будемо вважати, що електростанція складається з рядів нерухомих фотоелектричних панелей, нахилених під оптимальним кутом до поверхні землі, приблизно рівним широті місцевості (ф). Щоб електростанція працювала найбільш ефективно, панелі не повинні затінювати один одного, тому відстань між рядами панелей буде визначатися мінімальним кутом падіння сонячних променів на даній широті, який в північній півкулі землі досягається в день зимового сонцестояння, близько 22-го грудня, а в південному - в день літнього сонцестояння, близько 22-го червня.

Якщо середньорічна енергетична освітленість панелей дорівнює E, а ККД електростанції дорівнює η, то її питому потужність можна визначити за формулою: ρ = E · η · cos (φ + ε) / cos ε, де ε ≈ 23.5° - кут нахилу небесного екватора до площини екліптики. Нехтуючи втратами в електромережах, перетворювачах та накопичувачах електроенергії, приймемо η = 0.46. Тоді для широти 50° максимально можлива питома потужність сонячної електростанції 30 Вт/м2. Але варто зауважити, що поки з економічних міркувань на практиці застосовуються набагато менш ефективні сонячні елементи, а також перевага віддається стаціонарним сонячним панелям.