Перспективи розвитку сонячної енергетики в світі та в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

перспективи розвитку сонячної енергетики в світі та в Україні

Пирогов В.В., Косатенко Д.О., Шалова Є.О.

Центральноукраїнський національний технічний університет

Подколзіна А.І.

Національний університет «Львівська політехніка»



Досліджено сучасний стан розвитку сонячної енергетики в світі та в Україні, як нетрадиційного відновлюваного джерела енергії. Розглянуті переваги та недоліки сонячних електростанцій різних типів, перспективні технології для покращення роботи як сонячних елементів, так і сонячних електростанцій. Проведено аналіз розвитку малої енергетики у світі та в Україні на основі відновлюваних джерел енергії.

Ключові слова: сонячна енергетика, сонячна електростанція, фотоелектричний модуль, сонячна батарея, сонячний елемент, альтернативна енергетика, нетрадиційні відновлювані джерела енергії, акумулятор енергії, мала енергетика.



Постановка проблеми

сонячний електростанція енергетика відновлюваний

В останні десятиріччя, все більшу увагу привертають проблеми використання нетрадиційних джерел енергії. Зумовлено це двома основними факторами: катастрофічним положенням екології та необхідністю пошуку нетрадиційних відновлюваних джерел енергії. Так, наприклад, традиційні паливно- енергетичні ресурси (нафта, газ, вугілля, і т. д.) при теперішніх темпах розвитку науково-технічного прогресу можуть зникнути вже у найближчі 100-150 років [1, 2]. Крім того, забруднення атмосфери, водойм та землі тепло-, гідро- та атомними електростанціями, збільшення шкідливих викидів транспортом, змушують шукати альтернативні та більш екологічні джерела енергії [3-7].

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Аналіз публікацій [8-10] показує, що використання тільки однієї сонячної енергії може повністю задовольнити потреби людства в необхідній кількості електроенергії. Наприклад, за розрахунками експертів міжнародного проекту Land Art Generator Initiative, для повного забезпечення потреб людства в електроенергії у 2030 році, при теперішньому рівні продуктивності сонячної панелі площею 1 м2 і коефіцієнті корисної дії (ККД) в 20% та 70% сонячних днів у році, достатньо покрити лише 0,33% площі земної суші або 0,097% площі земної поверхні (що становить приблизно 496805 км2). Для прикладу, площа пустель становить приблизно 11% площі земної суші.

Відповідно до даних Міжнародного Агентства Відновлюваної Енергетики (IRENA), за останнє десятиліття найбільш швидкими темпами зростають потужності саме відновлюваних джерел енергії [4, 11-18]. Так, наприклад, електростанцій на відновлюваних джерелах енергії сьогодні вводять в експлуатацію більше, ніж на видобувному традиційному паливі.

Варто зазначити, що за прогнозами різних організацій ІЕА, IRENA, Bloomberg New Energy Finance та ін., відновлювані джерела енергії (наприклад, тільки сонячна та вітрова енергетика) зможуть виробляти до 2050 року від 50% до 100% електроенергії [19-24]. У багатьох країнах, таких як Мексика, Італія, Іспанія, Австралія, Чилі, цей показник вже до 2030 року може сягати 50-80%. Крім того, враховуючи розвиток сонячних технологій, сонячна енергія вже до 2025 року може стати дешевшою, ніж енергія вугілля [4, 25-27].

Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Незважаючи на перспективи сонячної енергетики, існує ряд невирішених проблем [28-30], які стримують її бурхливий розвиток і одночасно не дозволяють використати всі її потенціальні можливості. Так за даними [2, 31], незважаючи на стрімкі темпи зростання встановленої потужності альтернативних джерел енергії, спостерігається тенденція і до певного спаду в подальшому їх нарощенні. Серед основних не- вирішених проблем сонячної енергетики можна віднести наступні:

— порівняно низький ККД (в межах 10-20%);

— неможливість акумулювання сонячної енергії у великих об'ємах;

— залежність генерації електроенергії від періоду доби та погодних умов.

Для прикладу, якби вдалось розв'язати вказані проблеми хоча б частково, а саме, при доведенні ККД сонячних панелей до показника в 60% та генерації електроенергії хоча б протягом 12 годин (за рахунок акумулювання сонячної енергії), достатньо було б покрити в 6 разів меншу територію або 0,055% площі земної суші (приблизно 82800 км2).

Метою статті є аналіз сучасного стану сонячної енергетики у світі та в Україні, виявлення суттєвих переваг та недоліків сонячних електростанцій різних типів, аналіз розвитку перспективних технологій по покращенню роботи як сонячних елементів, так і сонячних електростанцій, а також аналіз розвитку малої енергетики на основі відновлюваних джерел енергії.

Виклад основного матеріалу

Сучасний стан сонячної енергетики в світі та в Україні.

Станом на кінець 2016 року в світі було вироблено 24353 ТВт * год електроенергії [32]. До першої десятки найбільших країн- виробників електроенергії належать (рис. 1) (в дужках вказана частка в відсотках від загальної кількості виробленої електроенергії в світі): Китай (24,7%); США (17,7%); Індія (5,84%); Росія (4,47%); Японія (4,16%); Німеччина (2,68%); Канада (2,64%); Бразилія (2,38%); Франція (2,27%); Південна Корея (2,25%).

Частка відновлюваних джерел енергії в світовому виробництві електроенергії на кінець 2016 року складала 24,5% [33]. Основну частку у виробництві електроенергії серед відновлюваних джерел енергії складає гідроенергетика (рис. 2).



До першої десятки країн з найбільшою часткою (у відсотках від загальної кількості виробленої електроенергії в країні) відновлюваної енергетики станом на кінець 2016 року належать [31]: Норвегія (97,9%); Нова Зеландія (84%); Колумбія (82%); Бразилія (81,2%); Канада (66,4%); Швеція(57,2%); Португалія (55,2%); Венесуела (54%); Румунія (46,2%); Іспанія (40,1%). Слід відзначити, що така велика частка використання відновлюваних джерел енергії, у вказаних країнах, в основному забезпечена за рахунок гідроресурсів або гідроенергетики.

Дещо інша ситуація спостерігається у виробництві електроенергії тільки за допомогою вітрової та сонячної енергетики. Так, до першої десятки країн з найбільшою часткою (у відсотках від загальної кількості виробленої електроенергії в країні) вітрової та сонячної енергетики станом на кінець 2016 року належать [32]: Нова Зеландія (23,5%); Іспанія (23,5%); Португалія (22,3%); Німеччина (18%); Італія (І6,5%); Румунія (16,2%); Великобританія (14,1%); Бельгія (10,8%); Швеція (9,8%); Нідерланди (9,4%). Слід відмітити, що в таких країнах як Німеччина та Великобританія, які знаходяться північніше чим Україна, вклад тільки сонячної енергетики складає відповідно 7% (45,7 ТВт-год) та 4% (13,56 ТВт-год) частки всієї виробленої електроенергії.

На зростання ролі відновлюваних джерел енергії у виробництві електроенергії вказують річні темпи встановлення потужності як в цілому у світі (рис. 3), так і окремо в кожній із провідних країн, які активно розвивають сонячну та вітрову енергетику (рис. 4). Наприклад, тільки у Китаї в 2016 році та в першій половині 2017 року було встановлено відповідно 34,5 і 24 ГВт потужностей сонячних та 23,4 і 55 ГВт потужностей вітрових електростанцій. У цілому, на сьогоднішній день, у Китаї вже встановлено більше 100 ГВт потужностей сонячних та 225 ГВт потужностей вітрових електростанцій [34]. Для порівняння: встановлена потужність сонячних електростанцій у Китаї вже перевищує встановлену потужність сонячних електростанцій Німеччини та США разом взятих. Усього в світі за 2016 рік було введено приблизно 75 ГВт сонячної та 55 ГВт вітрової генерації.



Зауважимо, що темпи встановлення потужностей сонячної енергетики в 2016 році значно перевищували темпи встановлення потужностей всіх інших видів генерації електроенергії. Це зумовлено значним зменшенням цін на фотоелектричні модулі, ціна яких у 2016 році впала до 39 центів за один ват встановленої потужності [16, 37]. Наприклад, за даними [38] ціна на фотоелектричні модулі на один ват встановленої потужності минулідесятиріччя приблизно становила: в 1977 році -- 76,67 долара; в 1987 році -- 9,5 долара; в 1997 році -- 7,5 долара; в 2007 році -- 3,5 долара.

Незважаючи на те, що сумарна встановлена потужність вітро- та сонячних електростанцій (на кінець 2016 року -- 790 ГВт) дещо менша за встановлену потужність гідроелектростанцій (на кінець 2016 року -- 1090 ГВт), їх частка у виробництві електроенергії складає лише 5,5% або в три рази менше частки виробленої електроенергії гідроелектростанціями (рис. 2). Це зумовлено тим, що генерація електроенергії сонячними та вітровими електростанціями має періодичний характер (залежить від погодних умов та періоду доби). Крім того, відсутність систем акумулювання сонячної та вітрової енергії, не дозволяє зробити процес генерації електроенергії постійним, на відміну від гідроелектростанцій, де такою системою акумулювання енергії є водосховище.

На сьогодні частка відновлюваної енергетики України (з урахуванням гідроенергетики) складає приблизно 12% (~6,5 ГВт) [39-41]. Станом на перше півріччя 2017 року встановлена потужність сонячних електростанцій складала 705 МВт або 1,27% від всієї встановленої потужності електростанцій України [40, 42]. Об'єм електроенергії, який був вироблений сонячними електростанціями станом на 2016 рік, становив 0,3% (492 ГВт-год) від усієї виробленої електроенергії в Україні [43]. За даними [40], в Україні планується ввести в експлуатацію ще 360 МВт потужностей сонячних електростанцій, завдяки чому їх сумарна встановлена потужність вже в 2017 році може сягнути або перевищити планку в 1 ГВт.

Слід зазначити, що темпи зростання потужностей сонячної енергетики в Україні, значною мірою залежать від інвестицій. Наприклад, сьогодні вартість встановлення 1 МВт потужності сонячної або вітрової електростанції становить приблизно 1 млн. доларів [44]. Відповідно, для збільшення встановленої потужності сонячних електростанцій на 1 ГВт необхідно 1 млрд. доларів. За теперішнього стану економіки нашої країни та сонячних технологій процес збільшення частки відновлюваних джерел енергії в енергетичному балансі енергосистеми буде досить повільним, незважаючи навіть на державну підтримку в даному секторі енергетики.

Види і типи сонячних електростанцій. Їх переваги та недоліки.

Сонячні електростанції (СЕС) бувають двох видів [45-48]:

— фотоелектричні СЕС (PV (photovoltaic -- фотоелектрика) технології) -- принцип роботи яких ґрунтується на перетворенні сонячної енергії в електричну за допомогою спеціальних панелей з комірками, які складаються з двох (або більше) шарів різних напівпровідникових матеріалів;

— термодинамічні СЕС (CSP (concentrated solar power -- концентрована сонячна енергія) або STE (solar thermal electricity -- сонячна теплова електрика) технології) -- принцип роботи яких ґрунтується на перетворенні сонячної енергії спочатку в теплову (за рахунок збільшення концентрації сонячної енергії), а потім в електричну. Елементи такої системи нагрівають робоче тіло (розплав солі та/або воду), яке в свою чергу рухає турбіну і електрогенератор.

На сьогодні найбільш поширені саме фотоелектричні СЕС. Для порівняння: встановлена потужність термодинамічних СЕС складає лише 4,8 ГВт проти 303 ГВт встановленої потужності фотоелектричних СЕС станом на 2016 рік [32].

Фотоелектричні СЕС. Головним елементом фотоелектричних СЕС є сонячні батареї (СБ). СБ характеризуються високою надійністю та стабільністю, а термін їх служби майже необмежений. Вони можуть перетворювати як пряме так і розсіяне сонячне світло. Невелика маса, простота обслуговування, низькі витрати на будівництво, модульний тип конструкції дозволяють створювати СЕС будь-якої потужності. До недоліків СБ можна віднести низький ККД і залежність роботи від погодних умов та періоду доби.

Розрізняють наступні типи СБ [49-53]:

— кремнієві кристалічні СБ (моно- та полі- кристалічні). Це найпоширеніший на сьогодні вид СБ. Вони займають майже 90% ринку фотоелектричних перетворювачів, з яких 1/3 частини припадає на монокристалічний та 2/3 -- на по- лікристалічний (технологія виготовлення значно дешевше ніж монокристалічного);

— тонкоплівкові СБ (кремнієві плівки на основі аморфного кремнію (a-Si) (80% об'єму світового ринку тонкоплівкових СБ), плівки на основі телуриду кадмію (CdTe) (18% ринку) і плівки селеніду міді-індію-галію (CuInGaSe2, або CIGS) (2% ринку)). До тонкоплівкових СБ також відносяться органічні/полімерні тонкоплівкові світлочутливі елементи;

— багатоперехідні (багатошарові) СБ (основним матеріалом для таких елементів є сполуки галію (Ga) -- фосфід індію галію, арсенід галію та ін.) застосовуються з концентраторами світла. Для досягнення максимальної ефективності таких СБ необхідно використовувати двохосьові системи орієнтації.

Порівняльна характеристика різних типів СБ приведена в таблиці 1.

Таблиця 1 ККД різних СБ та регіони їх ефективного застосування

Тип СБ	ККД СБ в %	Регіон ефективного застосування
	випускаються серійно	в лабораторних умовах
Кремнієві	монокристалічні	17-22	25	з середнім та високим рівнем інсоляції
	полікристалічні	12-18	20,5
Тонкоплівкові	a-Si	5-10	12,2	з низьким, середнім та високим рівнем інсоляції
	CdTe	10-11	17,3
	CuInGaSe2	12-13	20,5
	полімерні	5-6	13,2
Багатоперехідні	на основі галію (Ga)	30	43,5	з високим рівнем інсоляції

Джерело: розроблено авторами за даними [49-53]

сонячний електростанція енергетика відновлюваний

На динаміку та можливості розвитку сонячної енергетики вказують встановлені потужності деяких нових СЕС з використанням PV-технологій (в порядку зростання потужності) [54, 55]: СЕС Mesquite (207 МВт, кремнієві СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2013 рік); СЕС Charanka Solar Park (221 МВт, тонкоплівкові СБ) -- Індія (введення в експлуатацію -- 2012 рік); СЕС Mount Signal (265,7 МВт, кремнієві СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2014 рік); СЕС Antelope (266 МВт, кремнієві СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2013 рік); СЕС Agua

Caliente (290 МВт, тонкоплівкові СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2014 рік); СЕС Solar Ranch (292 МВт, кремнієві СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2012 рік); СЕС Longyangxia Dam (329 МВт, кремнієві СБ) -- Китай (введення в експлуатацію -- 2013 рік); СЕС Sunlight Farm (550 МВт, тонкоплівкові СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2015 рік); СЕС Topaz (550 МВт, тонкоплівкові СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2014 рік); СЕС Star (579 МВт, кремнієві СБ) -- США (введення в експлуатацію -- 2015 рік); СЕС Камуті (648 МВт, кремнієві СБ) -- Індія (введення в експлуатацію -- 2016 рік).

Термодинамічні СЕС. Головним елементом термодинамічних СЕС є концентратори теплової енергії сонячного випромінювання. Такі СЕС, на відміну від фотоелектричних, можуть стабільно виробляти електроенергію протягом певного періоду часу (6-15 год), навіть без сонячного світла, оскільки частина енергії може зберігатися в спеціальних термосховищах або термоакумуляторах. До недоліків термодинамічних СЕС можна віднести великі витрати на обслуговування та будівництво. Крім того, їх будівництво та експлуатація виправдана лише в районах з високим рівнем інсоляції або за умов, що в даному районі не менше ніж 70-80% сонячних днів у році [56, 57].

Існує три основних типа CSP-технології [46, 48]:

— технологія центральної башти;

— технологія параболічних концентраторів;

— технологія концентраторів тарілчастого типу.

У термодинамічних СЕС з центральною баштою, для концентрації сонячного випромінювання, використовується поле відбивачів-геліоста- тів, кожен з яких має двовісну систему стеження за сонцем. Геліостати фокусують сонячне світло на центральному приймачі, який розташований зверху на башті, і розігрівають його. Робоча рідина першого контуру (наприклад, соляний розплав), що циркулює в приймачі, поглинає тепло і подається до теплообмінника. У теплообміннику робоча рідина другого контуру (вода) нагрівається і перетворюється в пар, який обертає турбіну та електрогенератор.

У термодинамічних СЕС з параболічними концентраторами схема утворення водяної пари майже подібна, але для цього використовують параболічні дзеркала, які концентрують сонячне випромінювання на трубках розташованих в фокусі конструкції. Робоча рідина (синтетичне термомасло), розташована в трубках, нагрівається і далі подається до теплообмінника.

У термодинамічних СЕС з концентраторами тарілчастого типу використовуються параболічні дзеркала (у вигляді супутникової тарілки), які концентрують сонячну енергію на приймачі розташованому у фокусі дзеркала. Енергія нагрітого робочого тіла (рідина або газ) використовується для отримання електроенергії в двигуні або генераторі з'єднаному з приймачем. Наприклад, такі СЕС з двигуном Стірлінга на сьогодні мають найбільший ККД перетворення сонячної енергії [58-61]. Крім того, як і у випадку СБ, модульний тип конструкції дозволяє створювати тарілчасті СЕС різної потужності.

Слід зазначити, що серед розглянутих термодинамічних СЕС з системою акумулювання теплової енергії працюють лише СЕС, які використовують технології центральної башти та параболічних концентраторів.

Найпривабливішими країнами для встановлення термодинамічних СЕС є країни Північної Африки, Центральної та Південної Америки, Центральної Азії та Близького Сходу, Австралія [62-66].

Порівняльна характеристика різних термодинамічних СЕС приведена в таблиці 2.

Таблиця 2

ККД термодинамічних СЕС та регіони їх ефективного застосування

Тип С8Р- технології	ККД в %	Робоча температура, °С	Регіон ефективного застосування
Технологія центральної башти	20-23	500-700	з високим рівнем інсоляції
Технологія параболічних концентра торів	16-20	300-450	з високим рівнем інсоляції
технологія концентраторів тарілчастого типу	28-34	700-950	з середнім та високим рівнем інсоляції

Джерело: розроблено авторами за даними [47, 58-60]

Найбільші приклади СЕС з використанням CSP/STE-технології (в порядку зростання потужності) [54]: СЕС Solaben (200 МВт, параболічні концентратори) -- Іспанія (введення в експлуатацію -- 2013 рік); СЕС Genesis (250 МВт, параболічні концентратори) -- США (введення в експлуатацію -- 2014 рік); СЕС Mohave Solar Project (280 МВт, параболічні концентратори) -- США (введення в експлуатацію -- 2014 рік); СЕС Solana Generating Station (280 МВт, параболічні концентратори) -- США (введення в експлуатацію -- 2013 рік); СЕС SEGS (354 МВт, параболічні концентратори) -- США (введення в експлуатацію -- 1984 рік); СЕС Ivanpah (397 МВт, баштовий центральний концентратор) -- США (введення в експлуатацію -- 2013 рік).

Перспективні технології для покращення роботи сонячних елементів та сонячних електростанцій.

На основі проведеного аналізу сучасного стану сонячної енергетики можна стверджувати, що найбільш перспективною технологією є PV-технологія отримання електроенергії. У зв'язку з цим, основним напрямком покращення роботи сучасних СЕС є підвищення ефективності роботи СБ та розробка сучасних систем акумулювання енергії.

Серед основних напрямків підвищення ефективності роботи СБ, які активно сьогодні розвиваються, можна виділити наступні:

— розробка гібридних СБ [67, 68], які одночасно виробляють електроенергію та теплу воду (ефективність роботи СБ зростає на 15%);

— розробка двосторонніх або багатогранних (конічної форми) СБ (електроенергії виробляється на 20-30% більше) [69-71];

— розробка гетеро- та наноструктур (за допомогою яких у СБ з'явиться можливість працювати не тільки без сонячного світла, але і при збільшеному в декілька разів ККД) [72-74];

— розробка тонкоплівкових прозорих СБ [75, 76].

Оскільки основною вадою сонячних (вітрових) електростанцій є циклічність роботи (залежить від погодних умов та періоду доби), то одним із важливих напрямків підвищення їх ефективності є розробка систем акумулювання енергії [77]. До найбільш перспективних систем акумулювання енергії можна віднести наступні:

— електрохімічні акумулятори (залізо-нікеле- ві, літій-іонні та ін.) [78-82];

— теплові та термодинамічні акумулятори [83-86];

— пневматичні акумулятори [87-90];

— водневі акумулятори [91-94];

— механічні акумулятори [95-98].

Розвиток малої енергетики у світі та в Україні на основі відновлюваних джерел енергії.

Мала енергетика -- це доволі динамічний сегмент світової енергетичної системи [99-102], який включає в себе малі генеруючи установки та комплекси потужністю до 50 МВт, які працюють як на основі традиційних, так і нетрадиційних джерел енергії (енергія води, вітру, сонця, енергія біомаси, геотермальна енергія та ін.). На сьогодні більше 70 країн світу [102], в тому числі й Україна, мають не тільки свої національні програми розвитку малої енергетики на основі відновлюваних джерел енергії, але й активно впроваджують і використовують сонячну та вітрову енергетику.

На переваги малої енергетики та збільшення її частки в генерації електроенергії, як в цілому у світі, так і окремо в кожній країні, вказує розвиток і впровадження технологій інтелектуальних електроенергетичних систем (smart grid) [99, 101]. Крім того, в ряді розвинутих країн про- слідковується стрімка тенденція переходу від централізованого до розподіленого постачання електроенергії [102]. Наприклад, у країнах ЄС доля малої або розподіленої енергетики складає в середньому 10%, причому, дані показники суттєво різняться в різних країнах (в Данії частка розподіленої енергетики складає більше 45%). Зумовлено це тим, що централізоване постачання енергії має ряд суттєвих недоліків:

— значні втрати енергії при постачанні від виробника до кінцевого споживача;

— значні терміни та фінансові витрати при будівництві нових об'єктів централізованої енергетики;

— завищені тарифи на електроенергію та тепло.

До основних переваг малої або розподіленої

енергетики можна віднести наступні:

— висока технологічна і економічна ефективність в режимах ко- та тригенерації (ККД приблизно 90%);

— собівартість виробленої електроенергії та тепла в декілька разів менша, за рахунок більш ефективних технологій генерації і когене- рації, та відсутності втрат енергії;

— прийнятний термін окупності проекту (приблизно 5 років в режимі генерації тільки електроенергії, та 2-3 роки в режимі ко- та тригенерації);

— модульність, масштабованість, мобільність (постачання блоками необхідної потужності, можливість швидкого підключення нових блоків до працюючої станції, а також демонтаж і переміщення на нові об'єкти);

— короткі терміни введення в експлуатацію (6-18 місяців, залежно від потужності);

— незалежність та контроль (повністю усувається проблема збоїв, відключень, порушень параметрів струму і напруги по незалежних від споживача причинах).

Незважаючи на стрімкі темпи розвитку альтернативної енергетики у світі, в Україні теж спостерігається тенденція до активного розвитку малої енергетики. Наприклад, згідно з даними служби Держенергоефективності, тільки в 2016 році було введено приблизно 120 МВт потужностей об'єктів відновлюваної енергетики (в чотири рази більше ніж у 2015 році) [44], серед яких 99 МВт -- тільки сонячних електростанцій. Крім того, кількість приватних домогос- подарств, в яких було встановлено СБ, зросла з 21 (у IV кварталі 2014 року) до 2323 (у III кварталі 2017 року) [103]. При цьому їх сумарна потужність склала 37,1 МВт. Такий ріст активності пов'язаний з введенням одного з найвигідніших «зелених» тарифів у Європі.



Висновки

Отже, на основі аналізу розвитку сонячної енергетики в світі та в Україні, можна зробити такі висновки.

1. Технології «нових» відновлюваних джерел енергії, зокрема сонячної енергетики, досягли такого рівня, за якого вони успішно конкурують з традиційними способами виробництва енергії.

2. Зростання цін на енергоносії та залежність від країн-експортерів енергії змушують країн- імпортерів шукати альтернативні способи отримання енергії.

3. Вичерпність традиційних енергетичних ресурсів (нафти, газу, вугілля, уранових руд) та погіршення екологічної ситуації в світі вимагає нових підходів до енергозабезпечення та енергозбереження.

Темпи розвитку та інтеграції у світову енергетичну мережу малої енергетики свідчать про поступовий її перехід від статусу «резервного» джерела енергії в статус постійного або «регулярного».Какая площадь солнечных панелей обеспечит Землю энергией?



Список літератури

1. Голицын М. В. Альтернативные энергоносители / М. В. Голицын, А. М. Голицын, Н. В. Пронина; отв. ред. Г. С. Голицын. - М.: Наука, 2004. - 159 с.

2. Арутюнов В. С. Нефть ХХІ. Мифы и реальность альтернативной энергетики / В. С. Арутюнов. - М.: ООО «ТД Алгоритм», 2016. - 220 с.

3. Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайделл, А. Уэйр; пер. с англ. - М.: Энергоатомиз- дат, 1990. - 392 с.

4. Сидорович В. Мировая энергетическая революция: как возобновляемые источники энергии изменят наш мир / В. Сидорович. - М.: Альпина Паблишер, 2015. - 208 с.

5. Арманд А. Д. Эксперимент «Гея». Проблема живой Земли / А. Д. Арманд. - М.: Сиринъ садхана, 2001. - 111 с.

6. Медоуз Д. Пределы роста. 30 лет спустя / Д. Медоуз, Й. Рандерс, Д. Медоуз; пер. с англ. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 342 с.

7. Мюррей Р. Цель - Zero Waste / Р. Мюррей. - М.: ОМННО «Совет Гринпис», 2004. - 232 с.

8. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://altenergiya.ru/sun/kakaya-ploshhad-solnechnyx-panelej-obespechit-energiej-zemlyu.html.

9. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки / Н. В. Харченко. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 208 с.

10. Солнечная энергетика позволит снабдить энергией всю планету. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/2428-solnechnaya-energetika-pozvolit-snabdit-energiej-vsyu- planetu.html.

11. Возобновляемая энергетика: официальная статистика от IRENA. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://altenergiya.ru/apologiya/ vozobnovlyaemaya-energetika-oficialnaya-statistika-ot-irena.html.

12. Возобновляемая энергетика вышла на 1-е место в мире по темпам прироста установленной мощности среди всех видов топлива. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://geektimes.ru/post/281904/.

13. Energy and Climate Change [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.iea.org/publications/ freepublications/publication/WEO2015SpecialReportonEnergyandClimateChangeExecutiveSummaryRussianve rsion.pdf.

14. В 2017-ом мощность солнечных электростанций сравняется с АЭС. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/2615-v-2017-om-moshchnost-solnechnykh-elektrostantsij - sravnyaetsya-s-aes.html.

15. Темп роста солнечной энергетики впервые опередил угольную. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https: //ecotechnica.com.ua / energy / solntse / 2 72 2-temp-rosta-solnechnoj -energetiki-vpervye-operedil-ugolnuyu.html.

16. Проскурякова Л. Н. Возобновляемая энергетика 2030: глобальные вызовы и долгосрочные тенденции инновационного развития / Л. Н. Проскурякова, Г. В. Ермоленко; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». - М.: НиУ ВШЭ, 2017. - 9б с. - Режим доступу: https://issek.hse.ru/data/2017/04/04/1168471430/ Renova_Energy.pdf.

17. Атомная энергетика: состояние дел и перспективы. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/nuclear-power-status-and-prospects/.

18. Состояние возобновляемой энергетики REN21 2016. Глобальный отчет. Основные результаты. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2016/10/REN21_GSR2016_ KeyFindings_ RUSSIAN.pdf.

19. ВИЭ будут доминировать в мировой энергетике к 2040 году. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.energy-fresh.ru/solarenergy/tendencii/?id=14465.

20. Доля солнечной энергетики в мировой генерации к 2050 г. достигнет 30-50%. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/the-share-of-solar-energy-in-the-world-generation-by-2050-will-reach-30-50/.

21. Внедрение возобновляемых источников энергии. Принципы эффективной политики и стратегий. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://www.iea.org/media/translations/russian/deploying_renewables_rus.pdf.

22. Дорожная карта для будущего, основанного на возобновляемой энергетике. Краткий обзор IRENA. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA_ REmap_summary_2016_RU.pdf.

23. 100% ВИЭ: новая модель мировой энергосистемы. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/100-vie-novaya-model-mirovoj-energosistemy/.

24. 100% ВИЭ - новая модель глобальной энергосистемы. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/100-res-a-new-model-of-the-global-energy-system/.

25. Средняя цена энергии солнца упадет на 27% к 2022 году. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2520-srednyaya-tsena-energii-solntsa-upadet-na-27-k-2022-godu.html.

26. Почему солнечная энергия станет дешевле угля уже в течении 10 лет. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy /solntse/1915-pochemu-solnechnaya-energiya-stanet-deshevle-uglya-uzhe-v-techenii-10-let.html.

27. Ветровая и солнечная энергетика - самые дешёвые технологии генерации. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/wind-and-solar-energy-are-the-cheapest-generation-technologies/.

28. Солнечная энергетика: надежда человечества? [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://geektimes. ru/post/158875/.

29. Ложка дегтя в бочке с солнечными батареями. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://altenergiya. ru/sun/minusy-solnechnyh-batarej.html.

30. Возобновляемые источники энергии: новая революция или очередной пузырь? [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.forbes.ru/biznes/ 343591-vozobnovlyaemye-istochniki-energii-novaya-revolyuciya- ili-ocherednoy-puzyr.

31. Мощность солнечных станций в 2016 году достигнет 64,7 ГВт. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://altenergiya.ru/sun/moshhnost-solnechnyx-stancij-v-2016.html.

32. Статистический Ежегодник мировой энергетики 2017 Enerdata. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://yearbook.enerdata.net/.

33. Поддерживая глобальный переход к возобновляемой энергетике. Основные положения глобального отчета REN21 2017. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.ren21.net/wp-content/ uploads/2017/10/17-8399_GSR_2017_ KEY-FINDINGS_RU_low.pdf.

34. Китай запустил 80 ГВт нових можностей ВИЭ только за первую половину 2017 года. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/2563-kitaj-zapustil-80-gvt-novykh- moshchnostej-vie-tolko-za-pervuyu-polovinu-2017-goda.html.

35. Япония ускорит развитие ветроэнергетики. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/ yaponiya-uskorit-razvitie-vetroenergetiki/.

36. Renewable Energy Statistics 2017. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.irena.org/ DocumentDownloads/Publications/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2017.pdf.

37. Стоимость солнечных батарей снизится на 25% в течении ближайших двух лет. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/860-stoimost-solnechnykh-batarej-snizitsya-na- 25-v-techenie-blizhajshikh-dvukh-let.html.

38. Solar Power. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://cleantechnica. com/solar-power/.

39. Состояние современной энергосистемы в Украине. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.biowatt.com.ua/analitika/sostoyanie-sovremennoj-energosistemy-v-ukraine/.

40. Мощности ВИЭ в Украине превысили 1,46 ГВт. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/cobytiya/2591-moshchnosti-vie-v-ukraine-prevysili-1-46-gvt.html.

41. В Украине темпы введения новых мощностей объектов ВИЭ увеличилось в 4 раза. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/2030-v-ukraine-tempy-vvedeniya-novykh-moshchnostej- ob-ektov-vie-uvelichilis-v-4-raza.html.

42. Мощность объединенной энергосистемы Украины увеличилась на 505 МВт. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://biz.censor.net.ua/news/3019469/ moschnost_obedinennoyi_energosistemy_ukrainy_ uvelichilas_na_505_mvt.

43. Производство электроэнергии в Украине за 4 месяца 2017 года увеличилось на 2,1%. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://uaenergy.com.ua/post/ 28960/proizvodstvo-elektroenergii-v-ukraine-za-4- mes-2017-g/.

44. Солнечные миллиарды: когда Украина сможет стать энергонезависимой. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.liga.net/projects/ energoeffectivnost/#chapter1.

45. Фотоэлектрические (фотогальванические) технологии солнечной энергетики - PV. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renewnews.ru/ info/technologies/pv/.

46. Концентрационные (гелиотермальные) технологии солнечной энергетики - CSP/STE. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renewnews.ru/info/ technologies/csp/.

47. Солнечная энергия. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.rea.org.ua/dieret/Solar/solar. html#GUIDELINES.

48. Солнечные электростанции (СЭС). [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.gigavat.com/ ses.php.

49. Типы солнечных батарей и их КПД. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://utem.org.ua/materials/ show/tipy_solnechnyh_batarey.

50. Виды солнечных батарей. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.solnpanels.com/vidy- solnechnyh-batarej/.

51. Трошин П. А. Органические солнечные батареи: структура, материалы, критические параметры и перспективы развития / П. А. Трошин, Р. Н. Любовская, В. Ф. Разумов // Российские нанотехнологии. - 2008. - № 5-6, т. 3. - С. 56-77.

52. Компания Heliatek изготовила органические солнечные батареи, обладающие рекордным уровнем эффективности. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://dailytechinfo.org/energy/7827-kompaniya- heliatek-izgotovila-organicheskie-solnechnye-batarei-obladayuschie-rekordnym-urovnem-effektivnosti.html.

53. Тонкопленочные солнечные батареи. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://electricalschool.info/ energy/1744-tonkoplenochnye-solnechnye-batarei.html.

54. 20 самых больших проектов солнечной энергетики. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://altenergiya.ru/sun/20-samyx-bolshix-solnechnoj-energetiki.html.

55. В Индии запущена крупнейшая в мире СЭС, построенная за 8 месяцев. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/1776-v-indii-zapushchena-krupnejshaya-v-mire-ses-postroennaya-za-8-mesyatsev.html.

56. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки / Н. В. Харченко. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 208 с.

57. Что такое инсоляция. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://altenergiya.ru/sun/chto-takoe- insolyaciya.html.

58. Пирогов В. В. Перспективи розвитку і області застосування двигунів Стірлінга / В. В. Пирогов, Н. О. Якушева // «Інноваційний розвиток науки нового тисячоліття» (м. Ужгород, 21-22 квітня 2017 р.). - Херсон: Видавничий дім «Гельветика», 2017. - С. 38-41.

59. Абсолютный рекорд в солнечной энергетике поставил двигатель Стирлинга. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.energoinform.org/news/ 2008/energy/080401e.aspx.

60. Типы солнечных электростанций. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://electricalschool.info/ energy/1733-tipy-solnechnykh-jelektrostancijj.html.

61. Гибрид двигателей внутреннего и внешнего сгорания. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://5thelement.ru/solar/gibrid-dvigateley-vnutrennego-i-vneshnego-sgoraniya.html.

62. 1% Сахары обеспечит мир солнечной энергией. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/2617-sahara-solar-power.

63. Санников В. Сахара на експорт / В. Санников // Популярная механіка. - 2012. № 5. - С. 46-52. Режим доступу: https://www.popmech.ru/technologies/ 12615-gigantskie-solnechnye-elektrostantsii-sakhary/.

64. Какие страны наиболее привлекательны для развития ВИЭ? [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/which-countries-are-most-attractive-for-the-development-of-renewable-energy-sources/.

65. Гигантская солнечная ферма в Марокко снабдит энергией Европу. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https: / / ecotechnica.com.ua / energy/ solntse /1791 -gigantskaya-solnechna-f erma-v-marokko-bude t-snabzhat-energiej-evropu.html.

66. Огромные солнечные электростанции Африки будут поставлять гигаватты энергии в Европу. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2651-ogromnye-solnechnye- elektrostantsii -afriki-budut-postavlyat-4-5-gvt-energii-v-evropu.html.

67. Создана гибридная солнечная панель, вырабатывающая электричество и нагревающая воду одновременно. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/1801-sozdana-gibridnaya- solnechnaya-panel-vyrabatyvayushchaya-elektrichestvo-i-nagrevayushchaya-vodu-odnovremenno.html.

68. Гибридная солнечная установка использует фотоэлементы совместно с тепловыми трубками улучшая эффективность на 15%. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/300-gibridnaya-solnechnaya-ustanovka-ispolzuet-fotoelementy-sovmestno-s-teplovymi-trubkami- uluchshaya-effektivnost-na-15.html.

69. Двухсторонние солнечные батареи на 30% увеличат КПД фотоэлектрических станций. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2320-dvukhstoronnie-solnechnye- batarei-na-30-uvelichat-kpd-fotoelektricheskikh-stantsij.html.

70. Крупнейшая в Европе СЭС с двухсторонними солнечными панелями запущена в Нидерландах. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2490-krupnejshaya-v-evrope- ses-s-dvukhstoronnimi-solnechnymi-panelyami-zapushchena-v-niderlandakh-video.html.

71. Конические солнечные батареи Spin Cells - «завораживающий» генератор дешевой солнечной энергии. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/113-konicheskie- solnechnye-batarei-spin-cells-zavorazhivayushchij-generator-deshevoj-solnechnoj-energii.html.

72. КПД фотовольтаики может увеличиться в разы благодаря наноструктурам природного происхождения. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2879-kpd-fotovoltaiki- mozhet-uvelichitsya-v-razy-blagodarya-nanostrukturam-prirodnogo-proiskhozhdeniya.html.

73. Всепогодные солнечные панели, работающие днем и ночью, разработаны ученими Китая. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2279-vsepogodnye-solnechnye-paneli- rabotayushchie-dnem-i-nochyu-razrabotany-uchenymi-kitaya.html.

74. Звездная батарея на гетероэлектриках. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://alternativenergy. ru/energiya/721-zvezdnaya-batareya-na-geteroelek trikah.html.

75. Ученые: за прозрачными солнечными батареями - будущее энергетики. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/2784-uchenye-za-prozrachnymi-solnechnymi-batareyami- budushchee-energetiki-video.html.

76. «Умные» окна могут на 40% повысить энергоэффективность зданий за счет слоя из прозрачных фотоэлементов. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/2531-umnye- okna-mogut-na-40-povysit-energoeffektivnost-zdanij-za-schet-sloya-iz-prozrachnykh-fotoelementov.html.

77. Рынок устройств хранения солнечной энергии стремительно растет. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/ solntse/767-rynok-ustrojstv-khraneniya-solnechnoj-energii-stremitelno-rastet.html.

78. Крупнейшая солнечная электростанция с накопителем энергии в Японии. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renen.ru/the-largest-solar-power-plant-with-an-energy-storage-in-japan/.

79. Гигантскую СЭС за 1 млрд с крупнейшей в мире батареей построят в Австралии. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/solntse/2274-gigantskuyu-ses-za-1-mlrd-s-krupnejshej- v-mire-batareej-postroyat-v-avstralii.html.

80. Системы накопления энергии - часть 1. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://rentechno.ua/ blog/energy-storage-disruptors-1.html.

81. Системы накопления энергии - часть 2. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://rentechno.ua/ blog/energy-storage-disruptors-2.html.

82. Системы хранения энергии. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://rentechno.ua/blog/energy- storage.html.

83. Теплоаккумулирование на солнечных энергоустановках. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://www.gigavat.com/ses_optic4.php.

84. Как работает теплоаккумулятор? [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://termico.com.ua/kak- rabotaet-teploakkumulyator/.

85. Gemasolar (Гемасолар) - тестовая солнечная электростанция (CSP) - 20 МВт, Испания, 2011. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renewnews.ru/gemasolar/.

86. Термодинамический накопитель электроэнергии как альтернатива ГАЭС. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://reenfor.org/upload/files/ 200e0233c0a96cb07ae45380e47b78d6.pdf.

87. Подземную систему хранения ветровой энергии на сжатом воздухе построят в США. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/2547-podzemnuyu-sistemu-khraneniya- vetrovoj-energii-na-szhatom-vozdukhe-postroyat-v-ssha.html.

88. Подводный аккумулятор энергии для ВИЭ разработан немецкими ученими. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/energy/voda/ 2195-podvodnyj-akkumulyator-energii-dlya-vie- razrabotan-nemetskimi-uchenymi.html.

89. Новая система хранения энергии от Hydrostor на сжатом воздухе. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/technology/ 2318-novaya-sistema-khraneniya-energii-ot-hydrostor-na-szhatom-vozdukhe-video.html.

90. Энергохранилища для ВИЭ из подводных шаров с воздухом. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https : / / ecotechnica.com.ua / technology /49 9-energokhranilishcha-dlya-vie-iz-podvodnykh-sharov-s- vozdukhom.html.

91. Hidricity: концепт беспрерывной генерации солнечной энергии с помощью водорода. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/solntse/547-hydricity-kontsept-bespreryvnoj- generatsii-solnechnoj-energii-s-pomoshchyu-vodoroda.html.

92. «Солнечные» дома смогу хранить энергию в виде водовода - проект Phi Suea House. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/ energy/solntse/582-solnechnye-doma-smogut-khranit- energiyu-v-vide-vodoroda-proekt-phi-suea-house.html.

93. Boeing тестирует систему хранения энергии на топливных элементах. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/technology/ 759-boeing-testiruet-sistemu-khraneniya-energii-na- toplivnykh-elementakh.html.

94. Gencer E. Round-the-clock power supply and a sustainable economy via synergistic integration of solar thermal power and hydrogen processes / E. Gencer, Mallapragada D. S., Marechal F., Tawarmalani M., Agrawal R. // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2015. - no. 52, vol. 112. - P. 15821-15826. Режим доступу: www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1513488112.

95. Гулиа Н. В. Удивительная механіка. В поисках «энергетической капсулы» / Н. В. Гулиа. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. - 176 с.

96. Гулиа Н. В. Накопители энергии / Н. В. Гулиа. - М.: Наука, 1980. - 152 с.

97. Кинетические накопители энергии для электроэнергетики. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://electricalschool.info/spravochnik/eltehustr/1887-kineticheskie-nakopiteli-jenergii-dlja.html.

98. Электромеханический накопитель энергии. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://renewable.com.ua/energy-storage/45-elektromehanicheskij-nakopitel-energii.html.

99. Распределенная генерация электроэнергии - глобальные тенденции развития. [Електронний ресурс] // - Режим доступу: http://uare.com.ua/ru/novyny/ 454-raspredelennaya-generatsiya-elektroenergii-globalnye- tendentsii-razvitiya.html.

Размещено на Allbest.ru