О солнечной энергии : Солнечная энергия против гидроэнергии

Общая оценка источника энергии основана не только на том, насколько он чист; он также должен быть надежным, доступным и доступным.

Не все эти факторы можно однозначно классифицировать.

Например, нефть, как правило, относительно доступна в Соединенных Штатах, но отчасти это связано с тем, что правительство субсидирует отрасли, производящие ископаемое топливо.

Точно так же, хотя энергия ветра, солнечная энергия и гидроэнергетика имеют тенденцию быть относительно дорогими, их стоимость неуклонно снижается в течение многих лет по мере увеличения их использования.

Основное различие между гидроэнергетикой и солнечной энергией заключается в том, что гидроэнергетика - это тип энергии, который использует воду для производства энергии, тогда как солнечная энергия использует солнечный свет для выработки энергии.

Эти две Энергии также различаются по своему происхождению и используют их для производства Электричества.

Давайте посмотрим между ними.

• Разница в стоимости

• Производство

• Надежность

• Воздействие на окружающую среду

• Использование в небольших портативных устройствах.

• Пригодность

• Срок жизни

• Влияние климата

• Загрязнение

Разница в стоимости солнечной энергии и гидроэнергии

В солнечной энергии большая первоначальная стоимость - один из самых больших недостатков систем солнечных панелей.

По состоянию на апрель 2021 года средняя стоимость солнечной энергии в США составляет около 2,85 доллара за ватт.

Таким образом, система солнечных панелей мощностью 6 кВт обойдется вам в среднем примерно в 17 100 долларов до того, как будет применен федеральный налоговый кредит.

Фактическая стоимость солнечной системы будет варьироваться в зависимости от штата и льгот, на которые вы претендуете.

К счастью, есть варианты финансирования солнечной энергии.

Во многих случаях вы можете претендовать на получение солнечной ссуды с нулевым снижением, которая позволяет вам по-прежнему экономить деньги на счетах за электроэнергию и пользоваться преимуществами владения солнечной системой.

В гидроэнергетике строительство любого типа электростанции обходится дорого - гидроэлектростанции могут стоить до 580 долларов за киловатт, и они обычно варьируются от 10 МВт до 30 МВт (где один МВт равен 1000 киловатт).

Это означает, что первоначальные затраты на строительство гидроэлектростанции могут составлять миллионы долларов.

Например, по сравнению с падающими ценами на солнечные установки, гидроэнергетика - более сложный для финансирования проект возобновляемой энергии.

С точки зрения производственных затрат гидроэнергетика имеет сильное преимущество перед солнечной энергией.

Министерство энергетики США называет гидроэнергетику наиболее распространенной и наименее дорогой формой возобновляемой энергии в Соединенных Штатах.

На гидроэлектроэнергию приходится 6 процентов всего производства энергии в США и 70 процентов всей возобновляемой энергии, производимой в Соединенных Штатах.

Солнечные установки обычно стоят намного дороже.

Например, по данным Управления энергетической информации США, 1 мегаватт-час электроэнергии стоит 90,3 доллара в долларах 2011 года для производства с использованием гидроэнергии или 144,30 доллара для производства с использованием солнечных коллекторов.

Производство

При производстве гидроэлектроэнергии используются турбины, которые преобразуют кинетическую энергию движущейся воды в гидроэнергетику.

Гидравлическая турбина преобразует энергию текущей воды в механическую.

Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество.

Работа генератора основана на принципах, открытых Фарадеем.

Он обнаружил, что когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество.

В большом генераторе электромагниты создаются путем циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали.

Они называются полевыми полюсами и устанавливаются по периметру ротора.

Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью.

Когда ротор вращается, полюса поля (электромагниты) проходят мимо проводников, установленных в статоре.

Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и повышение напряжения на выходных клеммах генератора.

Солнечная энергия получается с помощью солнечных пластин, которые улавливают энергию солнечного света и преобразуют ее в солнечную энергию.

Солнечное излучение может быть преобразовано непосредственно в электричество с помощью солнечных элементов (фотоэлектрических элементов).

В таких ячейках генерируется небольшое электрическое напряжение, когда свет попадает на соединение между металлом и полупроводником (например, кремний) или соединение между двумя разными полупроводниками.

Мощность, генерируемая одним фотоэлектрическим элементом, обычно составляет всего около двух ватт.

Однако, соединяя большое количество отдельных ячеек, как в массивах солнечных панелей, в солнечной электростанции или большом домашнем массиве можно вырабатывать сотни или даже тысячи киловатт электроэнергии.

Энергоэффективность большинства современных фотоэлементов составляет всего около 15-20 процентов, и, поскольку интенсивность солнечного излучения низкая, для начала требуются большие и дорогостоящие сборки таких элементов, чтобы производить даже умеренное количество энергии.

Надежность

Мир наделен изобилием бесплатной солнечной энергии.

Используя пустыни и сельхозугодья страны и используя от 300 до 330 солнечных дней в году, мир мог бы легко генерировать 50 000 триллионов киловатт-часов солнечной энергии.

Солнечная энергия - одна из самых быстрорастущих технологий использования возобновляемых источников энергии, и за относительно короткий период в пять лет мы стали свидетелями резкого падения (более чем на 60%) капитальных затрат и тарифов на солнечные фотоэлектрические системы.

На фоне роста затрат на обычную электроэнергию, озабоченности по поводу доступности и надежности электроэнергии из сети и долгосрочной коммерческой осуществимости солнечной энергии коммерческие и промышленные потребители устанавливают солнечные технологии на крышах для удовлетворения своих внутренних потребностей.

Инвестиции в солнечную энергетику также помогают компаниям реализовать свою инициативу в области корпоративной социальной ответственности наряду с получением долгосрочной коммерческой выгоды.

Мир готов стать глобальной силой в солнечной энергетике, а новые режимы регулирования и высокие пиковые цены делают эту возможность реальной и привлекательной.

Солнечная энергия может представлять собой быстро масштабируемое решение как для сетевых, так и для внесетевых приложений, некоторые из преимуществ солнечной энергии - это простота доступа к электроэнергии, возобновляемый источник энергии, сокращение счетов за электроэнергию и т.

Д.

Гидроэнергетика является более надежным источником энергии, чем солнечная энергия, поскольку она обеспечивает стабильную подачу электроэнергии, в то время как солнечная энергия - это прерывистый источник энергии с периодами, когда подача энергии прерывается, например, ночью и в пасмурные дни.

Для того, чтобы крупномасштабный проект солнечной энергетики работал, ему требуется дополнительный источник энергии, который будет служить резервным источником и помогать, когда спрос высок, а предложение - низкое.

Воздействие на окружающую среду

Солнце является огромным ресурсом для производства чистой и устойчивой электроэнергии без токсичных загрязнений или выбросов глобального потепления.

Потенциальное воздействие на окружающую среду, связанное с солнечной энергией - землепользование и потеря среды обитания, водопользование и использование опасных материалов в производстве - может сильно варьироваться в зависимости от технологии, которая включает две широкие категории: фотоэлектрические (PV) солнечные элементы или концентрированные солнечные батареи.

тепловые станции (ТУТ).

Масштаб системы - от небольших распределенных фотоэлектрических массивов на крыше до крупных фотоэлектрических проектов и проектов CSP для коммунальных предприятий - также играет важную роль в уровне воздействия на окружающую среду.

Гидроэнергетика - самый дешевый источник возобновляемой энергии в мире, в том числе солнечной энергии.

Однако гидроэнергетика оказывает большее воздействие на окружающую среду, чем солнечная энергия.

В частности, гидроэнергетика требует строительства плотин на реках и ручьях, которые служат источниками воды, влияя на среду обитания животных, рыб и растений.

С другой стороны, солнечная энергия оказывает ограниченное воздействие на окружающую среду; в основном состоит из затрат на энергию для производства систем солнечной энергии.

Использование в небольших портативных устройствах

Гидроэнергетика не является жизнеспособным источником энергии для небольших портативных устройств, как солнечная энергия.

Солнечная энергия может служить основным источником энергии для часов, фонарика или калькулятора, потому что солнце более доступно для мобильных устройств, чем источники воды; фотоэлектрические панели, которые проводят солнечную энергию, могут быть довольно маленькими.

Использование турбин и источника воды в гидроэнергетике не позволяет использовать небольшие мобильные устройства, требующие гибкости.

Пригодность

В солнечной энергетике архитектура вашего дома может существенно повлиять на то, как и где установлены солнечные панели.

Прежде всего, ваша крыша должна быть прочной и способной выдерживать вес панелей, особенно в периоды сильного ветра.

Ваши кровельные материалы также должны быть в хорошем состоянии, поскольку солнечные панели, как правило, служат много лет и должны быть удалены и заменены при установке нового кровельного покрытия.

На каждый 1 кВт мощности требуется примерно 100 кв.

Футов поверхности.

Таким образом, для типичной установки мощностью 5 кВт прибл.

Требуется 500 кв.

Футов пространства.

В Соединенном Королевстве солнечные панели обычно наиболее эффективны, если смотреть на юг, но восток и запад могут работать так же хорошо, в зависимости от того, в какое время дня ваша семья потребляет больше всего энергии.

Как всегда, обученный специалист по интеграции солнечных батарей может помочь вам изучить ваши модели потребления энергии и определить лучший дизайн, соответствующий вашему образу жизни.

Также необходимо учитывать любые особенности, которые могут блокировать путь между солнцем и вашими солнечными панелями (тень), например, соседние деревья или конструкции, такие как дымоходы.

Поверхность крыши должна долгое время оставаться подходящей.

Хотя ваши солнечные панели могут помочь продлить срок службы поверхности вашей крыши, они также могут затруднить ремонт и замену.

В Hydro Power он доступен не для всех областей из-за недоступности ресурсов, поэтому это будет сложный выбор.

Срок жизни

В солнечной энергии ключевыми компонентами, подверженными отказам, являются солнечные панели и инвертор.

Тем не менее, высококачественные продукты обычно имеют длительный жизненный цикл, что отражается в длительных гарантиях, особенно на солнечные панели.

Солнечная панель - относительно простое устройство без движущихся частей.

Солнечные панели обычно имеют 25-летнюю гарантию на продукцию, и в зависимости от качества панели можно ожидать, что она прослужит дольше.

Кроме того, солнечные панели, подверженные воздействию ветра, колебаний температуры и погодных условий, действительно приходят в негодность, и с каждым годом вырабатывается немного меньше электроэнергии.

Более дешевые панели с меньшим количеством УФ-лучей, стабилизированными листами-подложкой, более дешевыми герметиками и каркасом могут изнашиваться быстрее и быстрее.

Гарантии на солнечные панели обычно прогнозируют потерю мощности в среднем 0,6% каждый год после 1-го года, и, таким образом, в конце 25-летнего гарантийного периода солнечная панель может потерять до 16,4% своей первоначальной номинальной мощности.

Это означает, что высокоэффективная солнечная панель будет производить 315 Вт; та же самая панель за 25 лет может произвести только 261–269 Вт.

На самом деле, для менее производительных качественных панелей они могут начинаться с 250-260 Вт (выходная мощность солнечных панелей после 25 лет эксплуатации), а затем снижаться до 200 Вт на панель через 25 лет.

Инверторы - это сложные электронные устройства, выходная мощность которых должна регулироваться каждую секунду; инверторы более подвержены сбоям, хотя качественные бренды, разработанные с использованием компонентов высочайшего качества, могут превышать стандартные 5-летние гарантийные сроки.

Многие производители теперь предлагают продление гарантии на 10 лет и более.

Хотя кабели, предохранительные устройства и системы крепления менее важны, использование некачественных материалов может привести к преждевременным сбоям системы.

В случае небрендированных вилок и кабелей произошли полные отказы системы.

Таким образом, можно утверждать, что для того, чтобы получить десятилетие низких эксплуатационных расходов, солнечная электроэнергия покупает качественные солнечные панели, качественные солнечные инверторы.

Hydro Power имеет очень долгий срок эксплуатации.

Самым старым действующим гидроэнергетическим системам более 100 лет, в том числе некоторым коммунальным системам.

Гидротурбины по своей природе являются относительно малонагруженными механизмами и работают в очень устойчивых условиях нагрузки без резких изменений нагрузки.

Это обеспечивает долгий срок службы при условии регулярного технического обслуживания (в основном смазки подшипников).

Инфраструктура гражданского строительства должна прослужить почти бесконечно при условии, что она поддерживается в хорошем состоянии.

Системы привода (коробки передач или ремни) потребуют периодической замены / замены масла вместе с подшипниками во всех вращающихся механизмах.

Большинство производителей гидрооборудования указывают срок службы конструкции в 25 лет, хотя обычно это происходит потому, что они должны установить цифру, и во многих случаях одни и те же производители имеют много турбин, которым более 50 лет, но которые все еще работают надежно и эффективно.

.

Последствия изменения климата

В солнечной энергии Амбициозные планы смягчения последствий изменения климата призывают к значительному увеличению использования возобновляемых источников энергии, что, однако, может сделать систему энергоснабжения более уязвимой к изменчивости и изменениям климата.

Результаты показывают, что изменение предложения солнечных фотоэлектрических систем к концу этого столетия по сравнению с оценками, сделанными в текущих климатических условиях, должно быть в диапазоне (-14%; + 2%), с наибольшим снижением в северных странах.

Временная стабильность производства электроэнергии также не оказывает такого сильного влияния на будущие климатические сценарии, даже демонстрируя небольшую положительную тенденцию в южных странах.

В гидроэнергетике изменение климата может привести к снижению расхода воды и доступности воды и, как следствие, снижению выработки гидроэлектроэнергии без дальнейшего строительства с учетом только существующих объектов.

Загрязнение

Солнечные энергетические системы / электростанции не производят загрязнения воздуха или парниковых газов.

Использование солнечной энергии может иметь положительное, косвенное влияние на окружающую среду, когда солнечная энергия заменяет или сокращает использование других источников энергии, которые оказывают большее влияние на окружающую среду.

Однако некоторые токсичные материалы и химические вещества используются для изготовления фотоэлектрических элементов, которые преобразуют солнечный свет в электричество.

Некоторые солнечные тепловые системы используют потенциально опасные жидкости для передачи тепла.

Утечки этих материалов могут нанести вред окружающей среде.

Законы США об охране окружающей среды регулируют использование и утилизацию этих материалов.

В гидроэнергетике термическое загрязнение - это изменение температуры воды в озерах, реках и океанах, вызванное искусственными сооружениями.

Эти температурные изменения могут отрицательно повлиять на водные экосистемы, особенно за счет сокращения популяций диких животных и разрушения среды обитания.

Любая практика, которая влияет на равновесие водной среды, может изменить ее температуру и впоследствии вызвать тепловое загрязнение.

Тем не менее, тепловое загрязнение может иметь некоторые положительные последствия, включая продление сезонов рыбной ловли и восстановление некоторых популяций диких животных.

Тепловое загрязнение может проявляться в том, что теплая или холодная вода сбрасывается в озеро, реку или океан.

Повышенное накопление отложений в водоеме влияет на его мутность или непрозрачность и может уменьшить его глубину, и то и другое может вызвать повышение температуры воды.

Повышенное пребывание на солнце также может повысить температуру воды.

Плотины могут превратить речную среду обитания в озерную, создав водохранилище (искусственное озеро) за плотиной.

Температура воды в водохранилище зачастую ниже, чем в исходном ручье или реке.

Источники и причины теплового загрязнения разнообразны, что затрудняет подсчет масштабов проблемы.

Поскольку тепловое загрязнение, вызванное гидроэлектростанциями (ГЭС), не может напрямую влиять на здоровье человека, им в целом не уделяется должного внимания.

Поэтому источники и результаты теплового загрязнения на ГЭС в целом игнорируются.

Солнечная энергия против гидроэнергетики Заключение

И гидроэнергетика, и солнечная энергия являются источниками энергии, которые не потребляют ограниченные ресурсы, а вместо этого используют возобновляемые источники - воду для гидроэнергетики и солнце для солнечной энергии - используя их для выработки энергии, не исключая их для других целей.

Ни гидроэнергетика, ни солнечная энергия не создают значительного загрязнения или отходов, поэтому и то, и другое полезно для окружающей среды.