О солнечной энергии : Солнечная энергия против энергии ветра

Более пристальное их изучение может выявить некоторые сходства и различия между ними, что в конечном итоге позволит пользователям выбрать то, что им подходит.

Аспекты для рассмотрения

• Анализ рентабельности

• Оценка жизненного цикла

• Долговечность

• Шум

• Расположение

• Инновации

Анализ рентабельности

Альтернативная энергия позволяет сократить выбросы углекислого газа, взять под контроль производство энергии и сэкономить на налогах.

Это также может сэкономить вам много денег на электричестве.

Чтобы получить максимальную отдачу от инвестиций в альтернативную энергетику, вы хотите взвесить стоимость установки с деньгами, которые система экономит.

Когда дело доходит до стоимости установки солнечной энергии или энергии ветра, действительно существует слишком много переменных, чтобы дать точный и универсальный ответ.

Все будет зависеть от размера системы, факторов окружающей среды (таких как воздействие солнечного света или ветра), а также местных постановлений и стимулов.

Установки

Солнечная энергия, как правило, стоит около 2,19 доллара за ватт для установки солнечной энергии, что является средним показателем как для жилых, так и для коммерческих установок.

Чем больше ваша система, тем меньше вы будете платить за ватт.

Чем мала ваша система, тем больше вы будете платить за ватт.

С каждым киловатт-часом бесплатного электричества, вырабатываемым вашей системой, она начинает окупаться.

Компании и фермы со значительными ежемесячными счетами за электроэнергию могут окупить солнечные системы всего за несколько лет.

При сроке службы от 25 до 30 лет это оставляет десятилетия финансовой экономии за счет бесплатной электроэнергии.

В целом, солнечная система мощностью 10 кВт может стоить около 21 900 долларов после льгот.

Ветряная турбина мощностью 10 кВт может стоить около 14 700 долларов после льгот.

Ветряные турбины, предназначенные для крупных коммунальных нужд, могут стоить миллионы долларов.

Для небольших жилых и коммерческих объектов цена будет варьироваться в зависимости от высоты башни и типа устанавливаемого вами оборудования.

По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, вы можете рассчитывать заплатить 1,50 доллара за ватт генерирующей мощности.

Хотя ветряные турбины являются более дешевым вариантом во многих частях страны, они требуют гораздо более высоких затрат на обслуживание, чем солнечная энергия, а их зависимость от ветра не делает их доступными везде.

Солнечная энергия, однако, может быть прибыльной в очень облачных, дождливых или заснеженных районах страны.

Обслуживание

И солнечная энергия, и ветроэнергетика значительно продвинулись вперед с момента их раннего внедрения.

Эти достижения помогли снизить их стоимость, но они также привели к созданию очень надежных продуктов, которые могут выдерживать суровые погодные условия и служить несколько десятилетий.

Однако обе системы не требуют обслуживания на 100%.

Одно из преимуществ солнечной энергетической системы состоит в том, что в ней нет движущихся частей, а это означает, что меньше всего может выйти из строя и меньше того, что нужно обслуживать, по сравнению с ветровой энергией.

Если что-то пойдет не так, на солнечные компоненты действует гарантия производителя.

На многие солнечные панели предоставляется гарантия производителя на 25 или даже 30 лет, а это означает, что неисправные панели можно бесплатно заменить в течение трех десятилетий после их установки.

Гарантия на инверторы, часть системы, которая, скорее всего, выйдет из строя первой, составляет от 12 до 25 лет.

Но гарантии производителя не покрывают затраты на замену рабочей силы.

Вам очень мало нужно делать для поддержания солнечной системы.

В большинстве районов страны регулярная чистка системы не поможет, и не следует убирать скопившийся снег.

Поскольку ветряные турбины имеют большие движущиеся части, есть немало вещей, которые могут выйти из строя, и они часто нуждаются в постоянном обслуживании.

Эти затраты на техническое обслуживание могут быстро съесть экономию энергии ветра.

От смазки движущихся частей до проверки соединений в системе и обнаружения и устранения любых непредвиденных проблем, ветряные турбины могут нуждаться в профилактическом обслуживании два-три раза в год.

По мере старения вашей системы, возможно, потребуется увеличить частоту этих профилактических осмотров.

Эти регулярные посещения могут стоить тысячи ежегодно, что быстро сказывается на окупаемости вашей ветряной турбины.

Хотя установка ветряных турбин может быть менее затратной, они довольно часто намного дороже в обслуживании, чем солнечная энергия.

Эта дифференциация может уравнять правила игры, в результате чего солнечная энергия станет менее дорогостоящим вариантом в зависимости от затрат на техническое обслуживание.

Оценка жизненного цикла

Типичным и, пожалуй, наиболее полным способом измерения воздействия солнечных панелей на окружающую среду на Земле является методология анализа жизненного цикла (LCA).

Жизненный цикл, определяемый как полный срок службы продукта, включает в себя все: от приобретения сырья и производства до утилизации или переработки солнечной панели.

Используя эту информацию, лица, принимающие решения, могут выбрать такие процессы производства, строительства и переработки, которые оказывают наименьшее воздействие на окружающую среду.

Анализ жизненного цикла позволяет лицу, принимающему решение, оценить всю систему продукта и воздействие на окружающую среду, поскольку он включает в себя весь срок службы солнечной панели.

Анализ включает в себя входы (включая сырье и энергию) и выходы (включая выбросы в атмосферу, водные отходы, твердые отходы, побочные продукты и другие выбросы).

Большинство солнечных фотоэлектрических панелей делятся на два основных типа и требуют двух различных жизненных циклов переработки: фотоэлектрические панели на кремниевой основе и тонкопленочные фотоэлектрические панели.

Фотоэлектрические панели на основе кремния обычно состоят на 76% из стекла, 10% из пластика, 8% из алюминия, 5% кремния и 1% из металлов.

Фотопанели на основе тонких пленок состоят из 89% стекла, 6% алюминия, 4% пластика и 1% металлов.

Фотоэлектрические панели на основе силикона (наиболее распространенные из двух) сначала разбираются, а стекло и алюминий отделяются.

95% стекла и 100% металла используются повторно.

Остальные материалы нагреваются до 500 градусов Цельсия, что вызывает испарение пластмассы из оставшихся модулей ячеек, 85% кремния.

Фотопанели на основе тонкой пленки измельчаются на куски размером примерно 5 мм и разделяются для удаления пленки с помощью перекиси и кислоты.

Благодаря процессам удаления промежуточных материалов и ополаскивания стекла почти 90% стекла используется повторно.

95% полупроводникового материала повторно используется в процессе осаждения и обезвоживания.

Затем оставшиеся металлы отделяются и обрабатываются.

В исследовании LCA ветряных турбин сравнивалось воздействие на окружающую среду двух ветряных турбин мощностью 2,0 МВт с использованием двух методов (ReCiPe 2008 и окупаемость энергии).

Установлено, что башня, ротор и гондола в каждом случае оказывают наибольшее воздействие на окружающую среду.

Для башни требуется большое количество стали, которая оказывает серьезное воздействие на окружающую среду.

Одним из результатов этого исследования LCA является подтверждение того, что основные экологические последствия жизненного цикла ветряной турбины исходят от стадии производства.

По сравнению с предыдущими работами, результаты позволяют сделать аналогичный вывод о том, что воздействие на окружающую среду обусловлено расходом материалов, особенно стали.

Долговечность

Солнечные панели теряют способность поглощать солнечный свет и преобразовывать его в солнечную энергию из-за таких факторов, как более жаркая погода и естественное снижение химической активности панели в течение определенного периода времени.

Это то, что называется «степенью деградации».

Чем ниже степень деградации, тем лучше панель.

Когда солнечная панель имеет более низкий уровень деградации, она будет производить больше энергии в течение своего срока службы.

Скорость деградации варьируется от одной марки к другой; Панели более высокого качества имеют более низкую скорость разрушения по сравнению с панелями более низкого качества.

Это важно иметь в виду при сравнении солнечных панелей, поскольку в долгосрочной перспективе может иметь смысл потратить больше денег на более качественные панели.

Согласно исследованию Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), современные производители солнечных панелей премиум-класса, такие как Panasonic и LG, предлагают панели со скоростью деградации всего 0,30% в год.

Наихудшая скорость деградации составляет 0,80% в год, но в качестве ориентира можно ожидать, что средняя скорость деградации для любой панели составляет 0,50% в год.

Для большинства солнечных панелей уровня 1 скорость деградации составляет 0,30%, что означает, что каждый год; производительность панели снижается на 30%.

За 25 лет это в сумме составит 6,96%, что означает, что ваши панели будут работать на 93,04% от своей первоначальной мощности в 2045 году.

Расчетный срок службы качественной современной ветряной турбины составляет 20 лет.

В зависимости от того, насколько ветрено и неспокойно на месте, турбина может прослужить 25 лет или даже дольше, хотя, как и в случае с чем-либо механическим, затраты на техническое обслуживание будут увеличиваться с возрастом.

Маловероятно, что ветряные турбины прослужат дольше, потому что они подвергаются весьма экстремальным нагрузкам на протяжении всей своей жизни.

Частично это связано с формой ветряной турбины, где ключевые элементы (лопасти и мачта) закреплены только на одном конце и подвергаются полной силе ветра.

Кроме того, поскольку мощность ветра увеличивается пропорционально кубу скорости, экстремальные выживающие нагрузки могут почти в 100 раз превышать `` расчетные нагрузки '' при номинальной скорости ветра - вот почему ветряные турбины должны отключаться, чтобы защитить себя при ветрах выше 25 м.

/ с.

По истечении срока службы его можно просто снять и заменить новым.

Шум

Один аспект, который редко обсуждается, - это уровень шума при работе с решениями в области возобновляемых источников энергии.

Здесь существует огромное несоответствие между солнечной и ветровой энергией, и это может сыграть важную роль в зависимости от того, где вы хотите их установить.

Как нетрудно догадаться, солнечные панели не производят шумового загрязнения.

Это стационарные панели, при работе они бесшумны.

Если вас беспокоит шум, выберите солнечные батареи.

Ветряки могут быть самыми разными.

Если вы имеете дело с более высокими скоростями ветра, турбины могут стать довольно громкими.

В частности, небольшие турбины на высоких скоростях могут быть такими же громкими, как газонокосилка.

Если вам не интересно слушать, как работает газонокосилка в том месте, где вы собираетесь установить эти турбины, то энергия ветра может быть не лучшим выбором.

Расположение

Солнечная энергия - это термин, используемый для определения процесса преобразования солнечного света внутренними солнечными батареями в полезную электроэнергию.

Солнечные панели - отличный вариант для вашего дома, потому что количество панелей, которые вам понадобятся для обеспечения всех выработок электроэнергии, может легко поместиться на вашей крыше.

Солнце - один из самых богатых источников энергии, хотя некоторые места, естественно, подвергаются воздействию солнечного света больше часов, чем другие.

Санньерские штаты, такие как Техас и Калифорния, позволяют солнечным батареям вырабатывать больше электроэнергии, чем такие штаты, как Вашингтон, где чаще бывает облачно.

Направления, в которых установлены солнечные панели, также могут увеличивать или уменьшать эффективность.

В северном полушарии лучше всего размещать солнечные панели на юге, не закрывая их тенью.

В то время как солнечные системы, установленные в любом состоянии, могут обеспечить количество энергии, необходимое вашему дому, если вы живете в более облачном состоянии, оставаясь подключенным к сети или устанавливая резервную батарею, вы можете работать на чистой электроэнергии в течение всего дня.

Ветровые турбины улавливают энергию ветра, которая приводит в действие генератор внутри турбины, и превращает эту энергию в электричество.

Ветер не всегда доступен, но у него есть небольшое преимущество перед солнечной, потому что он может генерировать электричество ночью, когда дует ветер.

Эффективность энергии ветра измеряется фактическим количеством преобразованной кинетической энергии - это означает, что когда ветер ударяет по турбине, турбина движется, чтобы произвести энергию.

Большинство ветряных турбин могут преобразовывать около половины ударов ветра в электроэнергию, при этом коэффициент преобразования для морских ветряных турбин выше из-за более высоких скоростей ветра.

При рассмотрении вопроса об использовании ветряных турбин самым важным фактором является география.

Для ветровых систем требуется окружающая среда, в которой почти нет больших ветрозащитных полос и зданий, поэтому их размещение в океане, в великих озерах США или на Среднем Западе имеет наибольший смысл.

Солнечные батареи могут быть вашим лучшим вариантом, если вы живете в центре города, где много жилых и коммерческих зданий, поскольку они могут быть установлены где угодно и не занимают много места.

Ветровые турбины должны быть расположены высоко над любыми препятствиями, которые могут блокировать ветер.

Так что, если вы живете в сельской местности, где много открытого пространства, вам подойдут ветряные турбины.

Инновации

Резкое увеличение количества солнечных панелей на крышах и быстрое внедрение в области архитектуры являются основными движущими силами растущего спроса на солнечные элементы.

Более того, недавние технологические чудеса стимулировали использование солнечных панелей для выработки электроэнергии.

Например, исследователи разработали новую конструкцию, которая может выжать больше энергии из солнечных панелей.

Кроме того, цены на солнечные панели значительно снизились за последние пару лет.

Более того, исследователи из Хьюстонского университета недавно опубликовали статью, в которой описывается гибридное устройство, которое может как улавливать, так и накапливать солнечную энергию.

В ветряной турбине, благодаря десятилетиям усовершенствований, современная лопасть «намного сложнее с точки зрения аэродинамического дизайна, использования материалов, производственного процесса и конструкции, чем когда-либо прежде, и имеет принципиально отличные характеристики от других аэродинамических применений, таких как крылья самолета.

"писали эксперты.

«Некоторые ключевые инновации включают в себя более высокие скорости наконечников для снижения крутящего момента и минимизации веса трансмиссии; более высокие скорости и аэродинамические поверхности с большим подъемом для более тонких и легких лопастей; и инновационные формы наконечников для уменьшения шума.

Со временем инновации привели к созданию современных лопастей, которые стали более компактными и легкими.

Они отметили, что на 90% легче, чем лезвие 1980-х годов, если бы его просто масштабировать до текущей длины ».

Среди примеров заметных достижений последнего времени можно назвать аэроупругий пошив, «который пассивно снижает нагрузки за счет изгиба и скручивания соединительных лопастей»; более толстые аэродинамические профили с плоской спинкой, которые позволяют улучшить аэродинамические характеристики несущей секции возле ступицы; и надстройки, такие как генераторы вихрей и ограждения потока; а также множество улучшений в производстве.

Солнечная энергия против энергии ветра Заключение

Солнечная система не производит электричество, когда солнце не светит.

Ветряная турбина не будет производить электричество, когда не дует ветер.

Ответ на вопрос, какой тип альтернативного источника энергии подходит вам, будет зависеть от типа погоды в вашем районе.

Тем не менее, важно отметить, что вам не нужно жить в Аризоне, Калифорнии или Флориде, чтобы получать прибыль от солнечной энергии.

Даже солнечные системы, установленные в районах страны, известных своей облачностью, таких как северная часть штата Нью-Йорк или Огайо, могут иметь очень прибыльные системы.

В то время как ветряные турбины, вероятно, будут дешевле в установке на начальном этапе, они будут стоить намного больше в течение срока службы системы для обслуживания и эксплуатации.

С другой стороны, солнечная система не требует значительного обслуживания.

Подводя итог, мы неравнодушны к солнечной энергии (хотя мы можем быть немного предвзятыми ...).

Но в конце концов, солнечная система или ветряная турбина могут помочь вам сэкономить значительную сумму денег на счетах за электроэнергию каждый месяц.

Любой из них также даст вам возможность изменить ситуацию к лучшему, уменьшив вашу зависимость от невозобновляемых источников энергии и создав более чистый мир для будущих поколений.