Зміст (стр. 3 )

Основними факторами, що обумовили освоєння ВДЕ у світі є необхідність:

– забезпечення енергетичної безпеки країн;

– зменшення обсягів шкідливих викидів, що утворюються в процесі використання традиційних енергоносіїв;

­–збільшення витрат органічної сировини для неенергетичних потреб;

– збереження запасів енергоресурсів для майбутніх поколінь.

Україна має значний потенціал для розвитку відновлюваної енергетики. Те ж можна сказати відносно інших альтернативних традиційних джерел енергії - таким, як: шахтний метан, торф, буре вугілля, скидний потенціал побутових і промислових стоків та ін. Можливості використання НВДЕ мають всі області країни (див. табл. 1). разом з тим, не зважаючи на значний обсяг прийнятих законів, програм нормативних актів та інших документів, справа з впровадженням НВДЕ у країні йде занадто низькими темпами, вклад в енергетичний баланс країни є незначним.

Причин такого стану багато, головні з них це відсутність системи економічного стимулювання переходу до використання НВДЕ, декларативний характер нормативно-правових актів без конкретних механізмів впровадження, а також низька виконавча дисципліна. Не можна сказати, що в країні нічого не робиться в цьому напрямі, але того що робиться не достатньо для компенсації негативних тенденцій таких, як світове зростання цін на енергоносії, збільшення рівня енергетичної залежності країни та забруднення навколишнього середовища.

Не впроваджуючи нові види НВДЕ, не вкладаючи коштів у технології, не розвиваючи виробництво на базі нових технологій, країна консервує технологічну відсталість і може втратити свій шанс війти у європейську спільноту.

Серед факторів сприяння розвитку НВДЕ в Україні можна назвати:

-  зростання ціна на традиційні енергоносії;

-  підвищення вимог екологічних норм і стандартів;

-  можливості реалізації механізмів Кіотського протоколу для фінансування проектів впровадження НВДЕ;

-  покращення можливості входження до європейської спільноти;

-  необхідність заміни зношених основних фондів.

Цільова державна підтримка розвитку НВДЕ, як показує досвід розвинених країн, є основою для реалізації програм розвитку кожного із їх видів. Темпи розвитку НВДЕ будуть залежати від можливостей доступу до довгострокового фінансування. Зростання конкурентоспроможності НВДЕ буде відбуватися не тільки за рахунок вдосконалення технологій та розширення обсягів виробництва НВДЕ, але і за рахунок зменшення доступності традиційних джерел енергії і відповідно їх ціни. Вже сьогодні деякі із видів НВДЕ є конкурентоспроможними, інші знаходяться на близькій від цього відстані, тому навіть політична підтримка на державному рівні, відповідне сприятливе середовище можуть дати суттєвий поштовх для їх розвитку.

Серед пріоритетних видів НВДЕ, які вже в дійсний час можуть успішно розвиватись, можна назвати біоенергетику, вітрову, малу гідроенергетику, сонячну та геотермальну енергетику. Значну перспективу має використання низькопотенційної енергії довкілля перетвореної до високопотенційної за допомогою теплових насосів. В більш далекій перспективі Україна може перейти до водневої економіки яка розглядається у світі як основа майбутньої технологічної революції. Для цього вже сьогодні Україні потрібно проводити відповідні наукові дослідження та розробляти водневі технології, тим більш, що напрацювання українських науковців в цій сфері є досить суттєвими.

Для подальшого розвитку відновлювальної енергетики України до світового рівня та широкомасштабного освоєння енергії відновлювальних джерел необхідним є вирішення проблем науково-технологічного забезпечення розвитку кожного з основних видів відновлювальних джерел енергії, в першу чергу, створення ефективної бази фундаментальних і прикладних наукових досліджень та проектно-конструкторської бази для розробки і впровадження нової техніки та технологій відновлювальної енергетики.

Для ефективного вирішення проблем розвитку відновлювальної енергетики в Україні необхідно формування національної енергетичної політики за допомогою [5]:

– удосконалення законодавчо-правової та нормативно-технічної бази відновлювальної енергетики з урахуванням особливостей освоєння кожного з видів відновлювальних джерел енергії.

– розробки основ економічної стимулюючої політики держави, заснованої на проведенні пільгової політики для виробників і споживачів енергії відновлювальних джерел, використання ефективних механізмів фінансування;

– формування і фінансування відповідних державних програм, у тому числі заходів щодо створення демонстраційних об’єктів;

– підтримка діяльності відповідних громадських організацій;

– адаптація положень державних програм з освоєння ВДЕ до вимог Євросоюзу;

– створення освітньої системи – як спеціальної технічної за всіма напрямами відновлюваної енергетики, так і для формування екологоенергозберігаючої свідомості населення;

– формування позитивного іміджу відновлюваної енергетики в суспільній свідомості для подолання відсталості та недовіри потенційних інвесторів і споживачів з використанням усіх наявних засобів масової інформації.

2 СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА

Сонячна енергетика – один із перспективних напрямів використання енергії відновлювальних джерел, що швидко розвивається. На сучасному етапі розвитку сонячної енергетики на перше місце виходять проблеми ефективного використання енергії сонячної радіації за рахунок застосування передових технологій. Переваги практично невичерпного джерела енергії сонячної радіації при її використанні у якості первинного місцевого енергоресурсу полягають у можливості використання джерела теплової енергії на більшості ділянок поверхні Землі та в можливості безпосереднього перетворення енергії сонячної радіації в електричну енергію.

Сонячна енергія в її утилітарному сенсі належить до відновлювальних енергетичних ресурсів земної цивілізації. Сонячне світло не потребує видобутку і транспортування, воно невагоме, безшумне і, як правило, нешкідливе, а його утилізація не створює прямих відходів і не порушує теплової рівноваги планети. Тому принциповою відмінністю сонячної енергії від усіх традиційних енергоносіїв, які використовуються, є її бездоганність з точки зору хімічного, теплового й інших видів забруднення навколишнього середовища. Уже перераховані властивості роблять її унікальним кандидатом на головну роль в енергетичній стратегії нового тисячоліття [6].

Ця стратегія орієнтується на створення могутніх сонячних енергостанцій як наземного, так і космічного базування, а також на повсюдне будівництво малих сонячних модулів, які децентралізують виробництво тепла та електроенергії. Практичні кроки, які починаються успішно в більшості розвинутих країн, підтверджують її оптимальність, а тенденції сучасного розвитку світу припускають майже десятикратне збільшення масштабів використання сонячної енергії протягом кожного наступного десятиліття.

Переваги сонячної енергетики:

– загальнодоступність і невичерпність джерела;

– теоретично, повна безпека для навколишнього середовища (проте в наш час у виробництві фотоелементів і в них самих використовуються шкідливі речовини).

Недоліки сонячної енергетики:

– фундаментальні проблеми:

• через відносно невелику величину сонячної постійної для сонячної енергетики потрібне використання великих площ землі під електростанції (наприклад, для електростанції потужністю 1 Гвт це може бути декілька десятків квадратних кілометрів). Проте, цей недолік не так великий, наприклад, гідроенергетика виводить з користування значно більші ділянки землі. До того ж фотоелектричні елементи на великих сонячних електростанціях встановлюються на висоті 1,8—2,5 метра, що дозволяє використовувати землі під електростанцією для сільськогосподарських потреб, наприклад, для випасу худоби. Проблема знаходження великих площ землі під сонячні електростанції вирішується у разі застосування сонячних аеростатних електростанцій, придатних як для наземного, так і для морського і для висотного базування;

• потік сонячної енергії на поверхні Землі сильно залежить від широти і клімату. У різних місцевостях середня кількість сонячних днів в році може дуже сильно відрізнятися;

– технічні проблеми:

• сонячна електростанція не працює вночі і недостатньо ефективно працює у ранкових і вечірніх сутінках. При цьому пік електроспоживання припадає саме на вечірні години. Крім того, потужність електростанції може стрімко і несподівано коливатися через зміни погоди. Для подолання цих недоліків потрібно або використовувати ефективні електричні акумулятори (на сьогоднішній день це невирішена проблема), або будувати гідроакумулюючі станції, які теж займають велику територію, або використовувати концепцію водневої енергетики, яка також поки далека від економічної ефективності. Проблема залежності потужності сонячної електростанції від часу доби і погодних умов вирішується у разі сонячних аеростатних електростанцій;

• висока ціна сонячних фотоелементів. Ймовірно, з розвитком технології цей недолік подолають. В 1990–2005 рр. ціни на фотоелементи знижувалися в середньому на 4% на рік;

• недостатній ККД сонячних елементів (ймовірно, буде незабаром збільшений);

• поверхню фотопанелей потрібно очищати від пилу і інших забруднень. При їх площі в декілька квадратних кілометрів це може викликати утруднення;

• ефективність фотоелектричних елементів помітно падає при їх нагріванні, тому виникає необхідність в установці систем охолоджування, зазвичай водяних;

• через 30 років експлуатації ефективність фотоелектричних елементів починає знижуватися.

2.1 Класифікація методів та засобів перетворення енергії сонячної радіації

Сонячна енергетична установка – це енергетична установка, що перетворює енергію сонячної радіації в інші види енергії (наприклад, в теплову або в електричну).

Переваги енергії сонячної радіації порівняно з традиційними видами палива полягають у наступному [7]:

– джерело енергії практично невичерпне;

– можливість використання енергії сонячної радіації на більшості ділянок поверхні Землі як місцевого енергетичного джерела;

– можливість безпосереднього перетворення енергії сонячної радіації в електричну;