太陽光エネルギー。可能性、資源評価、障壁。スキーム、説明

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太陽光エネルギー。可能性、リソースの評価、障壁。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ソーラーポテンシャル

太陽エネルギーの年間入力量は、バルト海地域北部の 900 ～ 1000 kWh/m2 から、たとえば中央ヨーロッパ (ボヘミア) の 1077 kWh/m2、地中海と黒海では最大 1600 kWh/m2 まで変化します。水平面上の領域。南部の傾斜地では、年間の太陽エネルギー入力量が 20% 増加します。

リソース評価

利用可能な太陽エネルギーは、太陽の相対運動や雲量に応じて 1000 日を通して変化します。晴れた天候の正午には、太陽からの放射照度は 2 W/m100 に達することがありますが、濃い曇りの状態では、正午であっても 2 W/mXNUMX 以下に低下することがあります。太陽エネルギーの量は設置の角度や表面の向きによって変化し、南方向から遠ざかるにつれて減少します。

商業的に製造された太陽電池には、ピーク電力のワット (Wp) で表される特定の電力定格があります。これは、太陽放射が最大値の 1000 W / m2 に近く、光電池の表面温度が 25 ℃であるときの、標準的なテスト条件下での最大電力の指標です。°C. 実際には、光電池がそのような条件で動作する必要があることはほとんどありません。太陽光発電システムのおおよその電力 (P) は、次の式で推定されます。

P (kWh/日) = Pp (kW) * I (kWh/m2/日) * P ここで:

Pp は kW 単位の公称電力であり、効率に m2 単位の面積を掛けたものに相当します。I は、2 日あたりの表面の日射量 (kWh/mXNUMX 単位) PR はシステム性能係数です。

ヨーロッパにおける太陽放射照度 (I) の 2 日あたりの平均値 (kWh/m30 単位) (南への傾斜、地平線に対する傾斜角度 XNUMX 度) を表に示します。

	南ヨーロッパ	中央ヨーロッパ	北ヨーロッパ
1月	2,6	1,7	0,8
2月	3,9	3,2	1,5
3月	4,6	3,6	2,6
4月	5,9	4,7	3,4
5月	6,3	5,3	4,2
6月	6,9	5,9	5,0
7月	7,5	6,0	4,4
アウグストゥス	6,6	5,3	4,0
9月	5,5	4,4	3,3
10月	4,5	3,3	2,1
11月	3,0	2,1	1,2
12月	2,7	1,7	0,8
一年	5,0	3,9	2,8

一般的なパフォーマンス要因:

ネットワークに接続されたシステムの場合は 0,8。
ハイブリッドシステムの場合は 0,5 ～ 0,7。
年間を通じて使用される自律システムの場合は 0,2 ～ 0,3。

ヨーロッパの状況では、ほとんどの場合、入ってくる太陽エネルギーが建物のエネルギー消費量を超えます。たとえば、チェコ共和国の典型的な集合住宅の建物は 1077 kWh/m2 を消費しますが、各フロアは暖房に約 150 kWh/m2、照明と調理にさらに 25 ～ 50 kWh/m2 を消費します。これは一般に 875 kWh/m1000 に相当します。 - 2 階建ての建物の場合 2 kWh/mXNUMX (床は水平面の mXNUMX で測定されます)。年間を通じて供給される太陽エネルギーは通常十分ですが、有用な資源は太陽エネルギーの変動と貯蔵容量によって制限されます。さまざまな熱負荷を考慮に入れることで、有用な太陽熱の割合を正しく評価できます。

組み込みシステムの制限は、通常、太陽熱暖房が温水需要の 60 ～ 80%、暖房の 25 ～ 50% しかカバーできないことです。家の位置とシステムの種類によって異なります。北欧では、温水と暖房の制限はそれぞれ 70% と 30% です。

ソーラーセントラルヒーティングシステムの分析と経験によれば、貯蔵なしで消費量の5%、10時間貯蔵で12%、季節貯蔵で約80%をカバーできることがわかっています。これらのデータは、平均熱損失が 20% である住宅部門の地域暖房システムに基づいています。蓄熱装置を使用しない太陽熱暖房システムは、最も安価なソリューションです。

熱消費量が安定していれば、太陽熱暖房は 30 °C 以下の熱を使用する産業企業のニーズの約 100% を賄うことができます。季節と気温に応じて、製品の乾燥に必要なエネルギーを 100% 太陽エネルギーで賄うことができます。

スイミングプールの太陽熱暖房は、屋内プールの熱負荷をほぼ完全にカバーし、夏の屋外プールの熱負荷を 100% カバーします。

したがって、太陽熱利用可能性の計算は、主に低温の熱需要を評価することになります。

障壁

ほとんどの場合、太陽熱暖房設備は十分に開発されており、その開発の途中で困難に遭遇した場合、その原因は技術そのものの欠如よりも、特定の場所での特定の材料や技術の不足にあります。したがって、経済的な障壁に加えて、主な障壁は次のとおりです。

既存の技術、その最適なソリューション、暖房システムへの統合に関する情報が不足している。
生産および設置のための有資格者の不足。

場合によっては、太陽エネルギーの不足が障害となることがあります。アクティブ太陽熱暖房システムに関しては、太陽光エネルギーを取り出せるコレクターを設置する場所を見つけることがほとんどの場合可能です。通常、通常の窓から入る受動的な太陽エネルギーの場合、家や木に近いと、入ってくるエネルギーが大幅に減少する可能性があります。

劇的な価格引き下げの後でも、太陽電池の価格は現在 5 Wp あたり 1 米ドルです。現在、太陽電池からの電力のコストは 0,5 ～ 1 ドル/kWh であり、他の再生可能エネルギー源よりも高価です。将来、太陽電池がより広く使用されるようになると、太陽電池のコストは低下するはずです。太陽光発電はコストが高いにもかかわらず、送電網から切り離された遠隔地や、環境上の理由から他の手段（ディーゼル発電機など）による発電が困難または受け入れられない地域（山岳地帯など）では、他のエネルギー源よりも安価である場合があります。地域）。

他の記事も見る セクション代替エネルギー源.

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