Влияние солнечных батарей на развитие энергетики

1.

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение "Академия Транспортных Технологий"
Индивидуальный проект
Тема: "Влияние солнечных батарей на развитие энергетики."
г.Санкт-Петербург
2024 год
Выполнил:
Смирнов Максим Викторович
студент 1 курса группы ДР-31
Руководитель: Биче-оол Е.Г
преподаватель физики

2.

Содержание:
• Введение: стр 3
• Актуальность: стр 4
• Цель проекта: стр 5
• Задачи: стр 6
• Используемая
литература: стр 19
2

3.

Введение:
• С каждым годом в мире растет интерес к
возобновляемым источникам энергии, а
солнечные батареи становятся популярным
способом производства чистой энергии. Влияние
солнечных батарей на развитие энергетики
становится все более явным и
значимым. Солнечная энергия является одним из
наиболее мощных источников возобновляемой
энергии, и использование солнечных батарей
представляет собой перспективное направление
для снижения зависимости от ископаемых видов
топлива и уменьшения выбросов углекислого газа
в атмосферу.
3

4.

Актуальность:
Данная тема является крайне актуальной в современном мире, где растущее потребление энергии,
изменение климата и истощение природных ресурсов ставят перед нами вызовы в области энергетики.
Использование солнечных батарей как источника возобновляемой энергии имеет ряд преимуществ. Вопервых, солнечная энергия бесконечна и доступна практически везде на планете. Во-вторых, использование
солнечных батарей снижает зависимость от ископаемых топлив и помогает снизить выбросы парниковых
газов, способствуя борьбе с изменением климата.
Установка солнечных батарей на домах, предприятиях и государственных объектах способствует
диверсификации источников энергии, увеличивает энергетическую безопасность и снижает расходы на
электроэнергию. Это также способствует созданию новых рабочих мест, развитию инновационных технологий
и экономическому росту.
Таким образом, исследование и обсуждение влияния солнечных батарей на развитие энергетики имеет
большое значение для обеспечения устойчивости и экологической безопасности энергетического сектора в
будущем.
4

5.

Цель проекта:
• Проанализировать
влияние солнечных батарей на
развитие энергетики с целью
определения их потенциала в
создании устойчивой,
экологически чистой и
эффективной энергетической
системы для будущих поколений.
5

6.

Задачи
1. Изучить технологии производства и функционирования
солнечных батарей. (стр 7)
2. Провести сравнительный анализ эффективности солнечных
батарей по сравнению с другими источниками энергии. (стр 89)
3. Исследовать экономическую целесообразность
использования солнечных батарей и их влияние на рынок
энергетики. (стр 10)
4. Оценить социальные и экологические аспекты развития
солнечной энергетики и использования солнечных
батарей.(стр 11-13)
5. Сформулировать вывод о влиянии солнечных батарей на
развитие энергетики. (стр 14-18)
6

7.

Технологии производства
солнечных батарей
1. Выращивание силана. Самым популярным
материалом для изготовления кремниевых
солнечных батарей является силиций. Сначала
проводят процесс выращивания силана из кварца.
2. Получение кремниевых кристаллов. Далее,
силан подвергается процессу гидролиза и
окисления для получения кристаллов кремния.
3. Производство кремниевых чипов. Полученный
кремний расплавляется и отливается в формы для
получения кремниевых чипов.
4. Изготовление солнечной ячейки. Кремниевые
чипы обрабатываются, используя
фотолитографические технологии, для создания
полупроводниковой структуры солнечной ячейки.
5. Сборка солнечной батареи. Солнечные ячейки
монтируются на подложку, соединяются проводами
и покрываются защитным слоем, чтобы создать
готовую к использованию солнечную батарею.
7

8.

Функционирование солнечных батарей
1. Поглощение света: Солнечные батареи содержат фоточувствительные материалы (например, кремний),
которые поглощают световую энергию при попадании солнечных лучей на поверхность батареи.
2. Выбивание электронов: Энергия света, поглощенного фоточувствительными материалами, вызывает
выбивание электронов из атомов материала, что создает носители заряда (электроны и дырки).
3. Перемещение носителей заряда: Выбитые электроны начинают двигаться по материалу солнечной ячейки,
создавая потенциал для формирования тока.
4. Генерация электрического тока: На этапе перемещения носителей заряда формируется электрический ток,
который может быть использован для питания электрических устройств или зарядки аккумуляторов.
5. Передача энергии: Обычно солнечная батарея необходимо подключить к системе контроллера заряда и
инвертору, чтобы преобразовать постоянный ток от солнечной батареи в переменный ток для использования в
бытовых или производственных системах.
8

9.

Сравнительный анализ эффективности солнечных батарей
по сравнению с другими источниками энергии.
1. Экологически чистые: солнечные батареи не производят выбросов
парниковых газов и не загрязняют окружающую среду.
2. Низкие эксплуатационные расходы: солнечные батареи не требуют
регулярного технического обслуживания и имеют длительный срок службы.
3. Независимость от внешних источников: солнечные батареи позволяют
производить энергию на месте ее потребления, что уменьшает
зависимость от крупных энергосистем.
4. Возможность установки на различных поверхностях: солнечные батареи
могут быть установлены на крыше здания, на земле или на водной
поверхности.
Однако существуют и недостатки солнечных батарей, которые нужно
учитывать при сравнении с другими источниками энергии. Например,
солнечная энергия зависит от погодных условий и доступности солнечного
света, что может быть проблематично в северных широтах или во время
ночи.
9

10.

Экономическая
целесообразность использования
солнечных батарей и их влияние на
рынок энергетики.
Экономическая целесообразность использования
солнечных батарей становится все более явной из-за
ряда факторов:
• 1. Снижение стоимости: за последние несколько лет
стоимость солнечных батарей значительно снизилась
благодаря технологическим усовершенствованиям и
увеличению производства.
• 2. Экономия на счетах за электроэнергию: установка
солнечных батарей позволяет существенно снизить
или даже полностью устранить расходы на
электроэнергию, особенно в регионах с высокими
тарифами на электроэнергию.
• 3. Долгосрочные выгоды: солнечные батареи обладают
достаточно длительным сроком службы, что позволяет
получить экономическую отдачу в течение многих лет.
• 4. Государственная поддержка: многие страны
предоставляют различные льготы и субсидии для
установки солнечных батарей, что делает это решение
еще более выгодным.
10

11.

Социальные аспекты:
• Создание новых рабочих мест: развитие отрасли
солнечной энергетики способствует созданию новых
рабочих мест как на производстве солнечных
батарей, так и в установке и обслуживании
солнечных панелей.
• Улучшение качества жизни: использование
солнечной энергии снижает зависимость от
традиционных источников энергии, что способствует
улучшению качества воздуха и здоровья населения.
• Безопасность энергоснабжения: солнечная энергия
стабильна и доступна практически в любом регионе,
что позволяет обеспечить безопасность
энергоснабжения для населения.
11

12.

Экологические аспекты:
СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ
ГАЗОВ: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ
ЭНЕРГИИ НЕ ВЫЗЫВАЕТ ВЫБРОСОВ
ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ И ЯВЛЯЕТСЯ
ЧИСТЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ.
12
СОХРАНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ:
РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
ПОЗВОЛЯЕТ СОКРАТИТЬ ПОТРЕБЛЕНИЕ
НЕФТИ, ГАЗА И УГЛЯ, ЧТО СПОСОБСТВУЕТ
СОХРАНЕНИЮ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И
СНИЖЕНИЮ ДАВЛЕНИЯ НА ЭКОСИСТЕМЫ.
УМЕНЬШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СЛЕДА:
ПРОИЗВОДСТВО СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
ИМЕЮТ МЕНЬШИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СЛЕД
ПО СРАВНЕНИЮ С ТРАДИЦИОННЫМИ
ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ, ТАКИМИ КАК
УГОЛЬ ИЛИ НЕФТЬ.

13.

Использование солнечных батарей имеет значительное влияние на развитие
энергетики и их потенциал в создании устойчивой, экологически чистой и
эффективной энергетической системы для будущих поколений весьма
значителен. Основные аспекты этого влияния:
Вывод
1. Устойчивость
2. Экологическая чистота
3. Эффективность
4. Децентрализация энергосистемы
13

14.

1. Устойчивость:
• Солнечная энергия является
возобновляемым источником
энергии, который не подвержен
исчерпанию. Применение
солнечных батарей позволяет
снизить зависимость от
традиционных источников энергии,
таких как уголь, нефть и газ,
уменьшая тем самым риски
возникновения энергетических
кризисов.
14

15.

2. Экологическая чистота:
• Производство и использование солнечных
батарей не связано с выбросами
парниковых газов и другими вредными
загрязнениями окружающей среды. Это
позволяет сократить воздействие на климат
и улучшить качество воздуха, что критически
важно для сохранения экосистем и здоровья
человека.
15

16.

3. Эффективность:
• Технологии, связанные с
солнечными батареями,
постоянно
совершенствуются, что
приводит к увеличению
эффективности
преобразования солнечной
энергии в электрическую. Это
позволяет увеличить
производство энергии и
расширить область
применения солнечной
энергетики.
16

17.

4. Децентрализация
энергосистемы:
• Использование солнечных
батарей позволяет создать
децентрализованные
энергетические системы,
которые могут быть
установлены на крышах домов,
зданий, а также на небольших
участках земли. Это
способствует увеличению
надежности и безопасности
энергоснабжения.
17

18.

Вывод
• Солнечные батареи имеют
огромный потенциал в создании
устойчивой, экологически чистой
и эффективной энергетической
системы для будущих поколений.
Развитие этой области может
способствовать переходу к более
устойчивой и зеленой модели
развития, что будет являться
важным шагом для сохранения
окружающей среды и
обеспечения энергетической
безопасности планеты.
18

19.

Используемая литература:
• Учебное пособие:"Солнечная энергетика". Автор:Королева Диана
Алексеевна. Издательство:"Инфра-Инженерия",2023 г.
• Научная литература:"Использование солнечной энергии". Автор:Рафаэль Апариси.
Издательство:"Издательство Академии наук СССР",1958 г.
• Научная литература:"Солнечная электроэнергия: Полупроводники и Солнце". Автор:Монус
Соминский. Издательство:"Наука",1965 г.
• Учебно-методическое пособие:"Возобновляемые источники электроснабжения". Автор:Василий
Сташко. Издательство:"МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ
РЕСУРСОВ"
19