Навигация:
Главная → Все категории → Энергосбережение в строительстве

Международные исследования в области солнечной энергии


Международные исследования в области солнечной энергии

В таких странах, как США и Израиль, использование солнечной энергии и развитие исследований в этом направлении ведутся в течение нескольких десятилетий. Обширные программы научно-исследовательских работ были начаты в 1973 г. в США, Японии и во многих европейских странах. Многие страны также выделили различные виды общественных субсидий для того, чтобы поддержать развитие промышленности и техноло! ни использования солнечной энергии. Первоначально значительно больше внимания уделялось местным системам отопления с использованием солнечной энергии и недлительным накоплением тепла, в итоге быстро появились многочисленные экспериментальные установки, но они часто имели слишком большие размеры и были неоправданно сложными. Почти все без исключения результаты использования первого поколения "солнечных домов" не оправдали надежд. В 1980 г. было много тех, кто начал терять веру в возможность использования активных систем отопления от солнца для обогрева зданий. Во многих странах субсидии на эти исследования были приостановлены, а внимание переключено на пассивные методы использования энергии солнца.

Что касается систем приготовления горячей воды, то здесь наблюдается иная ситуация. Для подобных систем установился рынок в таких странах, как Израиль и Япония, их использование быстро увеличилось в последние годы в Греции, австралийский опыт распространился по всей юго-восточной Азии и Тихому океану, включая западное побережье США. Оборудование таких систем дешево и быстро окупается, особенно в странах с солнечным климатом.

Совет провел обзор научно-исследовательских работ по использованию солнечной энергии в США, Франции, Японии, Канаде, Италии и Нидерландах с целью открыть более широкие перспективы и основу для будущего развития шведской исследовательской работы. Первоначально считали, что отопление с использованием солнечной энергии может покрыть 5-20% общей потребности страны в энергии, однако это было переоценкой темпа возможного развития и внедрения отопления с использованием солнечной энергии. Теперь полагают, что лишь около 1% энергетической потребности страны может быть обеспечено к концу столетия за счет солнечной энергии. Необходимо отметить, однако, что эти расчеты не учитывают возможности накопления солнечной энергии летом для использования зимой.

Развитие задач. Наиболее важный урок последних десятилетий развития состоит в том, что требуется длительное время для внедрения в практику результатов, полученных в лаборатории. Что касается систем отопления с использованием солнечной энергии, то это не просто нововведение, а скорее последовательное развитие и поэтапное продвижение. В частности, используемые конструкции и архитектуру таких систем недооценили не только в Швеции, но и в других странах. Обычное проектирование, принципы осуществления отопления и вентиляции со значительным запасом мощности и высоким уровнем требующихся температур не могут быть успешно согласованы с низкотемпературными возможностями в системах отопления, использующих солнечную энергию.

Специалисты Швеции, однако, изучили эти ошибки, и вложенные в научно-исследовательскую и экспериментальную работу капиталовложения теперь начинают давать отдачу. Несколько систем для производства горячей воды стали экономически сравнимыми. Разработаны дешевые системы солнечных коллекторов, которые могут быть достаточно просто установлены. Сезонное накопление тепла в грунте и в водоносных слоях также дает обнадеживающие результаты. Стоимость 1 кВт-ч тепла при использовании солнечной энергии в Швеции не выше, чем в других странах. Шведский опыт показывает также, что успех в этой области не зависит от благоприятного климата или от высоких цен на другие виды энергии, а в значительной степени от гибкой и хорошо координируемой программы научно-исследовательских работ, активного участия промышленности, общественной помощи на техническое развитие.

Стоимость систем отопления с использованием солнечной энергии. В большинстве стран, рассмотренных в этом обзоре, системы солнечного отопления экономически еще не жизнеспособны, если, по крайней мере, срок окупаемости установлен в 5 лет, что, кажется, принимается как общее экономическое требование. В табл. 10.5 показаны необходимые величины инвестиций для небольших солнечных систем нагрева бытовой горячей воды, при этом размеры инвестиций в странах с валютной долларовой системой предстают в невыгодном свете, так как для перевода использовалось соотношение 1 ам.дол. = 8,08 шв.кроны. Эффективность производства энергии (количество кВт ч, выработанное на 1 м2 поверхности солнечного коллектора за год) также важна для определения цены энергии, как и капитальных вложений на 1 м2 установленной мощности коллектора. Шведские коллекторы, например, имеют очень хорошую эффективность по сравнению с коллекторами других стран.

Все страны признают перспективы для систем солнечного нагрева бытовой горячей воды, так как они скоро станут преобладать на рынке. Но лишь три страны — США, Нидерланды и Швеция — активны в создании систем отопления зданий (включая сезонное накопление тепла); среди этих стран Швеция лидирует по стоимости и эффективности систем этого типа.

Научно-исследовательские работы. Основной целью научно-исследовательских работ во всех странах является дальнейшее снижение стоимости систем. Развитие солнечных коллекторов пока еще не имеет высокого приоритета и как передающие, так и поглощающие элементы коллекторов постоянно совершенствуются. Несмотря но то, что вакуумные коллекторы значительно улучшены, некоторые страны, включая США, Канаду, Италию и Швецию, развивают проектирование высокотемпературных плоских солнечных коллекторов. Американские коллекторы изготавливаются полностью из пластика и стоят 450 шв.крон/м2 (44 руб/м2); срок их службы определяется в 20 лет.

Накопители тепла включены во все национальные исследовательские программы по использованию солнечной энергии; Широкомасштабные исследования в этой области проведены в Италии (песок/глина) и в США. Большие емкости с водой в грунте испытаны в Японии и Нидерландах. Франция, Нидерланды, Канада и США проводят исследования по накоплению тепла в водоносных слоях. Среди этих стран только Швеция проводит систематические исследования по совмещению накопителей тепла с солнечными коллекторами и тепловыми насосами. И только в Швеции дешевые солнечные коллекторы при соответствующем проектировании системы обещают перспективу в снижении себестоимости даже в промышленных установках.

Имеется общее понимание важности оптимизации систем. Главные изменения в последние годы наблюдались как в развитии общей структуры системы, так и ее проектирования в целом. Разработаны и продаются полные системы, а не только солнечные коллекторы. Объединение систем в зданиях — также основное конструктирование направление в исследованиях во многих странах, например, в Италии. Ниже приводится перечень наиболее важных областей международных исследований.

Финансирование программ по использованию солнечной энергии. Весьма поучительно учитывать по каждой стране долевое соотношение энергетической потребности, которую можно обеспечить при использовании солнечной энергии, к бюджету на ассигнуемые исследования. В США, например, при очень небольших прогнозах, планируются значительные вложения в бюджет исследований. Нидерланды имеют обширную программу в связи с размерами рынка сбыта. Дания также имеет обширную программу и организовала постоянный фонд информации при Лаборатории тепловой изоляции в Датском институте технологии. Проводимые в Финляндии работы включают проект сезонного накопителя тепла, который состоит из комбинации полостей, в скале и скважин для подвода и накопления тепла.

Похожие статьи:
Опыт жилищных организаций

Навигация:
Главная → Все категории → Энергосбережение в строительстве

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум