Магістрант Мусінькевич О. М., асистент – Пришляк Н. В.

Вінницький національний аграрний університет, Україна

Проблеми та перспективи використання сонячної енергетики в Україні

В Україні та світі все більше звертають увагу на використання так званих відновлюваних джерел енергії - тепла Землі, енергії вітру, припливів та відпливів, біогазу, сонячного випромінювання, тощо. Одним із найбільш перспективних є пряме перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію в напівпровідникових сонячних елементах.

Фактична структура сукупного споживання первинної енергії в Україні за роки її становлення як незалежної держави склалася так: природного газу – 41 %, нафти – 19 %, вугілля – 19 %, урану – 17 %, гідроресурсів та інших поновлюваних джерел – 4 % [1].

Ефективності та доцільності використання сонячної енергії присвячено багато наукових праць. Вагомі результати у цьому напрямку дослідження отримано в Інституті фізики напівпровідників НАН України, у Київському, Одеському, Ужгородському та Чернівецькому університетах, на деяких промислових підприємствах («Піллар», «Квазар») та в багатьох інших українських лабораторіях [1].

У зв'язку з загостренням енергетичних проблем та свідомою необхідністю енергозбереження, у всьому світі все більше уваги приділяється використанню відновлюваної енергії, наприклад сонячної енергії, для отримання тепла та холоду. Значні можливості енергозабезпечення будівель відкриваються завдяки впровадженню сонячних колекторів для систем гарячого водопостачання, опалення та охолодження. За допомогою сонячної установки можна отримувати енергію без шкідливого навантаження на навколишнє середовище [2].

Людству необхідно все більше й більше енергії, отримати яку за рахунок невідновлюваних джерел у недалекому майбутньому буде важко чи взагалі неможливо. Дійсно, за різними оцінками, розвіданого органічного палива вистачить на 30-50 років. Якщо врахувати так звані геологічні запаси, які будуть своєчасно розвідані, а експлуатація їх не затримається, то, з урахуванням все зростаючого рівня витрат енергії, органічного палива може вистачити ще років на 100-150. Причому тільки вугілля ще довгий час може зберігати своє місце в енергетичному балансі. Проте видобуток та використання його супроводжується високим рівнем забруднення атмосфери Землі. Ядерна енергетика, яка на сьогодні має значно більше сировинних ресурсів ніж органічне паливо, динамічно розвивалась у світі протягом останніх 20-30 років. Але сьогодні, на думку багатьох фахівців, вона вже не може вважатися перспективним видом енергії через високий ризик радіоактивного забруднення навколишнього середовища. [3]. Сонячна енергетика — це один із напрямків альтернативної енергетики, яка використовує сонячне випромінювання для генерації енергії. Сонячна енергетика базується на використанні сонця, як екологічно чистого і відновлюваного джерела енергії.

Середньорічний потенціал сонячної енергії в Україну становить 1235 кВт * год / м і є набагато вищий, ніж, наприклад, у Німеччині (1000 кВт * год / м) або навіть у Польщі (1080 кВт * год / м). Отже, ми маємо перспективні можливості для ефективного використання теплоенергетичного обладнання на території Україні [1].

Щодо використання сонячної радіації для виробництва енергії, то технічно допустимий потенціал сонячної енергії з дахів житлового фонду України сьогодні становить 26-37 ТВт • год / рік, що в грошовому еквіваленті складає (при сучасній вартості 1 кВт • год = 0,05 євро): 1,3 - 1,8 млрд. євро на рік.

Основним інженерним елементом сонячної системи є сонячні колектори, що перетворюють енергію сонячних променів у теплову або електричну. Потужність таких сонячних батарей становить 70-100 Вт для 1м² поверхні колектора. Електроенергія, отримана таким чином, поки досить дорога, але використання фотоелектричних колекторів дозволяє автономізувати енергозабезпечення будівлі [1].

Потенціал сонячної енергії в Україні є достатньо високим для широкого впровадження як теплоенергетичного, так і фотоенергетичного обладнання практично в усіх областях.

Темпи зростання населення землі нині перевищують темпи виробництва енергії. Зараз перед енергетикою стоїть багато проблем, і найбільш гостра проблема її джерел. На сьогоднішній день 6 млрд. чоловік на Землі споживають більше 12 млрд. кВт енергії за рік, тобто у середньому 2 кВт на людину. Ця енергія отримується за рахунок вугілля - 26%, нафти - 42 %, газу - 20%, гідроенергії - 4%, ядерної - 5%, інших джерел - 3%. Тобто майже 90% енергії ми отримуємо за рахунок органічних видів палива- нафти, вугілля, газу. Ці джерела енергії ще називають невідновлюваними, бо швидкість їх нагромадження в надрах Землі набагато менша швидкості їх витрачання (приблизно у 106 разів). [3].

Отже, з вище розглянутого можна виділити такі переваги сонячної енергетики:

· Сонячна енергія є загальнодоступною і невичерпною.

· Сонячна енергетика безпечна для довколишнього середовища. При цьому деякі спеціалісти стверджують, що можливе масове запровадження сонячної енергетики може змінити здатність поверхні Землі відбивати випромінювання. Це в свою чергу може спричинити зміну клімату.

Недоліками сонячної енергії є:

· Залежність від погодних умов. Залежність від зміни дня і ночі.

· Складність акумулювати енергію.

· Висока вартість спорудження електростанцій такого типу.

· Необхідність постійно очищати поверхні батарей від бруду і пилу.

· Атмосфера над електростанціями досить сильно нагрівається [4].

Вироблена сонячною енергетикою енергія до 2050 року може забезпечувати 20-25 % від попиту людства в енергії. Як вважають експерти Міжнародної енергетичної агенції (IEA), вже через 40 років сонячна енергетика може виробляти близько 9 тисяч тераватт-годин — або 20-25 % усієї необхідної енергії. Це забезпечить зменшення викидів вуглекислого газу на 6 млрд тонн щороку [4].

Отже, на сьогоднішній день все більше уваги приділяється використанню відновлюваної енергії оскільки загострюються енергетичні проблеми використання традиційних джерел енергії, які не відновлюються. Сьогодні найбільш перспективним напрями використання сонячної енергії в Україні є її перетворення в теплову енергію без попередньої концентрації потоку сонячної радіації та перетворення її в електричну енергію постійного струму за допомогою фотоперетворювачів. Основним елементом сонячної системи є сонячні колектори, що перетворюють енергію сонячного проміння в теплову або електричну.

Таким чином, використання енергії отриманої за рахунок акумуляції сонячного випромінювання дасть можливість зменшити залежність від імпорту традиційних джерел енергії,покращить економічну, екологічну та соціальну ситуацію в державі.

Список використаних джерел:

1. О.т. Возняк, м.є. Янів. Енергетичний потенціал сонячної енергетики та перспективи його використання в україні. - національний університет “львівська політехніка”.– 2010.

2. Потенціал сонячної енергії україни. Електронний ресурс - Http://progress21.com.ua /ua/articles/solarenergyinukraine

3. Що таке сонячна енергетика і чи потрібна вона сьогодні Україні Скришевський В. А. Електронний ресурс. - http://iht.univ.kiev.ua/Ukraine-Solar-cells-article.

4. Сонячна енергетика. Електронний ресурс. - Http://energetyka.com. ua/slovarterminov /163-sonyachna-energetika.