Энергия солнечного света: Энергия солнца

Содержание

СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ на поверхности земли

Солнечное излучение

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 22 сентября, 2021

Опубликовано автором

Интенсивность солнечного света, которая достигает земли меняется в зависимости от времени суток, года, местоположения и погодных условий. Общее количество энергии, подсчитанное за день или за год, называется иррадиацией (или еще по-другому «приход солнечной радиации») и показывает, насколько мощным было солнечное излучение. Иррадиация измеряется в Вт*ч/м² в день, или другой период.

Интенсивность солнечного излучения в свободном пространстве на удалении, равном среднему расстоянию между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Ее величина — 1353 Вт/м². При прохождении через атмосферу солнечный свет ослабляется в основном из-за поглощения инфракрасного излучения парами воды, ультрафиолетового излучения — озоном и рассеяния излучения частицами атмосферной пыли и аэрозолями. Показатель атмосферного влияния на интенсивность солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, называется «воздушной массой» (АМ). АМ определяется как секанс угла между Солнцем и зенитом.

На рис.1 показано спектральное распределение интенсивности солнечного излучения в различных условиях. Верхняя кривая (АМ0) соответствует солнечному спектру за пределами земной атмосферы (например, на борту космического корабля), т.е. при нулевой воздушной массе. Она аппроксимируется распределением интенсивности излучения абсолютно черного тела при температуре 5800 К. Кривые АМ1 и АМ2 иллюстрируют спектральное распределение солнечного излучения на поверхности Земли, когда Солнце в зените и при угле между Солнцем и зенитом 60°, соответственно. При этом полная мощность излучения — соответственно порядка 925 и 691 Вт/м². Средняя интенсивность излучения на Земле примерно совпадает с интенсивностью излучения при АМ=1,5 (Солнце — под углом 45° к горизонту) [1].

Около поверхности Земли можно принять среднюю величину интенсивности солнечной радиации 635 Вт/м². В очень ясный солнечный день эта величина колеблется от 950 Вт/м² до 1220 Вт/м². Среднее значение — примерно 1000 Вт/м² [860 ккал/(м²ч)]. Пример: Интенсивность полного излучения в Цюрихе (47°30′ с. ш., 400 м над уровнем моря) на поверхности, перпендикулярной излучению:1 мая 12 ч 00 мин 1080 Вт/м²;21 декабря 12 ч 00 мин 930 Вт/м².

Для упрощения вычисления по приходу солнечной энергии, его обычно выражают в часах солнечного сияния с интенсивностью 1000 Вт/м². Т.е. 1 час соответствует приходу солнечной радиации в 1000 Вт*ч/м². Это примерно соответствует периоду, когда солнце светит летом в середине солнечного безоблачного дня на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам.

Пример
Яркое солнце светит с интенсивностью 1000 Вт/м² на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам. За 1 час на 1 м² падает 1 кВт*ч энергии (энергия равна произведению мощности на время). Аналогично, средний приход солнечной радиации в 5 кВт*ч/м² в течение дня соответствует 5 пиковым часам солнечного сияния в день. Не путайте пиковые часы с реальной длительностью светового дня. За световой день солнце светит с разной интенсивностью, но в сумме она дает такое же количество энергии, как если бы оно светило 5 часов с максимальной интенсивностью. Именно пиковые часы солнечного сияния используются в расчетах солнечных энергетических установок.

Приход солнечной радиации меняется в течение дня и от места к месту, особенно в горных районах. Иррадиация меняется в среднем от 1000 кВт*ч/м² в год для северо-европейских стран, до 2000-2500 кВт*ч/м² в год для пустынь. Погодные условия и склонение солнца (которое зависит от широты местности), также приводит к различиям в приходе солнечной радиации.

В России, вопреки распространённому мнению, очень много мест, где выгодно преобразовывать солнечную энергию в электроэнергию при помощи солнечных батарей. Ниже приведена карта ресурсов солнечной энергии в России. Как видим, на большей части России можно успешно использовать солнечные батареи в сезонном режиме, а в районах с числом часов солнечного сияния более 2000 часов/год — круглый год. Естественно, в зимний период выработка энергии солнечными панелями существенно снижается, но все равно стоимость электроэнергии от солнечной электростанции остается существенно ниже, чем от дизельного или бензинового генератора.

Особенно выгодно применение солнечных батарей там, где нет централизованных электрических сетей и энергообеспечение обеспечивается за счет дизель-генераторов. А таких районов в России очень много.

Более того, даже там, где сети есть, использование работающих параллельно с сетью солнечных батарей позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию. При существующей тенденции на повышении тарифов естественных энергетических монополий России, установки солнечных батарей становится умным вложением денег.

Ресурсы солнечной энергии России

Эта статья прочитана 58174 раз(а)!

Продолжить чтение

Типы солнечных электростанций

66

Классификация солнечных фотоэлектрических электростанций — Автономные, соединенные с сетью, резервные. Солнечные батареи в системах электроснабжения.
Инверторы для солнечных батарей

60

Инверторы для фотоэлектрических систем Инверторы используются для преобразования постоянного тока от аккумуляторов или солнечных модулей в переменный ток, аналогичный тому, который присутствует в сетях централизованного электроснабжения. В системах электроснабжения с солнечными батареями применяются следующие типы инверторов: Сетевые фотоэлектрические инверторы В…
Фотоэлектрические комплекты

54

Фотоэлектрические комплекты: Состав Для того, чтобы использовать солнечную энергию для питания ваших потребителей, одной солнечной батареи недостаточно. Кроме солнечной батареи нужно еще несколько составляющих. Типичный состав автономного фотоэлектрического комплекта следующий: фотоэлектрическая батарея контроллер заряда аккумуляторной батареи аккумуляторная батарея провода, коннекторы,…
MPPT контроллер — принцип работы

54

Как работают MPPT контроллеры? Что такое MPPT контроллеры, для чего они нужны и в чем их отличие от контроллеров с ШИМ описано по ссылке. На этой странице дана более подробная техническая информация Методы поиска точки максимальной мощности (ТММ) солнечной батареи…
12 преимуществ Double-Glass солнечных модулей

54

Солнечные фотоэлектрические модули с двойным стеклом Модули с двойным остеклением (double glass) Солнечные модули с двойным стеклом появились на рынке сравнительно недавно — 5-7 лет назад, но до недавнего времени они были дороже обычных модулей. В 2017 году они стали…
Солнечные батареи зимой

54

Эффективность работы солнечных батарей и коллекторов зимой Солнечные батареи могут быть великолепной частью вашего дома. Они определённо позволяют экономить вам деньги в течение длительного срока и постоянно могут снижать ваши счета за электроэнергию. Мы все знаем, что солнечные батареи преобразуют…

Все о солнечной энергетике

О прошлом, настоящем и будущем природных источников энергии рассказал Алексей Тарасов, кандидат химических наук, руководитель лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ им. Ломоносова.

Я занимался материалами на основе диоксида титана, и одно из его применений заключается в использовании в качестве электрон-поглощающего слоя солнечных ячеек. Когда я заканчивал кандидатскую диссертацию, мир перевернуло известие о появлении нового класса солнечных элементов, одним из компонентов которого был также диоксид титана. Это именно то, чем сейчас надо заниматься.

В древнем мире единственными источниками энергии служили сжигание дерева и мускульная сила человека и животных. Чуть позже люди научились использовать энергию ветра и воды, построили парусную лодку, ветряную мельницу, водяное колесо.

Первым ископаемым источникам энергии стал уголь. Это оказалась гораздо удобнее, чем сжигать дерево. Но доступ к более энергонасыщенному носителю позволил человечеству перейти к механизмам на основе извлекаемой тепловой энергии – к паровым установкам. Первой крупнейшей революцией стало создание двигателя внутреннего сгорания. Это позволило перейти к автономному движению с высоким КПД и развивать автомобильный транспорт.

Сжигание нефти – второго ископаемого источника – начало активно развиваться спустя практически полвека. В новейшее же время человек неким образом вернулся к своим истокам и стал рассматривать в качестве источника энергии воду, воздух, солнечный свет. В середине XX века человечество освоило атомную энергию, а на рубеже XX и XXI веков появились первые солнечные элементы, что сделало возможным преобразование солнечного света в энергию.

За последние 50 лет потребление электроэнергии возросло в пять раз. Данный прирост связан с интенсивным использованием нефти и газа. И самый актуальный на данный момент вопрос: прекратим ли мы использовать ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ?

Из возобновляемых источников энергии, которые человечество использует уже сегодня, выделяют три: это солнечная энергетика, гидроэнергетика и ветряная энергетика. И вся возобновляемая энергия является солнечной. Прямое превращение солнца в энергию является самым желаемым способом ее получения. Уже сегодня это достаточно развитая область, которая есть везде: в космосе, в пустынях, на индивидуальных домашних хозяйствах и на портативной электронике.

На нашей планете есть достаточно много свободных от застройки и при этом солнечных мест. Если покрыть их солнечными батареями, то можно обеспечить электроэнергией все человечество. Для некоторых точек планеты, особенно плотно населенных, с равномерным распределением энергопотребителей, это самый лучший вариант. В России с 2014 года существует большая инновационная компания, которая производит кремниевые солнечные панели по отечественной технологии.

Свет – это электромагнитное излучение. Фотон – минимальная порция света. Разные фотоны обладают разной энергией, и она связана с частотой излучения и длиной волны. Изолированный атом состоит из ядра и распределенных вокруг него электронах, находящихся на разных уровнях. Под действием света электроны переходят на свободные более высокие уровни, повышая потенциальную энергию и поглощая фотоны электромагнитного излучения. Солнечный свет работает подобно водяному насосу: энергия солнечного света передается электронам.

Существует четыре поколения солнечных элементов: кремниевые, полупроводниковые, органические и перовскитные. Основной вид солнечных батарей сегодня – кремниевый, но получение чистого кремния – сложный и дорогой процесс. Поэтому более эффективным является использование полупроводниковых солнечных элементов на основе арсенида галлия (GaAs), которые позволяют достичь КПД более 45%.

В 1991 году химики Михаэль Гретцель и Брайан О’Реган открыли новый тип дешевых солнечных элементов, которые нашли применение в промышленности (электронные книги, станции подзарядки электромобилей и так далее).

Рост эффективности «гретцелевских» солнечных ячеек быстро достиг устойчивого плато, и в 2009 году появились элементы нового типа – перовскитные. Они стали самой быстроразвивающейся областью фотовольтаики и новейшим классом супер-тонкопленочных солнечных элементов.

Перовскитные солнечные элементы обладают максимальной удельной мощностью на единицу массы. Но пока это только будущее, которое возможно станет настоящим. Разработка перовскит-кремниевых тандемов требует плотной коллаборации с кремниевой индустрией.В России исследованием гибридным перовскитов занимается пока только несколько групп.

Однако три года назад произошел интенсивный рост КПД органических солнечных элементов, поэтому не исключено, что чуть позже самыми актуальными окажутся именно они.

Из лекции «Все о солнечной энергетике», прошедшей в рамках акции «На острие науки».

Вам может быть интересно

10 августа

В Новосибирске состоится IX Международный форум технологического развития «Технопром-2022»

8 августа

Победитель «Лидеров России» предлагает создать команду ученых для интенсивного импортозамещения в химической промышленности

5 августа

Экскурсии «Наука рядом»: в июле школьники узнали, как создают вакцины, увидели строительство судов и сыграли роботами в лазертаг

Как работает солнечная энергия? | Министерство энергетики

Перейти к основному содержанию

Количество солнечного света, падающего на поверхность земли за полтора часа, достаточно, чтобы справиться с потреблением энергии во всем мире в течение всего года. Солнечные технологии преобразуют солнечный свет в электрическую энергию либо с помощью фотоэлектрических (PV) панелей, либо с помощью зеркал, концентрирующих солнечное излучение. Эта энергия может быть использована для выработки электроэнергии или сохранена в батареях или тепловых накопителях.

Ниже вы можете найти ресурсы и информацию об основах солнечного излучения, фотоэлектрических и концентрирующих солнечно-тепловых технологиях, интеграции систем электросетей и неаппаратных аспектах (мягких затратах) солнечной энергии. Вы также можете узнать больше о том, как использовать солнечную энергию и отрасль солнечной энергетики. Кроме того, вы можете глубже погрузиться в солнечную энергию и узнать о том, как Управление технологий солнечной энергии Министерства энергетики США проводит инновационные исследования и разработки в этих областях.

Солнечная энергия 101

Солнечное излучение — это свет, также известный как электромагнитное излучение, испускаемый солнцем. В то время как каждое место на Земле получает некоторое количество солнечного света в течение года, количество солнечной радиации, достигающей любой точки на поверхности Земли, варьируется. Солнечные технологии улавливают это излучение и превращают его в полезные формы энергии.

Основы солнечного излучения

Учить больше

Существует два основных типа технологий использования солнечной энергии: фотоэлектрические (PV) и концентрированная солнечно-тепловая энергия (CSP).

Основы фотоэлектричества

Вы, вероятно, больше всего знакомы с фотоэлектрическими элементами, которые используются в солнечных панелях. Когда солнце светит на солнечную панель, энергия солнечного света поглощается фотоэлементами в панели. Эта энергия создает электрические заряды, которые движутся в ответ на внутреннее электрическое поле в клетке, заставляя течь электричество.

Основы солнечной фотоэлектрической технологии
Узнать больше

Основы проектирования солнечной фотоэлектрической системы
Узнать больше

PV Cells 101: Учебник по солнечной фотоэлектрической ячейке
Узнать больше

Солнечная производительность и эффективность
Узнать больше

Основы концентрации солнечной и тепловой энергии

Системы концентрации солнечной тепловой энергии (CSP) используют зеркала для отражения и концентрации солнечного света на приемниках, которые собирают солнечную энергию и преобразуют ее в тепло, которое затем можно использовать для производить электроэнергию или хранить для последующего использования. Он используется в основном на очень больших электростанциях.

Основы концентрации солнечной и тепловой энергии
Узнать больше

Система накопления тепла, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы
Узнать больше

Система Power Tower, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы
Узнать больше

Линейная концентраторная система, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы
Узнать больше

Основы системной интеграции

Технология использования солнечной энергии не ограничивается выработкой электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем или систем CSP. Эти системы солнечной энергии должны быть интегрированы в дома, предприятия и существующие электрические сети с различными сочетаниями традиционных и других возобновляемых источников энергии.

Основы интеграции солнечных систем
Узнать больше

Солнечная интеграция: распределенные энергетические ресурсы и микросети
Узнать больше

Солнечная интеграция: инверторы и основы сетевых услуг
Узнать больше

Солнечная интеграция: основы солнечной энергии и хранения
Узнать больше

Основы мягких затрат

На стоимость солнечной энергии также влияет ряд не связанных с оборудованием затрат, известных как мягкие затраты. Эти расходы включают в себя получение разрешений, финансирование и установку солнечных батарей, а также расходы, которые несут солнечные компании, чтобы привлечь новых клиентов, заплатить поставщикам и покрыть свою прибыль. Для систем солнечной энергии на крыше мягкие расходы составляют наибольшую долю общих затрат.

Основы расходов Solar Soft
Узнать больше

Основы общественной солнечной энергетики
Узнать больше

Соедините точки: инновации в жилищной солнечной энергии
Узнать больше

Развитие солнечной рабочей силы
Узнать больше

Going Solar Basics

Солнечная энергия может помочь снизить стоимость электроэнергии, внести свой вклад в отказоустойчивую электрическую сеть, создать рабочие места и стимулировать экономический рост, генерировать резервную энергию в ночное время и при отключении электроэнергии в сочетании с хранилища и работают с одинаковой эффективностью как в малых, так и в больших масштабах.

Основы общественной солнечной энергетики
Узнать больше

Руководство фермера по переходу на солнечную энергию
Узнать больше

Руководство домовладельца по переходу на солнечную энергию
Узнать больше

Потенциал солнечной крыши
Узнать больше

Основы солнечной энергетики

Солнечные энергетические системы бывают разных форм и размеров. Жилые системы находятся на крышах по всей территории Соединенных Штатов, и предприятия также предпочитают устанавливать солнечные батареи. Коммунальные предприятия также строят большие солнечные электростанции, чтобы обеспечить энергией всех потребителей, подключенных к сети.

Ежеквартальное обновление солнечной промышленности
Узнать больше

Ресурсы солнечной энергии для соискателей
Узнать больше

Анализ затрат на солнечную технологию
Узнать больше

историй успеха
Узнайте больше

Погрузитесь глубже

Узнайте больше об инновационных исследованиях, которые Управление технологий солнечной энергии проводит в этих областях.

Фотогальваника

Концентрация солнечной и тепловой энергии

Системная интеграция

Мягкие расходы

Производство и конкурентоспособность

База данных исследований солнечной энергии

В дополнение к этой основной информации о солнечной энергии вы можете найти больше информационных ресурсов солнечной энергии здесь.

Солнечная интеграция: Солнечная энергия и основы хранения

Иногда два лучше, чем один. Одним из таких случаев является сочетание технологий солнечной энергии и хранения. Причина: солнечная энергия не всегда производится в то время, когда она больше всего нужна. Пиковое энергопотребление часто приходится на летние дни и вечера, когда падает выработка солнечной энергии. В это время температура может быть самой высокой, и люди, которые работают в дневное время, возвращаются домой и начинают использовать электричество для охлаждения своих домов, приготовления пищи и запуска приборов.

Аккумулятор помогает солнечной энергии вносить свой вклад в электроснабжение, даже когда солнце не светит. Это также может помочь сгладить различия в том, как солнечная энергия течет по сети. Эти различия связаны с изменениями количества солнечного света, попадающего на фотоэлектрические (PV) панели или системы концентрации солнечной тепловой энергии (CSP). На производство солнечной энергии могут влиять сезон, время суток, облачность, пыль, дымка или препятствия, такие как тени, дождь, снег и грязь. Иногда хранилище энергии совмещается с системой солнечной энергии или размещается рядом с ней, а иногда система хранения стоит отдельно, но в любой конфигурации она может помочь более эффективно интегрировать солнечную энергию в энергетический ландшафт.

Что такое хранение энергии?

«Хранение» относится к технологиям, которые могут улавливать электричество, хранить его в виде другой формы энергии (химической, тепловой, механической), а затем высвобождать ее для использования, когда это необходимо. Литий-ионные аккумуляторы являются одной из таких технологий. Хотя использование накопления энергии никогда не бывает эффективным на 100 % — некоторая часть энергии всегда теряется при преобразовании энергии и ее извлечении, — хранение позволяет гибко использовать энергию в разное время, когда она была произведена. Таким образом, хранение может повысить эффективность и отказоустойчивость системы, а также улучшить качество электроэнергии за счет согласования спроса и предложения.

Хранилища различаются как по энергоемкости, которая представляет собой общее количество энергии, которое может быть сохранено (обычно в киловатт-часах или мегаватт-часах), так и по мощности, которая представляет собой количество энергии, которое может быть высвобождено при заданной время (обычно в киловаттах или мегаваттах). Разные энергетические и энергетические мощности накопителей могут использоваться для решения разных задач. Краткосрочное хранение, которое длится всего несколько минут, обеспечит бесперебойную работу солнечной электростанции во время колебаний мощности из-за проходящих облаков, в то время как более долгосрочное хранение может помочь обеспечить поставку в течение нескольких дней или недель, когда производство солнечной энергии низкое или во время серьезного погодного явления. , Например.

Преимущества сочетания аккумулирования и солнечной энергии

Балансировка нагрузки электроэнергии вопросы перегенерации и надежности сети. И наоборот, могут быть другие времена, после захода солнца или в пасмурные дни, когда солнечной энергии мало, но есть большой спрос на электроэнергию. Введите хранилище, которое можно заполнить или зарядить, когда выработка высокая, а потребление энергии низкое, а затем раздать, когда нагрузка или спрос высоки. Когда часть электричества, произведенного солнцем, помещается в хранилище, это электричество можно использовать всякий раз, когда оно нужно операторам сети, в том числе после захода солнца. Таким образом, хранение действует как страховой полис от солнечного света.

«Укрепление» солнечной генерации — Кратковременное хранение может гарантировать, что быстрые изменения в генерации не сильно повлияют на мощность солнечной электростанции. Например, небольшую батарею можно использовать для преодоления кратковременного сбоя генерации из-за пролетающего облака, помогая сети поддерживать «устойчивое» электроснабжение, которое является надежным и стабильным.

Обеспечение отказоустойчивости — Солнечная энергия и накопители могут обеспечить резервное питание во время отключения электроэнергии. Они могут поддерживать работу критически важных объектов для обеспечения непрерывности основных услуг, таких как связь. Солнечная энергия и накопители также могут использоваться для микросетей и приложений меньшего масштаба, таких как мобильные или портативные блоки питания.

Типы аккумулирования энергии

Наиболее распространенным типом аккумулирования энергии в энергосистеме являются насосные гидроэлектростанции. Но технологии хранения, наиболее часто связанные с солнечными электростанциями, представляют собой электрохимическое хранение (батареи) с фотоэлектрическими установками и хранение тепла (жидкости) с установками CSP. Другие типы хранилищ, такие как хранилища сжатого воздуха и маховики, могут иметь другие характеристики, такие как очень быстрая разгрузка или очень большая емкость, что делает их привлекательными для операторов энергосистем. Более подробная информация о других типах хранилищ приведена ниже.

Аккумулирующая гидроэнергетика

Аккумулирующая гидроэнергетика — это технология накопления энергии, основанная на воде. Электрическая энергия используется для перекачивания воды вверх в водохранилище, когда потребность в энергии невелика. Позже вода может течь обратно вниз по склону и вращать турбину для выработки электроэнергии, когда спрос высок. Насосная гидроэнергетика — это хорошо проверенная и зрелая технология хранения, которая используется в Соединенных Штатах с 1929 года. Однако она требует подходящих ландшафтов и резервуаров, которые могут быть естественными озерами или искусственными путем строительства дамб, что требует длительных разрешений регулирующих органов, длительных сроки реализации и большой первоначальный капитал. Помимо энергетического арбитража, стоимость услуг насосных гидроэлектростанций для интеграции переменных возобновляемых источников энергии не полностью реализована, что может увеличить период финансовой окупаемости. Таковы некоторые из причин, по которым в последнее время гидроэлектростанции не строились, хотя интерес очевиден из запросов в Федеральную комиссию по регулированию энергетики о предварительных разрешениях и лицензиях.

Электрохимическое хранилище

Многие из нас знакомы с электрохимическими батареями, которые используются в ноутбуках и мобильных телефонах. Когда электричество подается в батарею, оно вызывает химическую реакцию, и энергия сохраняется. Когда батарея разряжается, эта химическая реакция меняется на обратную, что создает напряжение между двумя электрическими контактами, вызывая протекание тока из батареи. Наиболее распространенный химический состав для аккумуляторных элементов — литий-ионный, но другие распространенные варианты включают свинцово-кислотные, натриевые и никелевые батареи.

Аккумулирование тепловой энергии

Аккумулирование тепловой энергии — это семейство технологий, в которых жидкость, такая как вода или расплавленная соль, или другой материал используется для хранения тепла. Затем этот теплоаккумулирующий материал хранится в изолированном резервуаре до тех пор, пока не потребуется энергия. Энергия может использоваться непосредственно для обогрева и охлаждения или для производства электроэнергии. В системах хранения тепловой энергии, предназначенных для электричества, тепло используется для кипячения воды. Полученный пар приводит в действие турбину и производит электроэнергию, используя то же оборудование, которое используется на обычных электростанциях. Аккумулирование тепловой энергии полезно в установках CSP, которые фокусируют солнечный свет на приемнике для нагрева рабочей жидкости. Сверхкритический диоксид углерода исследуется в качестве рабочей жидкости, которая может использовать преимущества более высоких температур и уменьшить размер электростанций.

Хранение маховика

Маховик представляет собой тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу. Расход энергии может заставить колесо вращаться быстрее. Эту энергию можно извлечь, подключив колесо к электрическому генератору, который использует электромагнетизм для замедления вращения колеса и выработки электроэнергии. Хотя маховики могут быстро обеспечить мощность, они не могут хранить много энергии.

Хранение сжатого воздуха

Системы хранения сжатого воздуха состоят из больших емкостей, таких как резервуары, или естественных образований, таких как пещеры. Компрессорная система накачивает сосуды сжатым воздухом. Затем воздух можно выпустить и использовать для привода турбины, вырабатывающей электричество. Существующие системы хранения энергии на сжатом воздухе часто используют высвобождаемый воздух как часть энергетического цикла природного газа для производства электроэнергии.

Солнечное топливо

Солнечная энергия может использоваться для создания новых видов топлива, которые можно сжигать (сжигать) или потреблять для получения энергии, эффективно сохраняя солнечную энергию в химических связях. Среди возможных видов топлива, которые изучают исследователи, — водород, полученный путем его отделения от кислорода в воде, и метан, полученный путем объединения водорода и углекислого газа. Метан является основным компонентом природного газа, который обычно используется для производства электроэнергии или отопления домов.

Виртуальное хранилище

Энергию также можно сохранить, изменив то, как мы используем уже имеющиеся у нас устройства. Например, нагревая или охлаждая здание перед ожидаемым пиком потребления электроэнергии, здание может «аккумулировать» эту тепловую энергию, поэтому ему не нужно потреблять электричество позже в тот же день. Само здание действует как термос, сохраняя холодный или теплый воздух. Аналогичный процесс можно применить к водонагревателям, чтобы распределить спрос в течение дня.

В конечном счете, частные и коммерческие потребители солнечной энергии, а также коммунальные предприятия и крупные операторы солнечной энергии могут извлечь выгоду из систем, сочетающих солнечную энергию и аккумулирование. По мере продолжения исследований и снижения стоимости солнечной энергии и ее хранения решения для солнечной энергии и хранения станут более доступными для всех американцев.