Оцінка стану сонячної енергетики в Україні та перспективи її розвитку
Автор: Герасюк Ірина Петрівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Екологічний контроль і аудит
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Герасюк І. П., Захарко Я. М.(керівник). Оцінка стану сонячної енергетики в Україні та перспективи її розвитку. Магістерська кваліфікаційна робота.-Національний університет Львівська Політехніка. Львів 2020. Розширена анотація Ще від часів зародження нашої планети Сонце дає людству світло і енергію. Тому дуже давно люди зробили висновки, що все живе на нашій планеті породжене і нерозривно зв’язане з Сонцем. Одним з найпріоритетніших напрямів з розвитку енергетики в ХХІ ст. є збільшення використання відновлюваних джерел енергії, які мають величезні ресурси, це дозволяє знизити негативний вплив енергетики на навколишнє середовище, збільшити енергетичну та екологічну безпеку. Сучасна галузь енергетики включає у себе здебільшого використання традиційних (невідновлювальних) джерел енергії. Це призводить до деградації навколишнього середевоща, щоденного виснаження резервних запасів корисних копалин, та збільшення негативного впливу викидів від енергетичних виробництв традиційного типу. Результатом непрямої діяльності Сонця можна назвати ефекти в атмосфері, гідросфері і геосфері, наприклад: енергії вітру, гідроенергії, енергії течій, хвиль, приливної енергії, теплової енергії довкілля та ін. В якості енергетичного джерела для сонячної енергетики використовується енергія сонячного світла, яку за допомогою спеціальних конструкцій перетворюють в теплову або електричну. Поновлювані джерела енергії мають принципові відмінності, тому їх ефективне використання є можливим на основі науково розроблених принципів перетворення енергії ВДЕ в види, необхідні споживачам. В навколишньому середовищу завжди існують потоки відновлюваної енергії, тому в процесі розвитку відновлюваної енергетики необхідно орієнтуватися на місцеві енергоресурси, вибираючи найбільш ефективні з них. Сонячна електростанція - інженерна споруда, яка служить для перетворення сонячної радіації в електричну енергію. Вони використовують різні методи перетворення сонячної радіації, від яких залежить конструкція сонячної електростанції. Є два типи СЕС: фотоелектричні (безпосередньо перетворюють сонячну енергію в електрику за допомогою фотоелектричного модуля) та термодинамічні (перетворюють сонячну енергію в теплову, а потім в електричну). За сонячне випромінювання не треба платити, але вартість обладнання доводиться оплачувати протягом багатьох років, перш ніж отримати повне повернення витрачених коштів. Однак у віддалених областях, де енергія від мережі дорога, фотоелектричні модулі можуть бути найбільш ефективним джерелом енергії по вартості. У світі активізується процес перетворення сонячної енергії велектроенергію. Тут використовуються два методи – термодинамічний та фотоелектричний, причому останній лідирує з великим відривом. Так, сумарна світова потужність автономних фотоелектричних установок досягла 500 МВт. Тут слід згадати проект «Тисяча дахів», реалізований в Німеччині, де 2250 будинків були обладнані фотоелектричними установками. При цьому роль резервного джерела грає електромережа, з якої відшкодовується нестача енергії. У випадку ж надлишку енергії вона, у свою чергу, передається в мережу. Цікаво, що при реалізації цього проекту до 70% вартості установок оплачувалося з федерального і земельного бюджетів. Найбільш поширеним і доступним поновлюваним джерелом енергії є сонячна енергія. Прихід сумарної сонячної енергії на поверхню Землі оцінюється в 1018 кВт · год / рік - цифра, в 7000 разів перевищує річне споживання енергії всіх жителів планети. Найбільш широке застосування сонячна енергетика знайшла в системах теплопостачання. Вони служать для гарячого водопостачання, опалення та інших потреб, що дозволяє значно зменшити використання традиційних паливних ресурсів. Сучасною тенденцією є швидке розширення сфер використання сонячної електроенергетики як для централізованої вироблення електроенергії на сонячних електростанціях, так і в індивідуальних системах електропостачання громадських і приватних будівель. У країнах, де має місце високий рівень розвитку сонячної енергетики, існують відповідні державні програми, що забезпечують сприятливі умови, в тому числі економічні, для її використання і розвитку. У Німеччині, яка лідирує в ЄС за сумарною потужністю сонячних установок, використання систем сонячного теплопостачання, наприклад для опалення, супроводжується посиленням теплозахисту будинків, утилізацією теплових викидів і в цілому зниженням енерговитрат. Так, застосування сонячно-теплонасосної системи теплопостачання індивідуальних житлових будинків з вакуумованих сонячними колекторами забезпечує до 70% енергоспоживання. Клімат та географічне положення України сприятливі для розвитку сонячної енергетики і будівництва сонячних електростанцій. Навіть північні області країни мають значний потенціал для розвитку даної галузі, який не поступається більшості європейських регіонів. Оцінювальний потенціал сонячної енергії в Україні є достатньо високим для широкого впровадження як теплоенергетичного, так і фотоенергетичного обладнання практично в усіх областях. Період ефективної експлуатації сонячних електростанцій в південних регіонах складає сім місяців — з квітня по жовтень. В північних регіонах на два місяці менше — з травня по вересень. Таким чином, сонячні системи в Україні працюють протягом всього календарного року, однак зі змінною ефективністю. На територію України за рік падає така кількість енергії сонця, яка переважає нинішній рівень її споживання більше чим в п’ятьсот разів. Тобто, достатньо використовувати лише 0,5% енергії сонця, яка досягає поверхні України, щоб задовольнити енергетичні потреби українців. Об’єкт дослідження – Сонячні електростанції, як альтернатива класичним джерелам енергії. Предмет дослідження – зменшення впливу на навколишнє середовище шляхом введення СЕС. Мета дослідження – оцінка перспектив розвитку СЕС в Україні. У магістерській роботі проаналізовано розвиток СЕС в Україні та світі, сфери розвидку даної галузі. Також висвітлено переваги та недоліки збільшення частка СЕС в загальній енергетичній структурі, як для держави, навколишнього середовища, так і для суспільства, та людей, які зацікавлені розвивати даний напрямок в цілому. Ключові слова : енергетика, Сонце, електростанції, джерела енергії, галузь, випромінювання, теплопостачання, ефективність, енергія, сонячні системи, тепло, потужність. Список скорочень : СЕС – сонячні електростанції ККД – кофіцієнт корисної дії ВЕС – вітрові електростанції ВДЕ – відновлювальні джерела енергії ФЕП – фотоелектричні панелі ТНУ – теплонасосні установки ІЕТ – інститут енергетики і транспорту