Получение энергии от солнца, вроде бы, ни чем не ограничено, строй себе новые станции в местах с хорошей инсоляцией пока площади позволяют, но есть еще один фактор ограничивающий использование самой массовой технологии преобразования солнечной энергии из фотоэлементов в электричество это серебро.
Для производства 1 ГВт установленной мощности солнечной электростанции (СЭС) на фотовольтаике требуется примерно 80 тонн серебра.
Мировые запасы серебра оценены USGS(Геологическая службы США) в 529,9 тыс. тонн, при сохранении текущих объемов добычи (в 2015 г мировая добыча составила 27 300 тонн серебра, в среднем будем считать что добыча будет около 25 тыс. тонн ежегодно) этого хватит еще на 21 год уже на 20 лет.
Общая мощность вновь веденных СЭС в 2016 году составило 71 ГВт.
Не трудно посчитать что ежегодно для создания новых СЭС такой мощности нужно 5680 тонн серебра или
или 20.8% от мировой добычи.
Если все запасы серебра использовать только под СЭС, что абсолютно не реально, то мы сможем построить еще 6623,75 ГВт СЭС, с учетом КИУМ в 33% (как максимальный достигнутый) и имеющихся мощностей (295,6) мы максимально сможем получить 19 509ТВт*ч в год.
Рассмотрим более реальный сценарий, доля фотовальтаики в структуре потребления серебра останется неизменном на уровне в 20%, то мы сможем ввести еще 1 325ГВт СЭС или выработать за год на всех СЭС 4 569ТВт*ч.
На сегодняшний день общее мировое производство электроэнергии составляет около 24 000ТВт*ч.
Т.е энергия доступная нам от СЭС на данном этапе научно технического прогресса это далеко не безграничный океан. К сожалению даже текущие мощности не может полностью закрыть не говоря о замещении энергии углеводородов для транспорта, металлургии, производства удобрений, цемента и т.п. и т.д.
P.S. В статье специально опущены проблемы неравномерности выработки энергии от СЭС, передачи и хранения .
Комментарии
А растениям наплевать на эти ограничения.
Там и КПД на порядок ниже.
Аналогично с мышцами, у которых КПД - 25%. Электродвигатель - 97%
Если можно, озвучьте цифру. Без аналогий. КПД панелей и КПД растений.
...теоретический максимальный КПД преобразования солнечной энергии составляет приблизительно 11 %. Однако в действительности растения не поглощают весь падающий солнечный свет (из-за отражения, дыхания и потребности в оптимальном уровне солнечной радиации) и не переводит всю собираемую энергию в биомассу, что приводит в общей фотосинтетической продуктивности от 3 до 6 % суммарной солнечной радиации
Википедия
Да, там в википедии знатно натянули сову на глобус. В низкий КПД включили всё, вплоть до расходов на дыхание, питание, рост и пр. Если так считать, то КПД солнечных панелей вообще отрицательный, так как на их изготовление, обслуживание и утилизацию уходить больше денег, чем они зарабатывают на электричестве. И выживают они только на дотациях, на необходимости иногда иметь электроэнергию в труднодоступных районах и т.п.
Им еще нужна вода, плодородная почва, комфортная температура, отсутствие болезней и всяких поедателей.
И вообще у них все силы уходят на борьбу за выживание. Но к КПД фотосинтеза это отношения не имеет. :)
Сферический фотосинтез бывает только в вакууме.
А какой КПД правильный?
Вам купить или продать?
Мне понять.
Понять разницу с
А что не понятно? Если брать КПД преобразования света в электроэнергию, то и сравнивать нужно с КПД фотосинтеза. А если сравнивают с КПД растения, включая весь жизненный цикл, то и сравнивать нужно с КПД панелей включая производство и обслуживание.
Движки сопоставимой мощности с мышцами имеют КПД совсем не 97%.
Даже до 70 не дотягивают, если брать ватт 10-20.
Конечно это ложь.
Номинальная мощность, Вт
15
Номинальное напряжение, В
7,2
Номинальное число оборотов, об/мин
6200
Номинальный крутящий момент
(макс. продолжительный крутящий момент), мНм
8,44
Номинальная сила тока
(макс. продолжительная сила тока), А
0,840
Макс. КПД, %
91
Масса, г
159
http://www.xn----7sbfedebebzdrkbi5bmwkezhiw8r1a.xn--p1ai/category/maxon-...
Маленький максимальный КПД у двигателей очень маленькой мощности <5Вт
Что есть за величина, максимальный кпд?
Рад что техника скакнула так далеко вперед, тем не менее это все равно не 97%. Ну и очень хотелось бы посмотреть на расчет кпд мышцы.
Уровень вашего контента на АШ и уровень данных вопросов несколько диссонирует. Поэтому вряд ли кто-то осмелится заняться вашим образованием.
Гугл в помощ. Аминь.
Максимальный КПД определяется в самом оптимальном режиме работы машины (обороты, момент). Во всех остальных режимах КПД будет меньше, это касается всех систем, и мышцы в том числе. Но, чтобы можно было сравнивать разнородные системы приводится максимальный КПД.
да ладно? Не знаю ни одного растения преобразующее энергию солнца в ток.
А как же железки, воткнутые в апельсин?
воткнуть железки это не природный процесс.
Съесть этот лимон - тоже не совсем природный процесс, учитывая что растение "культурное".
Сжечь древесину в топке ТЭЦ, замерив КПД - тоже не природный процесс.
Хватит писать чепуху электричество растения сами не вырабатывают если уж и используется растение для получение энергии то только как еду/топливо.
Желёзки нужно сначала как-то получить, делают это или электролизом или восстановлением из оксидов. Восстановителем обычно является углерод из кокса. Как вариант, можно ещё водород использовать (не для всех металлов), а его тоже сначала нужно как-то получить, например, с помощью электролиза воды.
Если бы им нужно было преобразовывать солнечную энергию в ток - они бы её и преобразовывали в ток. Но им нужно в органические молекулы, они их туда и преобразуют.
А что, трудно было понять суть ответа, что для преобразования света в доступную для использования энергию, серебро не является необходимым? Это тупость, или вам ответить по существу нечего было?
С серебром это самый распространенный, дешевый и массово внедряемый способ преобразования солнечной энергии в электричество. Все остальное дороже. Так что когда найдут заменитель серебра или другой способ преобразования (лучший или не хуже чем) чем с серебром тогда и посмотрим, фотосинтезом в электричество мы увы не умеем. Так что пока замены не нашли.
Не сказал бы, что самое эффективное. Затраты энергии на производство монокристаллических кремниевых пластин не сильно ниже той энергии, что они выработают в процессе эксплуатации. Гелиотермальная энергетика на солнечных отражателях в этом плане поперспективнее будет.
есть поликристаллические КПД меньше на 5% по сравнению с моно, но и энергозатраты , как пишут , существенно меньше.
Вообще, с такими познаниями обсуждать будущее СБ - ... :)
Монокристалл перешёл через единицу ещё в начале 90-х. Поликристалл - который сейчас доминирует на рынке - имеет КПД самый разный (как и монокристалл, впрочем). Например, тот же "Хевеловский"/роснановый - ~22% (ну ладно, это, конечно, HJT, но таки всё равно - поликристалл).
EROI монокристалла - 6-10, поликристалла - 9-15, HIT/HJT - 10-20. А есть ещё очень популярный в Штатах CdTe - 15-30. Ну и CIGS - того же порядка, но это сейчас скорее экзотика, как и чистый aSi, qd-doped и т.п.
я разве написал что ЕРОИ у монокристалов меньше единицы? Я написал то что написал.
Обычный поликристалл хуже монокристалла, HJT это совмещение двух технологий пленочной и поликристалов к тому же хевеловский/роснановский еще выпускать не начинали.
http://www.hevelsolar.com/products/
Ну да сегодня уже 1 апреля так что начали типо.
Опять демонстрация непонимание того, что такое запасы конкретного полезного ископаемого. Есть ресурсы, а есть разведанные запасы. Разведанные запасы примерно превышают в 20 раз уровень добычи. Но сама добыча компенсируется приростом запасов за счет разведки ресурсов. Понятно, что качество запасов перманентно снижается. Если запасов разведать в 50 раз больше годовой добычи, то это будет омертвление капитала.
Конечно открытие новых месторождений вносит свою долю, и разведанные не равно доступные, но добыча серебра пока растет каждый год, а вот разведанные запасы сокращаются. Так с 2008 г запасы сократились на 40 000 тонн, а добыча выросла на 6800 тонн.
Это все так. Но фраза: " этого хватит
еще на 21 годуже на 20 лет." не только не отражает реалии, но прямо их искажает.текущих разведанных хватит на столько при неизменности потребления. Так что тут заблуждения ни какого нет.
Даже текущего запаса серебра достаточно для наращивания мощностей генерации СЭС на следующие 20 лет. А Если доля СЭС будет расти такими темпами ,то посчитайте какой энергобаланс будет через эти 20 лет.
Если бы у человечества хватила ума воплотить этот замысел, было бы уже хорошо.
Какой там срок службы солнечных панелей?
Производители дают на свои творения гарантию от 10 до 25 лет, гарантируя снижение мощности не более 1% в год.
На механические повреждения более скромные гарантии, 1 - 5 лет ))) Хотя панели-то из бронестекла делают, не так ли...
На современные российские солнечные блоки дают гарантию 50 лет ,хотя срок службы и этим не ограничен. Механические повреждения возможны только от криворукости монтажников. А после установки панели работают без проблем десятками лет.
Серебра как и любого другого вещества во Вселенной бесконечность, но добыча каждого нового грамма - все дороже. Ибо проблема падающего возврата.
Да, это еще один лимит "зелени", просто на него они еще не натолкнулись, ибо гораздо более важный насущный лимит - это дотации.
Это не лимит, а текущая потребность. Просто переведите даже половину имеющихся запасов в СЭС и посчитайте какая чать генерации ископааемого топлива будет замещена. Но это лишь фантазии пока что.
Как только стоимость добычи серебра станет дороже стоимости изготовления панели из другой хрени - так серебро перестанут использовать. Будут использовать какие-нибудь углеродные трубки или ещё что. Стоимость добычи серебра растёт, стоимость изготовления нано-хрени всё время уменьшается. Когда-то эти кривые пересекутся. :)
Это все понятно, но прочие минералы не лежат не тронутыми, их тоже добывают.
А если говорить о серебре, какова энергетическая стоимость его добычи на сегодняшний день и какая прогнозируется через 20 лет?
Вот это самый лучший вопрос из заданных!
более 2/3 серебра добывается попутно с другими металлами, так что врятли вы найдете такие цифры
Не будет серебра,будет что-то другое взамен.Просто на данный момент серебро самый удобный вариант.
Что конкретно другое и с какой энергетической стоимостью добычи?
Не знаю,не специалист.Но думаю,что токопроводящих материалов в природе хватает.
Ну а кто-то думает, что булки сами на деревьях растут, а электричество из розетки добывается.
Я где-то слышал что алюминий хорошо проводит эл. ток, не ржавеет на воздухе и его овердофига в земной коре, сразу после кремния и кислорода.
Хотя это несколько противоречит углеводородной религии афтершока. Вопрос спорный, в общем. Поживем, увидим, какие технологии выживут.
Нужно не "где-то слышать", а конкретно считать. Подумав заодно, почему изначально аллюминий не выбрали.
Зеркала тоже сначала серебром покрывали, веками. Потом вдруг стали покрывать алюминием.
Страницы