число единиц энергии, падающей на поверхность за единицу времени

Содержание

• Инсоляция и комфорт проживания
• Инсоляция и солнечная энергетика
• Потенциал солнечной энергетики России

Солнечная энергия – источник жизни на Земле. Это свет и тепло, без которых не может жить человек. При этом существует минимальный уровень солнечной энергии, при котором жизнь человека является комфортной. Под комфортом в данном случае подразумевается не только наличие естественного освещения, но и состояние здоровья – недостаток солнечного света приводит к различным заболеваниям. Кроме того, энергия солнца может быть использована не только для обеспечения комфортного существования живых существ (человека, растений, животных) светом и теплом, но и для получения электро- и тепловой энергии.

Количественным показателем при оценке потока солнечной солнечной энергии служит величина, которая носит название инсоляция. Википедия дает такое определение этой величины:

Инсоля́ция (лат. in-sol от in – внутрь + solis – солнце) — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией), поток солнечной радиации на поверхность; облучение поверхности или пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент центр солнечного диска.

Инсоляция измеряется числом единиц энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени. Обычно инсоляцию измеряют в кВт*час/м². На следующем рисунке приведены данные о величине инсоляции в различных регионах мира.

Глобальная карта инсоляции

Величина инсоляции зависит от высоты Солнца над горизонтом, от географической широты места, от угла наклона земной поверхности, от ориентации земной поверхности по отношению к сторонам горизонта.

Показатель инсоляции влияет на множество областей нашей жизни, начиная от комфортности проживания и заканчивая энергетикой.

Инсоляция и комфорт проживания

Комфорт проживания человека в том или ином помещении во многом связан с естественным освещением, которое имеет место в данном помещении в течение суток. Однако показатели инсоляции жилых помещений и уровень освещенности не являются тождественными друг другу.

Следует заметить, что инсоляция – это не только количество солнечного света, попадающего в жилое помещение в течение суток или, как принято при нормативных расчетах, в течение календарного нормативного периода, это еще и наличие либо отсутствие фотобиологического эффекта – естественное облучение помещений оказывает бактерицидное воздействие, то есть, если помещение хорошо освещается солнцем, оно является куда как более полезным для здоровья.

Исследования показали, что для эффективного воздействия такого рода достаточно, чтобы инсоляция помещения составляла около 1,5 часов в день, причем даже не комнаты, а подоконника.

С целью обеспечения комфорта проживания и здоровья населения, устанавливаются санитарно-гигиенические нормы уровня инсоляции жилых помещений, в соответствии с которыми ведется строительство жилых и административных зданий (нормирование можно проверить в разделах, посвященных инсоляции, СанПиН 2. 1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», а также СанПиН 2.2.1/2.2.2.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»).

Санитарные нормы и правила устанавливают нормативную продолжительность инсоляции в единицах времени, которая должна обеспечиваться для соответствующих зданий и сооружений.

Нормативная инсоляция зависит от географической широты. Выделяется три условных зоны – северная(севернее 58 град. с.ш.) , центральная (58 град.с.ш. – 48 град.с.ш.) и южная (южнее 48 град.с.ш.) – для которых расчетным образом определяется продолжительность инсоляции. В связи с этим особое значение приобретают методы расчета инсоляции.

В настоящее время существует несколько методов расчета инсоляции, которые применяются для расчета инсоляции жилых помещений в градостроительстве: геометрические и энергетические. С помощью геометрических методов определяется направление и площадь сечения потока солнечных лучей в определенное время дня и/или года. С помощью энергетических методов определяется плотность потока солнечных лучей, облученность и экспозиция поверхности в различных единицах измерения (эти единицы измерения могут быть световые, бактерицидные, эритемные и так далее).

Расчет инсоляции жилых помещений проводится как вручную, так и с помощью специализированных программ. В России в настоящее время используется «Солярис» — программа для расчета инсоляции. Также активно применяется японская программа MicroShadow for ArchiCA, использующая ручной метод ортогонального проецирования. Однако, некоторые специалисты утверждают, что данные программы не позволяют сделать достаточно корректный расчет, на который можно было бы с уверенностью опираться при проектировании зданий и сооружений, и в результате уровень инсоляции может не соответствовать желаемому и необходимому для комфортного проживания. Например, Д.В.Бахарев предлагает использовать программу, основанную на методе центрального проецирования вместо ортогонального.

Инсоляция и солнечная энергетика

Во время постоянного подорожания энергоносителей традиционного вида особое значение получает альтернативная энергетика, одной из важнейших частей которой является использование солнечной энергии, то есть – солнечная энергетика.

Этот вид энергетики основан на использовании солнечной энергии с преобразованием ее в электрическую и/или тепловую энергию с помощью соответствующих приборов. Для улавливания энергии солнца используются фотоэлектрические панели, и их эффективность напрямую зависит от уровня инсоляции в данной местности.

Очевидно, что чем выше инсоляция, тем эффективнее работают гелиопанели, так как на них поступает больше энергии. Современные солнечные панели оснащены двигателями, которые позволяют им разворачиваться и следовать за солнцем в течение светового дня (наподобие того, как поворачиваются за солнцем многие цветы) – это повышает КПД солнечных электростанций.

К сожалению, солнечные электростанции имеют существенные ограничения: в темное время суток они не работают, также значительно снижается их эффективность (иногда до нуля) в туманные и пасмурные дни. Поэтому обычно такие электростанции оснащаются «солнечными аккумуляторами», которые запасают энергию в светлое время суток и отдают в темное, таким образом обеспечивается непрерывность работы солнечных электростанций.

В южных широтах, где уровень инсоляции высок практически в течение всего календарного года, гелиоэлектростанции могут быть использованы сами по себе, в то время как в тех широтах, где уровень инсоляции снижен, а также где климатические условия предполагают наличие большого количества туманных и пасмурных дней, приходится к фотоэлектрическим панелям добавлять не только аккумуляторы, но и электростанции другого типа – ветряные или гидроэлектростанции, которые подключаются к выработке электроэнергии (и/или тепловой энергии), когда уровень инсоляции в данной местности существенно снижает производительность гелиоэлектростанций.

Особенно широко в последнее время распространились фотоэлектрические панели, предназначенные для получения энергии в индивидуальных коттеджах и загородных домах. Они используются в сочетании с ветрогенераторами, что позволяет владельцам такой загородной недвижимости постоянно получать собственную электроэнергию и не зависеть от внешних поставщиков.

Потенциал солнечной энергетики России

В силу протяженности территории России уровни солнечной радиации в различных регионах существенно варьируются. Так, солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт-час/м² в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт-час/м² в год. Ее значения демонстрируют также большие сезонные колебания. Например, на широте 55° (Москва) солнечная радиация составляет в январе 4.69 кВт-час/м² в день, а в июле — 11.41 кВт-час/м² в день.

Существенное значение имеет также количество часов в сутках, в течение которого в данном месте светит солнце. Эта величина очень различна для разных регионов. Причем на нее влияет не только географическая широта местности, но и другие факторы, например, расположение в гористой местности или просто наличие неподалеку горной гряды, которая закрывает солнце в утренние или вечерние часы.

Во многих труднодоступных регионах нашей страны (даже за полярным кругом), куда проводить линии электроснабжения экономически нецелесообразно, солнечная энергия может обеспечить потребности населения в электричестве, свете и тепле.

Моделирование и анализ инсоляции при проектировании зданий в условиях плотной городской застройки

Наиболее эффективный подход при выполнении любой работы состоит в том, чтобы минимизировать ваши собственные усилия, максимизируя потенциальные выгоды, которые могут вытекать из неё. Это так же относится к симуляции и анализу. В этой статье мы опишем один из таких способов.

Моделирование и анализ здания всегда требуют времени, будь то при построении модели или назначении свойств и параметров объектам. Ведь нужно постоянно повторять этот процесс несколько раз на разных моделях, поскольку параллельно разрабатываемый дизайн, постоянно изменяется в деталях и размерах и становится серьезным бременем для проектировщиков. Однако, если вы можете решить проблему анализа и моделирования, упростив процесс до предела, то ваша напряженная работа может быть значительно облегчена — не только для вас, но и для других участников проектной группы.

Возьмем в качестве примера сложную проблему инсоляции. Представьте себе место под строительство в условиях плотной городской застройки с сотнями окон на фасадах окружающих зданий, каждый из которых, должен иметь доступ к дневному свету, на который влияет то бая новая постройка. (Рисунок 1). Разработка метода проверки того, что конкретное новое здание соответствует разрешенным уровням инсоляции, является достаточно трудоемкой работой, не говоря уже о необходимости повторять этот процесс много раз, когда дизайнеры постоянно совершенствуют и дорабатывают предлагаемую модель здания.

Цель здесь сводится к тому, чтобы уменьшить этот анализ до чего-то простого, что дизайнеры могут использовать сами, а не постоянно получать последнюю модель, преобразовывать ее, тестировать, отслеживать все проблемы и отправлять обратно обновленный отчет. Вместо этого пусть дизайнеры проводят простой тест самостоятельно так часто, как хотят, пока не завершат работу. Очевидно, это предложение звучит неплохо, но как именно это сделать?

Рисунок 1. Пример, где любая новая постройка будет влиять на доступность дневного света в большом количестве окон на соседних зданиях.

Ключ заключается в детальном анализе как характера проблемы, так и параметров, которые влияют на нее. Проектной команде необходимо знать геометрические размеры, в пределах которых они могут работать, и местные требования к пропуску света, которые создают ограничения на проект разработки.

Для любой новой постройки необходимо доказать, что дневной свет, доступный для окон в смежных зданиях, либо превышает предписанный порог, либо не меньше 80% OT их первоначального значения. Как простой отчет о производительности, это позволяет создать метод, который может быть применен к любому проектно-конструкторскому предложению.

Таким образом, если вы рассматриваете проблему с более широкой точки зрения, должна быть какая-то форма, основанная на размерах здания, которая находится на пределе соответствия — чуть выходим за пределы этой формы и какое-то окно уже затеняется. Если вы можете точно определить эту форму, вы можете просто предоставить её дизайнерам как небольшую геометрическую модель, которую они могут наложить на свое дизайнерское предложение.

Таким образом, сложная задача проверки инсоляции становится простой визуальной проверкой, выполняемой так часто, как того требует любой член команды дизайнеров. Если какая-либо часть здания выходит за рамки идеальной формы, то предложение будет изменено.

Вычисление этой оптимальной формы – это не то, что вы можете легко сделать сами. Однако, если вы думаете об этом как о большой серии очень простых алгоритмов, которые компьютер может делать много тысяч раз при необходимости, — тогда он становится более управляемым и, с течением времени, даже разрешимым. Таким образом, если мы должным образом сформулируем задачу, мы сможем превратить ее в относительно простой итеративный расчет.

ECOTEST уже может рассчитать маску затенения для любой поверхности модели. Если мы используем маску затенения для определения Вертикального коэффициента Sky (VSC) для каждого окна, мы можем использовать это как метрику для определения относительной величины изменения для каждого окна на каждой итерации. (Рисунок 2.)

Рисунок 2. Пример затенения, показывающей вычисленный компонент вертикального неба (VSC) в нижнем правом углу.

И вот сложная проблема затем становится простым способом, компьютер может генерировать и изменять геометрический объем здания на каждой итерации, основываясь на результатах предыдущего анализа. Будет много разных способов сделать это. Однако самый простой состоит в том, чтобы разделить строительную площадку на ряд меньших сегментов. сетку отдельных квадратов, которые можно экструдировать на каждой итерации в столбцы. Чтобы создать совместный конверт для разработки‚ сначала создается область строительной площадки. В этом конкретном случае для нового здания доступна только часть площадки. Затем эта область отображается на площадке и делится на несколько небольших участков сетки, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Область разработки строительной площадки, разделенная на отдельные квадраты сетки.

Затем высота каждого из этих разделов может независимо управляться сценарием анализа. В начале итерационного процесса каждой секции сетки назначается начальная высота и положительное значение приращения. На каждой итерации вычисляется VSC для каждого окна и сравнивается с его опорным значением. Если расчетное значение падает ниже 80%, то ближайшая секция сетки определяется на основе ее геометрического расстояния от центральной точки окна.

Приращение высоты для этого раздела затем делится на отрицательные два (-2,0) – это уменьшает приращение сегмента и изменяет его направление. Это важно, поскольку окно фактически опустилось ниже 80% -ного порога, поэтому высота секции должна быть уменьшена.

Если значение приращения для ближайшей секции сетки уже отрицательно, то используется следующий ближайший сегмент с неотрицательным приращением. Если на следующей итерации вычисленное значение для этого окна будет превышать 80%, то ближайший сегмент отрицательного приращения снова будет уменьшен и отменен. но только если ранее рассчитанное значение было ниже 80%.

Полагаем, что задача будет решена. Когда значения приращения для всех секций сетки опускаются ниже заданного порога — в данном конкретном случае 100 мм. Полученная допустимая форма здания показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Отдельные квадраты сетки выдавливаются до максимально допустимых высот.

При первоначальном развитии этой системы нередко менялось значение отдельных сегментов, а затем «забываюсь», как только окно, вызвавшее изменение, восстанавливало его до 80%. Это связано с тем, что окна могут пропускать меньше 80% света для
нескольких итераций, каждый раз реверсируя другую секцию сетки. Вместо того, чтобы пытаться сохранить все обратные секции для каждого окна, было наложено ограничение на пять последовательных итераций с отрицательным приращением, после чего раздел вернулся к положительному приращению. Хотя это увеличило общее количество итераций. необходимых для разрешения задачи, примерно на 9% в этом примере значительно упростило задачу сценариев.

Такая система достаточно гибкая, чтобы разместить любое количество секций сетки над любым макетом площадки без ограничений на количество потенциально уязвимых окон и сложность окружающих условий.

Основная слабость метода заключается в том, что это действительно не простой процесс. Это требует понимания как характера каждой проблемы анализа, так и различных критериев, необходимых для ее решения. Это также требует разработки на заказ скриптов для манипуляции геометрией модели, которая часто очень специфична для каждой площадки.

Наша цель исследования состоит в том, чтобы идентифицировать любые общие области между различными типами проблем, чтобы мы могли предоставить более общие сценарии, а в будущем. возможно. даже встроенные модули, которые помогут вам справиться c такими проблемами. Однако это еще далеко.

Цель этой исследовательской работы состояла в том, чтобы задействовать методы симуляции и оптимизации производительности намного раньше в процессе проектирования, чтобы направлять разработку окончательной построенной формы. Это подразумевает создание механизмов, с помощью которых полезные результаты моделирования могут быть получены из относительно неполных моделей проектирования. а затем использоваться для генерации или изменения геометрии здания для повышения его эффективности.

Если вы столкнулись с проблемой сложного анализа, вы всегда должны попытаться отступить и взглянуть на него с более широкой точки зрения. Ваша настоящая цель — решить такие проблемы более простыми процессами, которые могут быть применены быстро и легко, любым членом команды дизайнеров. Хотя это может показаться трудоемким, простые повторные или итеративные процессы — это именно то, с чем хорошо справляются компьютеры.

Таким образом, цель этой статьи — предложить лучший компромисс. Вычислительный анализ и симуляция могут вносить существенный вклад на самых ранних этапах проектирования, создавая оптимальные решения для очень узконаправленных и четко определенных проблем. Нет проблем, если разработчику не нравится сгенерированное решение. То, что дизайнеры умеют — ассимилировать широкий спектр противоречивой информации и делать оценочное суждение, основанное на многих тысячах критериев сразу. Каждый компьютерный анализ просто заполняет некоторые пробелы в знаниях, добавляя к запасам количественной информации дизайнера.

Преимущества и недостатки солнечной энергии

Каковы преимущества и недостатки?

Знаете ли вы, что энергия, которую солнце дает земле в течение одного часа, может удовлетворить глобальные потребности в энергии в течение одного года? Несомненно, солнце является мощным источником энергии , и хотя мы не можем не собирать часть этой энергии, использование этой энергии путем установки солнечных панелей может существенно изменить планету.

Несмотря на то, что его широко критиковали за дороговизну или неэффективность, 9Солнечная энергия 0005 оказалась чрезвычайно полезной не только для окружающей среды, но и для частной экономики.

Благодаря доступным субсидиям на солнечные панели, а также все более конкурентоспособным ценам на рынке, солнечная энергия стала основным источником энергии для все большего числа семей. В последние годы технология была значительно улучшена и дополнена системами хранения солнечных батарей , что превратило солнечную энергию в значительно более эффективный источник чистой энергии.

Однако всегда есть недостатки, независимо от того, какой источник энергии вы выбрали для анализа. GreenMatch изложил ключевые преимущества и недостатки солнечной энергии в следующих пунктах:

Advantages of Солнечная энергия

1.

Возобновляемый источник энергии

Среди всех преимуществ солнечных панелей самым важным является то, что солнечная энергия — это действительно возобновляемый источник энергии . Его можно использовать во всех уголках мира, и он доступен каждый день. Мы не можем исчерпать солнечную энергию , в отличие от некоторых других источников энергии.

Солнечная энергия будет доступна до тех пор, пока у нас есть солнце, поэтому солнечный свет будет доступен нам как минимум 5 миллиардов лет, когда, по мнению ученых, солнце умрет.

2. Сокращает счета за электроэнергию

Поскольку вы будете удовлетворять некоторые свои потребности в энергии за счет электроэнергии, вырабатываемой вашей солнечной системой, ваш счета за электроэнергию упадут . Сколько вы сэкономите на своем счете, будет зависеть от размера солнечной системы и вашего потребления электроэнергии или тепла.

Например, если вы используете коммерческие солнечные панели, этот переключатель может иметь огромные преимущества, поскольку большой размер системы может покрыть большую часть ваших счетов за электроэнергию.

Кроме того, вы не только сэкономите на счетах за электроэнергию, но и сможете получать платежи за избыточную энергию, которую вы экспортируете обратно в сеть через Smart Export Guarantee (SEG). Если вы производите больше электроэнергии, чем используете (учитывая, что ваша система солнечных батарей подключена к сети).

3. Различные области применения

Солнечная энергия может использоваться для различных целей. Вы можете генерировать электричества, (фотогальваника) или тепла, (солнечная тепловая энергия). Солнечную энергию можно использовать для производства электроэнергии в районах, не имеющих доступа к энергосистеме, для дистилляции воды в регионах с ограниченными запасами чистой воды и для питания спутников в космосе.

Солнечная энергия также может быть интегрирована в материалы, используемые для строительства . Не так давно Sharp представила прозрачные солнечные окна.

4.

Низкие затраты на обслуживание

Солнечные энергетические системы обычно не требуют большого обслуживания . Вам нужно только поддерживать их в относительной чистоте, поэтому достаточно чистить их пару раз в год. Если вы сомневаетесь, вы всегда можете положиться на специализированные клининговые компании, которые предлагают эту услугу примерно от фунтов стерлингов 25 до 35 фунтов стерлингов .

Наиболее надежные производители солнечных панелей предлагают гарантию 20-25 лет .

Кроме того, поскольку нет движущихся частей, нет износа. Инвертор обычно является единственной деталью, которую необходимо менять через 5–10 лет , потому что он постоянно работает над преобразованием солнечной энергии в электричество и тепло (солнечная фотоэлектрическая энергия или солнечная тепловая энергия). Помимо инвертора, кабели также нуждаются в обслуживании, чтобы ваша солнечная энергетическая система работала с максимальной эффективностью.

Итак, покрыв первоначальную стоимость солнечной системы, можно рассчитывать на очень небольшие траты на техническое обслуживание и ремонтные работы.

5. Развитие технологий

Технологии в солнечной энергетике постоянно развиваются и улучшения будут усиливаться в будущем. Инновации в квантовой физике и нанотехнологиях потенциально могут повысить эффективность солнечных батарей и удвоить или даже утроить потребление электроэнергии солнечными энергетическими системами.

2 способа получить лучшее Солнечная панель Сделка

Получите сравнительные расценки от трех ближайших к вам установщиков

Получите расценки прямо сейчас 7

1 минута в форме

0070 Недостатки солнечной энергии

1. Стоимость

Начальная стоимость приобретения солнечной системы довольно высока. Это включает в себя оплату солнечных батарей, инвертора, аккумуляторов, проводки и установки. Тем не менее, солнечные технологии постоянно развиваются , поэтому можно с уверенностью предположить, что в будущем цены будут снижаться.

2. Зависит от погоды

Хотя солнечную энергию можно собирать в пасмурные и дождливые дни, эффективность солнечной системы снижается. Солнечные батареи зависит от солнечного света для эффективного сбора солнечной энергии. Поэтому несколько пасмурных, дождливых дней могут оказать заметное влияние на энергетическую систему. Также следует учитывать, что солнечную энергию нельзя собирать ночью.

С другой стороны, если вам также необходимо, чтобы водонагреватель работал ночью или в зимнее время, термодинамические панели являются альтернативой.

Чтобы узнать, насколько эффективны солнечные батареи зимой, посмотрите наше видео:

3. Хранение солнечной энергии стоит дорого

Солнечная энергия должна быть использована сразу , или ее можно хранить в больших батареях . Эти батареи, используемые в автономных солнечных системах, можно заряжать в течение дня, чтобы использовать энергию ночью. Это хорошее решение для использования солнечной энергии в течение всего дня, но оно также довольно дорогое.

В большинстве случаев разумнее просто использовать солнечную энергию в течение дня и брать энергию из сети ночью (вы можете сделать это, только если ваша система подключена к сети). К счастью, ваша потребность в энергии обычно выше в течение дня, поэтому вы можете удовлетворить большую ее часть за счет солнечной энергии.

4. Занимает много места

Чем больше электроэнергии вы хотите производить, тем больше солнечных батарей вам понадобится, так как вы хотите собрать как можно больше солнечного света. Солнечные фотоэлектрические панели требуют много места, и некоторые крыши недостаточно велики, чтобы вместить то количество солнечных панелей, которое вы хотели бы иметь.

Альтернативой является установка некоторых панелей во дворе, но они должны иметь доступ к солнечному свету. Если у вас нет места для всех панелей, которые вы хотели, вы можете установить меньшее количество панелей, чтобы удовлетворить некоторые из ваших потребностей в энергии.

5. Связано с загрязнением

Хотя загрязнение, связанное с солнечными энергетическими системами, намного меньше по сравнению с другими источниками энергии, солнечная энергия может быть связана с загрязнением. Транспортировка и установка солнечных систем связаны с выбросами парниковых газов.

В процессе производства солнечных фотоэлектрических систем также используются токсичные материалы и опасные продукты , которые могут косвенно воздействовать на окружающую среду.

Тем не менее, солнечная энергия загрязняет гораздо меньше, чем другие альтернативные источники энергии.

Сделайте переход на солнечную энергию сегодня!

У солнечной энергии есть свои плюсы и минусы, но если эта статья вызвала у вас интерес, вы можете ознакомиться с нашим 6-шаговым руководством , которое поможет вам найти лучших солнечных панелей для вашего дома . Мы охватываем все: от пригодности крыши, типа солнечной панели, стоимости, способов экономии с солнечными панелями и обслуживания.

Это пробудило в вас интерес к солнечной энергии? Мы поможем вам найти лучшее предложение! Просто заполните контактную форму в верхней части этой страницы, и мы свяжемся с вами, предоставив до 3 ценовых предложений от наших профессиональных установщиков. Потратьте минуту на заполнение формы и сэкономьте часы исследований! Наш сервис полностью бесплатный и ни к чему не обязывающий !

Узнать стоимость прямо сейчас

Заполните форму всего за 1 минуту

Недостатки солнечной энергетики — InterNACHI®

Ник Громицко, CMI®

В то время как значительные преимущества, предлагаемые солнечной энергией, побуждают некоторых сторонников игнорировать сравнительно незначительные недостатки многообещающей технологии, эти недостатки необходимо признать, чтобы их решения не застопорились. Мы должны честно взглянуть на недостатки системы и стремиться превратить солнечные энергетические системы в действительно экологически чистую альтернативу.

Наиболее серьезные жалобы на солнечную энергию:

• отсутствие согласованности и надежности. Солнечные системы полагаются на постоянное поглощение солнечного света — в частности, субатомных частиц, называемых фотонами, — которые можно легко сдержать. Доступность солнечного света ограничивают следующие факторы:
  • широта. Хотя солнечная энергия доступна почти в любой точке планеты, по крайней мере, в некоторой степени, ее эффективность резко падает по мере увеличения расстояния от экватора. Жители Ванкувера (Канада) и Санкт-Петербурга (Россия), например, испытывают значительный недостаток солнечной энергии.
  • облака. Облака уменьшают мощность солнечных батарей, особенно в обычно туманных или пасмурных регионах. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, «[T] солнечный ресурс в условиях тумана или низкой облачности составляет примерно 10% от значения в условиях ясного неба». Солнечные батареи в Денвере, штат Колорадо, редко закрываются облаками, поскольку в этом городе бывает всего 30–40 пасмурных дней в году. Хило, Гавайи, несмотря на близость к экватору, получает дожди в среднем 277 дней в году, что может сделать его плохим выбором для производства солнечной энергии.
  • ночь. Сама Земля представляет собой довольно большую преграду, и она действует каждую ночь, нарушая поток фотонов к беспомощно неподвижным солнечным батареям.

• размер. Для питания всего здания требуется большая солнечная батарея. К сожалению, фотоэлектрические технологии все еще находятся в зачаточном состоянии, но сейчас мы должны создавать большие массивы, чтобы компенсировать неэффективность отдельных панелей. Также может потребоваться громоздкая механическая система ориентации для поворота панелей, когда они следуют за солнцем по небу. Батареи тоже могут занимать довольно много места.
• износ панели. Как и все остальное, оставленное на солнце, солнечные панели постепенно повреждаются ультрафиолетовым излучением. Дождь, снег, грязь, перепады температур, град и ветер также представляют серьезную опасность.
• стоимость. Количество панелей солнечных батарей, необходимых для сбора энергии для всего дома, обычно стоит десятки тысяч долларов, поэтому производимая ими электроэнергия стоит значительно больше, чем та, которую обеспечивают обычные источники энергии. Сторонники солнечной энергии быстро указывают на значительные субсидии и налоговые льготы, предоставляемые местными и государственными органами власти, которые, по сути, перекладывают финансовое бремя на налогоплательщиков. Еще одно соображение заключается в том, что обширные аккумуляторные батареи, необходимые для солнечных батарей , обычно не покрываются гарантией на сами панели. Они также не служат так же долго, как панели, и замена каждой батареи может стоить 100 долларов или больше. Солнечные панели, однако, становятся все более доступными и эффективными по мере развития технологии, возможно, до такой степени, что несубсидируемая солнечная энергия станет более доступной, чем традиционные источники энергии на основе угля, газа, атомной или гидроэлектроэнергии.
• загрязнители окружающей среды. Некоторые из наиболее известных веществ, содержащихся в панелях и сопутствующем оборудовании, включают:
  • кадмий. Запечатанный внутри солнечных панелей кадмий безвреден. При утечке из панели кадмий может нанести серьезный ущерб окружающей среде. Панели необходимо утилизировать с особой осторожностью, чтобы предотвратить попадание этого канцерогенного вещества в почву и воду.
  • свинец. Батареи, особенно свинцово-кислотные батареи глубокого цикла, необходимы солнечным батареям для обеспечения постоянной подачи электроэнергии. Они содержат свинец и серную кислоту, которые очень токсичны, особенно для морских существ. Было обнаружено, что свинец вызывает ряд нарушений у детей, в том числе нарушения развития. Тем не менее, большая часть материала в разряженных батареях может быть восстановлена, если батареи перерабатываются, если потребители прилагают усилия.
• рассмотрение крыши. Солнечные батареи часто устанавливают на крышах зданий, чтобы использовать большое пустое солнечное пространство. Как следствие, ремонт основной крыши становится довольно сложным и часто требует разборки солнечной установки, прежде чем можно будет выполнить даже обычное обслуживание крыши. Хорошей практикой является выполнение необходимых работ на крыше до первоначальной установки солнечной системы, чтобы предотвратить головную боль в будущем.
• внешний вид. Нравится вам это или нет, солнечные батареи говорят громко, и соседи и прохожие обращают на них внимание. Понятно, что многие домовладельцы не хотят устанавливать большую солнечную батарею на привлекательной черепичной крыше. Эта проблема решается за счет разработки фотоэлектрической черепицы, окон и других технологий, которые более органично сочетаются с существующими поверхностями крыш.

Таким образом, солнечная энергия для жилых помещений имеет некоторые эстетические, экономические и технические недостатки, но многие из них можно преодолеть путем планирования и ответственного обслуживания.

Advantages of Solar Energy

Homeowners Associations vs.