ენერგო ბლოგი

ბლოგი მათთვის ვინც დაინტერესებულია განახლებადი ენერგეტიკით

Solar Energy

ბაზარზე არსებული მზის თერმული სისტემებით ცხელი წყლის მიწოდების თერმული ტექნოლოგიები ამჟამად ეფექტური და საიმედოა, უზრუნველყოფენ რა მზის ენერგიას გამოყენებას ისეთი ფართო სპექტრისთვის, როგორიცაა საყოფაცხოვრებო ცხელი წყლის და სივრცის გათბობის სისტემები კომერციულ თუ საყოფაცხოვრებო შენობებში, ხელს უწყობენ რაიონის ცენტრალიზებულ გათბობას, მზის ენერგიით გაგრილებას, საწარმოო პროცესის გათბობას, წყლის გაუმარილებას, საცურაო აუზების გათბობას და მზის ენერგიით ჰაერის კონდიცირებას.

ტექნოლოგიები

მზისენერგიის ტექნოლგიები იყენებენ მზის ენერგიას და განათებას, სითბოს, განათების, ცხელი წყლის, ელექტროობის და გაგრილების უზრუნველყოფისთვისაც კი, სახლების, ბიზნესის და ინდუსტრიული დანიშნულების ადგილებისთვის. მზის ენერგიით სარგებლობს მრავალი ტექნოლოგია, მათ შორის:

ფოტოელექტრული სისტემები – ელექტროობას პირდაპირ მზის სინათლიდან აწარმოებენ;
მზის თერმული წყალი – წყლის გაცხელება მზის ენერგიით;
მზის ენერგიით პასიური გაცხეება და დღის სინათლე – მზის ენერგიის გამოყენება შენობების გასათბობად და განათებისთვის;
მზის ენერგიით სივრცის გათბობა და გაგრილება – მზის სითბოს ინდუსტრიული და კომერციული დანიშნულებით გამოყენება.

სარგებელი

მზის ელექტროენერგიის და სითბოს ძირითადი უპირატესობები:
იმპორტირებულ საწვავებზე დამოკიდებულების შემცირება;
ენერგომომარაგების ნაირსახეობის გაუმჯობესება;
დეფიციტური ბუნებრივი რესურსების დაზოგვა;
CO2 გამოყოფის ძემცირება ძალზედ დაბალი ხარჯების საფუძველზე;
ურბანული დაბინძურების შემცირება;
დამტკიცებული და საიმედო ენერგო წყარო;
უშრეტი და მყისიერი წყარო;
ადგილობრივი დასაქმება და ადგილობრივი ეკონომიკიდ სტიმულირება.

მზის ელექტროენერგია

მზის ენერგიის მოხმარება ელექტროენერგიის მისაღებად ორი ძირითადი მეთოდით სრულდება:

ფოტოელექტრული, როდესაც მზის ოპტიკურ დიაპაზონში ელქტრომაგნიტური გამოსხივების დაჭერა და მისი მუდმივი დენის ელექტროენერგიად გარდაქმნა ხდება; ასეთი ენერგიის გამოყენება შეიძლება ფართო სპექტრის მომხმარებლებისთვის: მინიგენერატორებით დაწყებული (საათების და კალკულატორებისთვის, რომლებსაც რამოდენიმე ვატი ესაჭიროებათ), რამოდენიმე მეგავატის სიმძლავრის ცენტრალური ელექტროსადგურებით დამთავრებული;
თერმოდინამიკური – მზის ენერგია ორთქლად გარდაიმქნება, რომელიც შემდეგ გენერატორით აღჭურვილ ტურბინას მიეწოდება.

ფოტოელექტრული (PV) სისტემები

ფოტოელექტრული (PV) ენერგეტიკა მზის ელემენტებს იყენებს სინათლის პირდაპირ ელექტროობად გარადასაქმნელად. ქიმიურად დატენილი ელემენტების და აგრეთვე სხვა საშუალებების მეშვეობით შესაძლებელია ენერგიის შენახვა. ფოტოელექტრული სისტემის ორი ძირითადი ტიპი არსებობს:

ელექტროქსელში მიერთებული სისტემები, რომლებიც ელექტროქსელშია მიერთებული და ქსელს აწვდიან ელექტროობას;
ავტონომიური ენერგო სისტემები – მზის ელექტროსადგურები, რომლებიც ელექტროქსელის გარეშე მუშაობენ ავტონომიური ენერგოსისტემებია.

მსოფლიო ფოტოელექტრული სისტემების 90% ამჟამად ელექტროქსელში მიერთებულ სისტემებს იყენებს. სიმძლავრის რეგულირების სისტემა აგრეთვე უზრუნველყოფს სისტემის და ქსელის მონიტორინგს, ხოლო გაუმართაობის შემთხვევაში თიშავს სისტემას. ფოტოელექტრული სისტემების სექტორი მაღალი ტექნოლოგიური კომპონენტით, მოდულარული თვისებებით და ხანგრძლივდროული მოხმარების პოტენციალით გამოირჩევა. აღნიშნული მიზეზებიდან გამომდინარე, ბოლო ათეული წლის განმავლობაში სისტემამ უპრეცედენტო ზრდას მიაღწია. 2004 და 2009 წლებში, ქსელში მიერთებული ფოტოელექტრული სისტემების სიმძლავრე გაიზარდა და წლიური საშუალო მაჩვენებელმა 60%-ს მიაღწია.

2009 წელს, დაემატა შეფასებული 7 გვ ქსელის სიმძლავე, რამაც არსებული 53%-ით გაზარდა და შედეგად მოგვცა 21 გვ (ავტონომიური ფოტოელექტრული სისტემები დამატებით 3-4 გვ-ს იძლევიან. თხელი ფირის გამოყენება მსოფლიო ბაზარზე 2008 წლის 14 მაჩვენებლიდან 2009 წლის 19 პროცენტამდე გაიზარდა ელემენტების შემთვევაში, ხოლო მოდულებმა გვიჩვენეს 16%-დან 22%-მდე ზრდა (წყარო: Renewables 2010-Global Status Report, REN21).

ფოტოელექტრული სისტემის პრინციპი (წყარო: PV solar energy-Development and current Research, EC, 2009)

ფოტოელექტრული ელემენტების ძირითადი ტექნოლოგია კრისტალური სტრუქტურის სილიციუმი და თხელი ფირია:

კრისტალური სტრუქტურის სილიციუმი

კრისტალური სტრუქტურის მქონე სილიციუმის ელემენტები დამზადებულია სილიციუმის ცალკეული კრისტალისგან (მონოკრისტალური) ან სილიციუმის კრისტალების ბლოკისგან (პოლიკრისტალური). მათი ეფექტურობა 11%-19%-ს შორის მერყეობს და დღევანდელ დღეს ბაზარზე ისინი ყველაზე ფართოდ გამოყენებად ტექნოლოგიას წარმოადგენენ.

თხელი ფირის ტექნოლოგია

თხელი ფირის მოდულარული სისტემები შუქმგრძნობიარე მასალების ძალზედ თხელი ფენებისგან იწყობა და დაბალი ღირებულების მინაზე, უჟანგავ ფოლადზე ან პლასტმასზე მაგრდება.
კრისტალური სტრუქტურის სილიციუმთან შედარებით, თხელი ფირის საწარმოო პროცესი დაბალ ღირებულებებს განაპირობებს, თუმცა აღნიშნული უპირატესობის კონტრბალანსი დაბალი ეფექტურობის კოეფიციენტებია (4%-11%-ის ფარგლებში).

ოთხი ტიპის თხელი ფირის მოდული (გამოყენებული აქტიური მასალიდან გამომდინარე) ამჟამად ბაზარზე შემდეგი კომერციული სახით მოიპოვება: ამორფული სილიციუმი (a-Si), ყვითელი კადმიუმი (CdTe), სპილენძის ინდიუმი/გალიუმი, დისელენიდი/დისულფიდი (CIS, CIGS), მრავალი გადასვლის ელემენტები (a-Si/m-Si). ქვმოთ მოცემულ ცხრილში ასახულია არსებული ტექნოლოგიების ეფექტურობები.

მზის ენერგიის გამოყენება გათბობისათვის

მზის ენერგიით სითბოს მიწოდება მზის ენერგიის მოხმარების ყველაზე ფართოდ გავრცელებული პრაქტიკული მეთოდია. მზის გამოსხივებით მიღებული სითბოს გამოყენება შესაძლებელია საყოფაცხოვრებო ცხელი წყლის მისაღებად, გათბობა გაგრილებისთვის საცხოვრებელ, საზოგადოებრივ თუ ინდუსტრიულ შენობებში. მზის თერმული სისტემა აგრეთვე უზრუნველყოფს სითბოს, რომელიც ბევრ საწარმოო პროცესშია საჭირო, მაგ.: საკვების წარმოება და გაშრობა, სასმელი წყლის გაუმარილოება, საწარმოო სამრეცხაოებში და სხვა. მაშინ, როცა ჩვეულებრივი მზის კოლექტორები ტიპიურად აგროვებენ 60-100°C ტემპერატურას, კონცენტრირებადი კოლექტორების საშუალებით შესაძლებელია 300°C და უფრო მაღალი ტემპერატურის მიღწევა. დაბალი ტემპერატურული დიაპაზონის ფარგლებში, მზის შეუმინავი კოლექტორების გამოყენება, საცურაო აუზის გასათბობი ენერგიის მოთხოვნის შემცირების ეფექტური მეთოდია. თვითდინების სისტემები მუშაობენ ტუმბოების და მართვის პულტების ყოველგვარი საჭიროების გარეშე. ისინი ფართოდ გამოიყენება სამხრეთ ევროპაში. იძულებითი ცირკულაციის სისტემები უფრო კომპლექტურია და მოიცავენ როგორც მცირე ისე დიდი მოცულობის სივრცეს. ისინი უფრო ცენტრალურ და ჩრდილოეთ ევროპაშია გავრცელებული.

მზის წყალგამაცხელებელი სისტემების უმრავლესობის მთავარი ელემენტია მზის ენერგიის ბრტყელი კოლექტორი (SC), რომელიც წარმოადგენს ბრტყელ კოლოფისებრ კონსტრუქციას. მზის კოლექტორში შედის შემდეგი:
შთამნთქმელი (აბსორბენტი), რომელიც ძირითადად მაღალი თბოგამტარობის ლითონის ფურცელია, როგორიცაა სპილენძი ან ალუმინი, ინტეგრალური ან მიმაგრებული მილებით;
თბოიზოლაციის მქონე კოლოფი, რომელიც ამცირებს სითბურ დანაკარგს კოლექტორის უკანა მხრიდან ან გვერდებიდან;
საფარი ფურცლები, შემინვის სახით, რომელთა საშუალებით მზის სხივი შთამნთქმელში (აბსორბენტში) აღწევს და აგრეთვე ახდენს შთამნთქმელის ზემოთ არსებული სივრცის იზოლაციას, აღნიშნულ სივრცეში გრილი ჰაერის შეღწევისგან დასაცავად.

მზის კოლექტორის თბოეფექტურობას შემდეგი ფაქტორები განაპირობებენ:
გამჭვირვალე ელემენტების მაღალი თბოგამტარობა მზის მოკლეტალღიანი გამოსხივებისთვის და შთამნთქმელის საკუთარი ინფრაწითელი გამოსხივების დაბალი სიმძლავრისთვის;
მაღალისიმძლავრის შთამნთქმელობა მზის მოკლეტალღიანი გამოსხივებისთვის;
ეფექტური თბოიზოლაცია „შთამნთქმელი გარემოს“ ტიპის თბოგადამცემის გამტარ და კონვექციურ არხებში.

მზის ბრტყელი კოლექტორების კონსტრუქციული მოდერნიზაცია ორი მიმართულებით სრულდება:
ახალი არალითონური კონსტრუქციის მასალების მოძიება;
დანადგარის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილის „შთამნთქმელი გამჭვირვალე ელემენტის“ ოპტიკური გათბობის თვისებების გაუმჯობესება.

გამოსხივების ცვლის მიმართ მაღალი მგრძნობელობის ზედაპირების შერჩევის შედეგად ვიღებთ მზის კოლექტორებს ოპტიკური სითბოს მაღალი მახასიათებლებით. წარმოქმნილი ენერგიის ხარჯი (დაგროვების ხარჯის ჩათვლით) დამოკდებულია ენერგიის წარმომქმნელი ტექნოლოგიის მიერ 0,005-0,04 $/კვტ/სთ-ს მაჩვენებლის მიღებაზე. მოსალოდნელია, რომ 2020 წელს, კოლექტორების ფასი მიაღწევს 50-100 $/მ2-ს, ხოლო სითბოს ფასი იქნება 0,004-0,02 $/კვტ/სთ.

ბოლო დროს გამოიყენება ვაკუუმის მილისებრი კოლექტორები. აღნიშნული კონცეფციის მიხედვით, ვაკუუმის მილების კოლექტორი მცირე კოლოფია, რომელიც ამოვსებულია ბევრი მინის ორმაგი კედლის მქონე მილებით და რეფლექტორებით მილების შიგნით სითხის გასათბობად. შიდა მილს სპეციალური სელექტიური საფარი გააჩნია, რომელსაც მზის სითბოს მაღალი შთანთქმადობა გააჩნია. აღნიშნული სისტემები უფრო ეფექტურია და მარტივად შეუძლიათ საყოფაცხოვრებო წყლის გათბობა 60°C გრადუსამდე, ცივ ამინდშიც კი.

ვაკუუმის მილების კოლექტორი (წყარო: პროექტი SOLCO)

აღნიშნულისთვის აგრეთვე შესაძლებელია პარაბოლურუცილინდრული ფორმების გამოყენება. ისინი გრძელი, მართკუთხა, მორკალური (U-სებრი) სარკეებია, რომლებიც ისეა დახრილი, რომ მზის სხივის ფოკუსირებას ახდენენ მილზე, რომელიც ქვემოთ ღარის ცენტრისკენ მიემართება. იგი აცხელებს მილში არსებულ სითხეს. მზის კოლექტორისგან მიღებული სითბოს გამოყენება შეიძლება შენობის გასაგრილებლად, ე.ი. არსებობენ მზის ენერგიის შთამნთქმენლი საცივარი მოწყობილობები, რომლებიც მზის ენერგიის გამოყენებით აგრილებენ ჰაერს. მზის ენერგიის გამოყენება აგრეთვე შესაძლებელია ამაორთქლებელი საცივარების გამოყენებით (რომლებსაც „საორთქლებელ საცივარებსაც“ უწოდებენ) მათი სარგებელის გასაზრდელად უფრო ტენიანი კლიმატის დროს, სხვა ქიმიური მეთოდის გამოყენებით, ეს არის გაციების სისტემა, რომელიც სორბენტს (საშრობელას) იყენებს.

უახლოეს მომავალში მზის სითბოს მიწოდების ყველაზე უფრო პერსპექტიული ტენდენციებია:

მზის ენერგიით გაცხელებული წყლის მიწოდება ინდივიდუალური და საზოგადოებრივი მომხმარებლებისთვის სეზონურ ობიექტებზე (საბავშვო, ტურისტული და სპორტული ბანაკები, დასასვენებელი კურორტები და სხვ.);
მზის პასიური გათბობა, ძირითადად ქალაქგარეთ დაბალი და ინდუსტრიული შენობებისთვის;
მზის ენერგიის სხვადასხვა სასოფლო სამეურნეო საწარმოო პროცესებში (მინის ქვედა გამწვანება, პროდუქციის და მასალების გამოშრობა და სხვ.);
სხვადასხვა ტექნოლოგიურ პროცესში დაბალი პოტენციის სითბოს გამოყენება.

ძალზედ პერსპექტიული შეიძლება იყოს ეგრედწოდებული მზის პასიური გათობის მოწყობილობების გამოყენება. აღნიშნული სისტემები არ იყენებენ სპეციფიურ მოწყობილობებს, თუმცა შენობის კონსტრუქციული ელემენტები და კონსტრუქციები თვითონ წარმოადგენენ მზის ენერგიის კოლექტორებსა და შემკრებებს. ასეთი სისტემები, რეგიონის კლიმატური პირობების მიხედვით, იძლევიან სითბოსთვის მოხმარებადი 20 – 60% სათბობის დაზოგვის საშუალებას.

სოფლის მეურნეობის სექტორში ისინი მზის საშრობებს იყენებენ სხვადასხვა სასოფლო სამეურნეო პროდუქციისა და სათბურებისთვის, რომლებიც მზის ენერგიას მაქსიმალურად იყენებენ საჭირო ტემპერატურული დონის უზრუნველყოფისთვის და აგრეთვე იყენებენ მზის დისტილატორებს უდაბნო თუ სხვა ადგილებში ცხოველებისთვის წყლის მისაწოდებისთვის.

მზის ენერგიით გაგრილება

სადემონსტრაციო პროექტების მზარდმა რაოდენობამ მზის ენერგოსისტემით გაგრილების უზარმაზარი პოტენციალი ცხადჰყო. მზის ენერგიის ჩილერები თერმულ ენერგიას სიცივის წარმოსაქმნელად და/ან დეჰუმიდიფიკაციისთვის იყენებენ. ბიომასის ქვაბების რეზერვის არსებობის შემთხვევაში, შესაძლებელია 100% განახლებადი გაგრილების სისტემების მიღება. მზის ენერგიით გაგრილების სისტემების შემოტანა ბაზარზე ამჟამად ხდება და მომდევნო რამოდენიმე წლის განმავლობაში არსებული ღირებულების მნიშვნელოვანი შემცირებებია მოსალოდნელი, ვინაიდან მაქსიმალური მოთხოვნა ელექტროობაზე ზამთრიდან ზაფხულის სეზონამდე, რაც გაგრილებაზე მოთხოვნის გაზრდის შედეგია, რისკის ქვეშ აყენებს ენერგომომარაგების სტაბილურობას. გაგრილებაზე მაქსიმალური მოთხოვნა მზის მაღალ გამოსხივებას უკავშირდება, სწორედ ამიტომ მზის ენერგიით გაგრილება მომდევნო წლების ამოცანების ძირითადი პასუხი იქნება.

მზის ენერგიის ჩილერები იყენებენ თერმულ ენერგიას სიცივის წარმოსაქმნელად და/ან დეჰუმიდიფიკაციისთვის. მზის ტიპიური გაგრილების სისტემ შედგება მზის ზოგადი თერმული სისტემისგან, რომელშიც შედის შემდეგი: მზის კოლექტორები, საცავი ავზი, მართვის ბლოკი, მილები, ტუმბოები და თერმული ამძრავის მქონე მაცივებელი დანადგარი. ჩილერი იყენებს საცავი ავზის ცხელ სითხეს, ცივი სითხის წარმოსაქმნელად, რომელიც ელექტრო მაცივარდანადგარის მსგავსი ნორმალური მაცივარდანადგარისთვის გამოიყენება. ტიპიური დღის განმავლობაში თერმული საცავი ავზი მოქმედებს, როგორც დემპფერი და შესაძლებელს ხდის ასინქრონული სითბოს შთანთქმის ოპტიმიზაციას მზის გამოსხივების საათებში და გაგრილებას, რომელიც შესაძლოა დროის სხვადასხვა მონაკვეთში იყოს საჭირო.

წყარო: http://www.energocredit.ge/ka/re_technology_2

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: