พลังงานของดวงอาทิตย์มาถึงพื้นผิวโลกกี่เปอร์เซ็นต์ การคำนวณแผงโซลาร์เซลล์
ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และราคาถูก ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุจำนวน พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งมาถึงพื้นผิวโลกภายในหนึ่งสัปดาห์ เกินกว่าพลังงานสำรองน้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน และยูเรเนียมทั้งหมดของโลก 1 ตามที่นักวิชาการ Zh.I. Alferova“ มนุษยชาติมีเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัสทางธรรมชาติที่เชื่อถือได้นั่นคือดวงอาทิตย์ มันเป็นดาวฤกษ์ประเภท F-2 ซึ่งมีค่าเฉลี่ยมากซึ่งมีมากถึง 150 พันล้านดวงในกาแล็กซี แต่นี่คือดาวฤกษ์ของเรา และมันส่งพลังมหาศาลมายังโลก การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานเกือบทั้งหมดของมนุษยชาติได้เป็นเวลาหลายร้อยปี” นอกจากนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ยัง “สะอาด” และไม่มีผลกระทบด้านลบต่อระบบนิเวศของโลก 2
จุดสำคัญคือความจริงที่ว่าวัตถุดิบสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เป็นองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งนั่นคือซิลิคอน ใน เปลือกโลกซิลิคอนเป็นธาตุที่สองรองจากออกซิเจน (29.5% โดยน้ำหนัก) 3. ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนกล่าวว่าซิลิคอนเป็น "น้ำมันแห่งศตวรรษที่ 21": กว่า 30 ปีซิลิคอนหนึ่งกิโลกรัมในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าได้มากเท่ากับน้ำมัน 75 ตันในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน
อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้ เนื่องจากการผลิตซิลิคอนบริสุทธิ์สำหรับแบตเตอรี่ภาพถ่ายนั้น "สกปรก" มากและใช้พลังงานมาก นอกจากนี้ การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ยังต้องอาศัยการจัดสรรที่ดินอันกว้างใหญ่ซึ่งเทียบได้กับพื้นที่อ่างเก็บน้ำของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าข้อเสียอีกประการหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์คือความผันผวนสูง ความปลอดภัย งานที่มีประสิทธิภาพระบบพลังงานซึ่งมีองค์ประกอบเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไปได้ภายใต้:
- การมีกำลังการผลิตสำรองที่สำคัญโดยใช้แหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม ซึ่งสามารถเชื่อมต่อในเวลากลางคืนหรือระหว่างนั้น วันที่มีเมฆมาก;
- ดำเนินการปรับปรุงเครือข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัยขนาดใหญ่และมีราคาแพง 4.
แม้จะมีข้อเสียเปรียบนี้ แต่พลังงานแสงอาทิตย์ก็ยังคงพัฒนาไปทั่วโลก ประการแรกเนื่องจากพลังงานรังสีจะมีราคาถูกลงและในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะกลายเป็นคู่แข่งสำคัญของน้ำมันและก๊าซ
ปัจจุบันในโลกนี้มี การติดตั้งไฟฟ้าโซลาร์เซลล์การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยวิธีแปลงโดยตรง และ การติดตั้งทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นความร้อนก่อน จากนั้นในวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ความร้อนจะถูกแปลงเป็น พลังงานกลและในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
สามารถใช้เซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานได้:
- ในอุตสาหกรรม (อุตสาหกรรมอากาศยาน อุตสาหกรรมยานยนต์ ฯลฯ)
- วี เกษตรกรรม,
- ในพื้นที่ภายในประเทศ
- ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง (เช่น บ้านเชิงนิเวศ)
- ที่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
- วี ระบบอัตโนมัติการเฝ้าระวังวิดีโอ,
- ในความเป็นอิสระ ระบบแสงสว่าง,
- ในอุตสาหกรรมอวกาศ
ตามที่สถาบันยุทธศาสตร์พลังงานระบุว่าศักยภาพทางทฤษฎีของพลังงานแสงอาทิตย์ในรัสเซียคือเชื้อเพลิงมาตรฐานมากกว่า 2,300 พันล้านตัน ศักยภาพทางเศรษฐกิจคือ 12.5 ล้านตันของเชื้อเพลิงเทียบเท่า ศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้าสู่ดินแดนของรัสเซียภายในสามวันนั้นเกินกว่าพลังงานของการผลิตไฟฟ้าประจำปีทั้งหมดในประเทศของเรา
เนื่องจากที่ตั้งของรัสเซีย (ระหว่างละติจูด 41 ถึง 82 องศาเหนือ) ระดับการแผ่รังสีแสงอาทิตย์จึงแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ: จาก 810 kWh/m2 ต่อปีในพื้นที่ห่างไกลทางตอนเหนือ ไปจนถึง 1,400 kWh/m2 ต่อปีในพื้นที่ทางตอนใต้ ระดับการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ยังได้รับอิทธิพลจากความผันผวนตามฤดูกาลอย่างมาก ที่ความกว้าง 55 องศา การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ในเดือนมกราคมคือ 1.69 kWh/m2 และในเดือนกรกฎาคม - 11.41 kWh/m2 ต่อวัน
ศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์มีมากที่สุดในภาคตะวันตกเฉียงใต้ (คอเคซัสเหนือ ทะเลดำและทะเลแคสเปียน) และในไซบีเรียตอนใต้และตะวันออกไกล
ภูมิภาคที่มีแนวโน้มมากที่สุดในแง่ของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์: Kalmykia, Stavropol Territory, ภูมิภาครอสตอฟ, ภูมิภาคครัสโนดาร์, ภูมิภาคโวลโกกราด, ภูมิภาค Astrakhan และภูมิภาคอื่น ๆ ทางตะวันตกเฉียงใต้, อัลไต, พรีมอรี, ภูมิภาค Chita, Buryatia และภูมิภาคอื่น ๆ ทางตะวันออกเฉียงใต้ นอกจากนี้ บางพื้นที่ของไซบีเรียตะวันตกและตะวันออก และตะวันออกไกลมีระดับรังสีดวงอาทิตย์เกินระดับในภาคใต้ ตัวอย่างเช่น ในอีร์คุตสค์ (ละติจูด 52 องศาเหนือ) ระดับการแผ่รังสีแสงอาทิตย์สูงถึง 1,340 kWh/m2 ในขณะที่ในสาธารณรัฐยาคุเตีย-ซาฮา (ละติจูด 62 องศาเหนือ) ตัวเลขนี้คือ 1,290 kWh/m2 5
ปัจจุบันรัสเซียมีเทคโนโลยีขั้นสูงในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า มีองค์กรและองค์กรหลายแห่งที่ได้พัฒนาและปรับปรุงเทคโนโลยีของโฟโตอิเล็กทริคคอนเวอร์เตอร์ ทั้งบนโครงสร้างซิลิคอนและหลายทางแยก มีการพัฒนาหลายประการในการใช้ระบบรวมศูนย์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
กรอบกฎหมายในด้านการสนับสนุนการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในรัสเซียยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนแรกได้ดำเนินการไปแล้ว:
- 3 กรกฎาคม 2551: พระราชกฤษฎีการัฐบาลฉบับที่ 426 เรื่อง คุณสมบัติของโรงงานผลิตไฟฟ้าที่ดำเนินงานบนพื้นฐานของการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน
- 8 มกราคม 2552: คำสั่งของรัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซียหมายเลข 1-r“ ในทิศทางหลักของนโยบายของรัฐในขอบเขตของการเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าโดยใช้แหล่งพลังงานทดแทนเป็นระยะเวลาถึงปี 2563”
เป้าหมายได้รับการอนุมัติให้เพิ่มส่วนแบ่งของแหล่งพลังงานหมุนเวียนใน ระดับทั่วไปของสมดุลพลังงานของรัสเซียเป็น 2.5% และ 4.5% ตามลำดับ 6.
ตามการประมาณการต่างๆเมื่อ ช่วงเวลานี้ในรัสเซียปริมาณการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับมอบหมายทั้งหมดไม่เกิน 5 เมกะวัตต์ ซึ่งส่วนใหญ่ตกอยู่ที่ครัวเรือน โรงงานอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุดในพลังงานแสงอาทิตย์ของรัสเซียคือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคเบลโกรอดที่มีกำลังการผลิต 100 กิโลวัตต์ เริ่มดำเนินการในปี 2553 (สำหรับการเปรียบเทียบ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกตั้งอยู่ในแคนาดาที่มีกำลังการผลิต 80,000 กิโลวัตต์) .
ปัจจุบันมีการดำเนินการสองโครงการในรัสเซีย: การก่อสร้างสวนพลังงานแสงอาทิตย์ใน ภูมิภาคสตาฟโรปอล(พลังงาน - 12 MW) และในสาธารณรัฐดาเกสถาน (10 MW) 7 แม้ว่าจะไม่มีการสนับสนุนด้านพลังงานหมุนเวียน แต่บริษัทหลายแห่งกำลังดำเนินโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น Sakhaenergo ได้ติดตั้งสถานีขนาดเล็กใน Yakutia ที่มีความจุ 10 kW
มีการติดตั้งขนาดเล็กในมอสโก: ใน Leontyevsky Lane และ Michurinsky Prospekt ทางเข้าและลานภายในของบ้านหลายหลังได้รับการส่องสว่างโดยใช้โมดูลแสงอาทิตย์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนแสงสว่างลง 25% บนถนน Timiryazevskaya แผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งบนหลังคาของป้ายรถเมล์แห่งหนึ่งซึ่งให้บริการการทำงานของระบบข้อมูลการขนส่งและ Wi-Fi
การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในรัสเซียเกิดจากปัจจัยหลายประการ:
1) สภาพภูมิอากาศ: ปัจจัยนี้ไม่เพียงส่งผลต่อปีที่มีความเท่าเทียมกันของกริดเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการเลือกเทคโนโลยีการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ด้วย วิธีที่ดีที่สุดเหมาะสำหรับภูมิภาคเฉพาะ
2)การสนับสนุนจากภาครัฐ:การมีแรงจูงใจทางเศรษฐกิจที่จัดตั้งขึ้นตามกฎหมายสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์เป็นสิ่งสำคัญ
การพัฒนาของมัน ในบรรดาประเภทของการสนับสนุนจากรัฐบาลที่ประสบความสำเร็จในการใช้งานในหลายประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เราสามารถเน้นย้ำได้: อัตราภาษีพิเศษสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เงินอุดหนุนสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ทางเลือกต่างๆ สิทธิประโยชน์ทางภาษีค่าตอบแทนส่วนหนึ่งของต้นทุนการให้บริการสินเชื่อสำหรับการซื้อการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
3)ต้นทุนของ PVEU (การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์):ปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าที่มีราคาแพงที่สุดที่มีการใช้งาน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนการผลิตไฟฟ้าที่ผลิตได้ลดลง 1 kWh พลังงานแสงอาทิตย์จึงสามารถแข่งขันได้ ความต้องการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับการลดต้นทุนพลังงานติดตั้งของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1 วัตต์ (ประมาณ 3,000 ดอลลาร์ในปี 2553) การลดต้นทุนทำได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนด้านเทคโนโลยี และลดความสามารถในการทำกำไรของการผลิต (อิทธิพลของการแข่งขัน) ศักยภาพในการลดต้นทุนพลังงาน 1 kW ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5% ถึง 15% ต่อปี
4) มาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม:ตลาดพลังงานแสงอาทิตย์อาจได้รับผลกระทบเชิงบวกจากการเข้มงวดมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม (ข้อจำกัดและค่าปรับ) เนื่องจากอาจมีการแก้ไขพิธีสารเกียวโต การปรับปรุงกลไกในการขายโควต้าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสามารถสร้างแรงจูงใจทางเศรษฐกิจใหม่สำหรับตลาด PVEM
5) ความสมดุลของอุปสงค์และอุปทานไฟฟ้า:การดำเนินการตามแผนอันทะเยอทะยานที่มีอยู่สำหรับการก่อสร้างและการฟื้นฟูระบบผลิตไฟฟ้าและโครงข่ายไฟฟ้า
กำลังการผลิตของบริษัทที่แยกตัวออกจาก RAO UES ของรัสเซียในระหว่างการปฏิรูปอุตสาหกรรมจะเพิ่มการจ่ายไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญและอาจเพิ่มแรงกดดันต่อราคา
ในตลาดขายส่ง อย่างไรก็ตาม การเลิกใช้กำลังการผลิตเก่าและความต้องการที่เพิ่มขึ้นพร้อมกันจะส่งผลให้ราคาเพิ่มขึ้น
6)การมีปัญหาเกี่ยวกับการเชื่อมต่อทางเทคโนโลยี:ความล่าช้าในการดำเนินการแอปพลิเคชันสำหรับการเชื่อมต่อทางเทคโนโลยีกับระบบจ่ายไฟแบบรวมศูนย์เป็นแรงจูงใจในการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานทางเลือก รวมถึง PVEU ความล่าช้าดังกล่าวถูกกำหนดโดยทั้งการขาดความสามารถตามวัตถุประสงค์และความไร้ประสิทธิภาพของการจัดการการเชื่อมต่อทางเทคโนโลยีโดย บริษัท กริดหรือการขาดเงินทุนสำหรับการเชื่อมต่อทางเทคโนโลยีจากภาษี
7) ความคิดริเริ่มของหน่วยงานท้องถิ่น:รัฐบาลระดับภูมิภาคและระดับเทศบาลสามารถดำเนินโครงการของตนเองเพื่อพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานหมุนเวียน/ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมในวงกว้าง ปัจจุบันมีการนำโปรแกรมดังกล่าวไปใช้แล้วในครัสโนยาสค์และ ภูมิภาคครัสโนดาร์, สาธารณรัฐ Buryatia ฯลฯ ;
8) การพัฒนาการผลิตของตัวเอง:การผลิตโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในรัสเซียอาจส่งผลเชิงบวกต่อการพัฒนาการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของรัสเซีย ก่อนอื่นขอขอบคุณ การผลิตของตัวเองความตระหนักโดยทั่วไปของประชากรเกี่ยวกับความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์และความนิยมของเทคโนโลยีเหล่านี้กำลังเพิ่มขึ้น ประการที่สอง ต้นทุนของ SFEU สำหรับผู้บริโภคขั้นสุดท้ายลดลงเนื่องจากการลดลง ลิงค์ระดับกลางห่วงโซ่การกระจายสินค้าและโดยการลดองค์ประกอบการขนส่ง 8
6 http://www.ng.ru/energy/2011-10-11/9_sun_energy.html7 ผู้จัดงานคือ Hevel LLC ซึ่งก่อตั้งโดยกลุ่มบริษัท Renova (51%) และ State Corporation Russian Nanotechnology Corporation (49%)
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีปฏิกิริยาแสนสาหัสเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง จากกระบวนการที่กำลังดำเนินอยู่ พลังงานจำนวนมหาศาลถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวดวงอาทิตย์ ซึ่งส่วนหนึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกร้อนขึ้น
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก โลกของเราและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่ในนั้นได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ในรูปแบบ แสงแดดและความอบอุ่น
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทดแทนและพลังงานสะอาด
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทางเลือก 
วิธีการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตพลังงานประเภทต่างๆ ที่มนุษย์ใช้ สามารถแบ่งตามประเภทพลังงานที่ได้รับและวิธีการได้มา ดังนี้
การแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
โดยการใช้เซลล์แสงอาทิตย์
เซลล์แสงอาทิตย์ใช้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับพลังงานแสงอาทิตย์ในระบบโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการรับความต่างศักย์ภายในตาแมวเมื่อแสงแดดกระทบ
แผงมีโครงสร้างแตกต่างกันไป (โพลีคริสตัลไลน์, โมโนคริสตัลไลน์, เคลือบซิลิกอน) ขนาดโดยรวมและพลัง
โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ช่วยให้คุณได้รับพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานที่ได้รับเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่าง ส่วนต่างๆองค์ประกอบโครงสร้าง (แรงเทอร์โมอิเล็กโทรโมทีฟ)
การแปลงเป็นพลังงานความร้อน 
โดยใช้นักสะสมประเภทและการออกแบบต่างๆ
- ตัวสะสมสุญญากาศ - แบบท่อและแบบตัวสะสมแบบแบน
หลักการทำงานคือภายใต้อิทธิพลของแสงแดดของเหลวพิเศษจะถูกให้ความร้อนซึ่งเมื่อถึงพารามิเตอร์บางอย่างจะเริ่มระเหยหลังจากนั้นไอน้ำจะถ่ายโอนพลังงานไปยังสารหล่อเย็น ให้แล้ว พลังงานความร้อนไอน้ำควบแน่นและกระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำ
- ตัวสะสมแผ่นเรียบ - ประกอบด้วยโครงที่มีฉนวนกันความร้อนและตัวดูดซับที่หุ้มด้วยกระจกพร้อมท่อสำหรับทางเข้าและทางออกของสารหล่อเย็น
หลักการทำงานคือให้กระแสแสงแดดตกบนตัวดูดซับและให้ความร้อนแก่ตัวดูดซับ ความร้อนจากตัวดูดซับจะถูกถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็น
โดยใช้หน่วยความร้อนจากแสงอาทิตย์ 
หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนแก่พื้นผิวที่สามารถดูดซับแสงแดดได้ แสงอาทิตย์จะถูกโฟกัสและรวมสมาธิผ่านอุปกรณ์เลนส์ หลังจากนั้นจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์รับ ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกถ่ายโอนเพื่อการสะสมหรือส่งผ่านไปยังผู้บริโภคผ่านสารหล่อเย็น
การกระจายสินค้าในรัสเซีย
พลังงานแสงอาทิตย์กำลังแพร่หลายมากขึ้นใน ประเทศต่างๆและในทวีปต่างๆ รัสเซียก็ไม่มีข้อยกเว้นสำหรับแนวโน้มนี้ สาเหตุที่ทำให้มีการกระจายตัวในวงกว้างมากขึ้น ปีที่ผ่านมากลายเป็น: 
- การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ซึ่งช่วยลดต้นทุนอุปกรณ์
- ความปรารถนาของผู้คนที่จะมีแหล่งพลังงานที่เป็นอิสระ
- การผลิตพลังงานสะอาด (“พลังงานสีเขียว”);
- แหล่งพลังงานหมุนเวียน
ภาคใต้ของประเทศของเรา - สาธารณรัฐคอเคซัส, ดินแดนครัสโนดาร์และสตาฟโรปอล, ภาคใต้ของไซบีเรียและตะวันออกไกล - มีศักยภาพในการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์
ภูมิภาคต่างๆ มีไข้แดดแตกต่างกันในระหว่างวันและช่วงเวลาของปี ดังนั้นสำหรับ ภูมิภาคต่างๆฟลักซ์ของรังสีดวงอาทิตย์ในฤดูร้อนคือ:
ณ ต้นปี 2560 กำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดำเนินการในรัสเซียคือ 0.03% ของกำลังการผลิตโรงไฟฟ้าของระบบพลังงานในประเทศของเรา ในจำนวนนี้มีจำนวน 75.2 เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เปิดดำเนินการใน
- ภูมิภาคโอเรนบูร์ก:
“ Sakmarskaya ตั้งชื่อตาม A. A. Vlazneva” ที่มีกำลังการผลิตติดตั้ง 25 MW;
"เปเรโวลอตสกายา" มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5.0 เมกะวัตต์ - สาธารณรัฐบัชคอร์โตสถาน:
"Buribaevskaya" มีกำลังการผลิตติดตั้ง 20.0 MW;
"บูกุลชานสกายา" มีกำลังการผลิตติดตั้ง 15.0 เมกะวัตต์ - สาธารณรัฐอัลไต:
"Kosh-Agachskaya" มีกำลังการผลิตติดตั้ง 10.0 MW;
“อุสต์-กันสกายา” มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5.0 เมกะวัตต์ - สาธารณรัฐคาคัสเซีย:
“อาบาคันสกายา” กำลังการผลิตติดตั้ง 5.2 เมกะวัตต์ - ภูมิภาคเบลโกรอด:
“AltEnergo” กำลังการผลิตติดตั้ง 0.1 เมกะวัตต์ - ในสาธารณรัฐไครเมียไม่ว่าระบบพลังงานรวมของประเทศจะเป็นเช่นไรก็ตาม มีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 13 แห่ง มีกำลังการผลิตรวม 289.5 เมกะวัตต์
- อีกทั้งสถานียังทำงานนอกระบบอีกด้วย ในสาธารณรัฐซาคา-ยากูเตีย(1.0 เมกะวัตต์) และในเขตทรานส์ไบคาล (0.12 เมกะวัตต์)
โรงไฟฟ้าอยู่ในขั้นตอนการออกแบบและก่อสร้าง
- ในภูมิภาคอัลไต, 2 สถานี มีกำลังการผลิตออกแบบรวม 20.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2562
- ในภูมิภาคอัสตราข่าน, 6 สถานี กำลังการผลิตรวม 90.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดใช้ในปี 2560
- ในภูมิภาคโวลโกกราด, 6 สถานี กำลังการผลิตรวมคาดการณ์ 100.0 เมกะวัตต์ มีกำหนดเปิดตัวในปี 2560 และ 2561
- ในดินแดนทรานส์ไบคาล, 3 สถานี มีกำลังการผลิตออกแบบรวม 40.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2561
- ในภูมิภาคอีร์คุตสค์, 1 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 15.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2561
- ใน ภูมิภาคลีเปตสค์ , 3 สถานี กำลังการผลิตรวมคาดการณ์ 45.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560
- ในภูมิภาคออมสค์, 2 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 40.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2562
- ในภูมิภาคโอเรนเบิร์กจำนวน 7 สถานี ออกแบบให้มีความจุ 260.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560-2562
- ในสาธารณรัฐบัชคอร์โตสถาน, 3 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 29.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2561
- ในสาธารณรัฐบูร์ยาเตีย, 5 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 70.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2561
- ในสาธารณรัฐดาเกสถาน, 2 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 10.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560
- ในสาธารณรัฐคัลมืยเกีย 4 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 70.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2562
- ในภูมิภาคซามารา 1 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 75.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2561
- ในภูมิภาคซาราตอฟ, 3 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 40.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2561
- ในดินแดนสตาฟโรปอล, 4 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 115.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560-2562
- ในภูมิภาคเชเลียบินสค์, 4 สถานี คาดว่าจะมีกำลังการผลิต 60.0 เมกะวัตต์ มีแผนเปิดดำเนินการในปี 2560 และ 2561
กำลังการผลิตไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้รวมของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ระหว่างการพัฒนาและก่อสร้างคือ 1,079.0 เมกะวัตต์ 
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเทอร์โมอิเล็กทริก เครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ และหน่วยความร้อนจากแสงอาทิตย์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานประกอบการอุตสาหกรรมและใน ชีวิตประจำวัน. ทุกคนเลือกตัวเลือกและวิธีการใช้งานด้วยตนเอง
จำนวนอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อนตลอดจนจำนวนโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและพลังงานของพวกเขาพูดด้วยตนเอง - แหล่งพลังงานทางเลือกจะมีอยู่และพัฒนาในรัสเซีย
เหมาะกับบ้านทั่วไปหรือไม่?
- สำหรับใช้ในบ้าน พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานประเภทหนึ่งที่น่าหวัง
- เป็นแหล่ง พลังงานไฟฟ้าสำหรับอาคารที่อยู่อาศัยพวกเขาใช้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งผลิตโดยองค์กรอุตสาหกรรมในรัสเซียและต่างประเทศ ยูนิตนี้มีจำหน่ายในความจุและการกำหนดค่าที่หลากหลาย
- การใช้งาน ปั๊มความร้อน- จะจัดให้มีอาคารพักอาศัย น้ำร้อน, จะทำน้ำร้อนในสระน้ำ, ทำความร้อนน้ำหล่อเย็นในระบบทำความร้อนหรืออากาศภายในอาคาร.
- ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ - สามารถใช้ในระบบทำความร้อนภายในบ้านและระบบจ่ายน้ำร้อน ในกรณีนี้ตัวสะสมท่อสุญญากาศจะมีประสิทธิภาพมากกว่า
ข้อดีและข้อเสีย
ถึงข้อดีพลังงานแสงอาทิตย์ เกี่ยวข้อง:
- ความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อมของการติดตั้ง
- แหล่งพลังงานไม่สิ้นสุดในระยะยาว
- ต้นทุนพลังงานที่สร้างขึ้นต่ำ
- ความพร้อมของการผลิตพลังงาน
- โอกาสที่ดีสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมเนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีและการผลิตวัสดุใหม่ที่มีลักษณะที่ดีขึ้น
ข้อเสียคือ:
- การพึ่งพาโดยตรงของปริมาณพลังงานที่เกิดขึ้นกับสภาพอากาศ เวลาของวัน และช่วงเวลาของปี
- ฤดูกาลของงานซึ่งกำหนดตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์
- ประสิทธิภาพต่ำ
- ต้นทุนอุปกรณ์สูง
อนาคต
โอกาสในการพัฒนาภาคพลังงานนี้จะพิจารณาจากคุณสมบัติเชิงบวกและเชิงลบที่มีอยู่ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หากทุกอย่างชัดเจนเกี่ยวกับข้อดี วิศวกรและผู้พัฒนาอุปกรณ์และวัสดุจะต้องจัดการกับข้อเสีย
ปัจจัยที่ก่อให้เกิดการมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก ได้แก่:
- ปริมาณสำรองของแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมลดลงอย่างต่อเนื่องซึ่งทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น
- ความก้าวหน้าทางเทคนิคเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ ๆ ปรากฏขึ้น และสิ่งนี้นำไปสู่การลดต้นทุนของอุปกรณ์และเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้ง
- นโยบายของรัฐในด้านพลังงานมีวัตถุประสงค์เพื่อการพัฒนาพลังงานทดแทนซึ่งได้นำคำสั่งของรัฐบาลและโครงการที่เกี่ยวข้องมาใช้เช่น:
รัสเซียเป็นประเทศขนาดใหญ่ ดังนั้นเพื่อความสำเร็จในการพัฒนาทุกอุตสาหกรรมและการอยู่อาศัยที่สะดวกสบายของผู้คนในทุกภูมิภาคจึงจำเป็นต้องมีพลังงานสำรองประเภทต่างๆ ด้วยเหตุนี้ แหล่งทางเลือกก็ยิ่งฝังแน่นมากขึ้นเรื่อยๆ ระบบทั่วไปการจัดหาพลังงานของประเทศโดยจัดหาแหล่งไฟฟ้าและความร้อนให้กับเมืองและเมืองที่ห่างไกลที่สุด
ราคาพลังงานที่สูงขึ้นในรัสเซียกำลังบังคับให้ผู้คนแสดงความสนใจในแหล่งพลังงานราคาถูก เข้าถึงได้มากที่สุดคือพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนโลกนั้นมากกว่าปริมาณพลังงานที่มนุษยชาติสร้างขึ้นถึง 10,000 เท่า ปัญหาเกิดขึ้นในเทคโนโลยีการรวบรวมพลังงานและเนื่องจากการจ่ายพลังงานให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมีการใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับแบตเตอรี่เก็บพลังงานหรือเป็นวิธีการชาร์จเพิ่มเติมสำหรับโรงไฟฟ้าหลัก
ประเทศของเรากว้างใหญ่และการกระจายพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วอาณาเขตของตนมีความหลากหลายมาก
ข้อมูลอินพุตพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ย
ความเข้มอินพุตพลังงานแสงอาทิตย์
โซนที่มีความเข้มสูงสุดของรังสีดวงอาทิตย์ วันที่ 1 ตารางเมตรให้กำลังไฟฟ้ามากกว่า 5 kW ชั่วโมง. พลังงานแสงอาทิตย์ต่อวัน
ตามแนวชายแดนทางใต้ของรัสเซียตั้งแต่ทะเลสาบไบคาลถึงวลาดิวอสต็อก ในภูมิภาคยาคุตสค์ ทางตอนใต้ของสาธารณรัฐไทวาและสาธารณรัฐบูร์ยาเทีย ซึ่งผิดปกติพอสมควร เลยจากอาร์กติกเซอร์เคิลทางตะวันออกของเซเวอร์นายา เซมเลีย
อินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ตั้งแต่ 4 ถึง 4.5 kW ชั่วโมงต่อ 1 ตร.ม. เมตรต่อวัน
ภูมิภาคครัสโนดาร์, คอเคซัสตอนเหนือ, ภูมิภาครอสตอฟ, ทางตอนใต้ของภูมิภาคโวลก้า, ภูมิภาคทางใต้ของโนโวซีบีร์สค์, ภูมิภาคอีร์คุตสค์, Buryatia, Tyva, Khakassia, ดินแดน Primorsky และ Khabarovsk, ภูมิภาคอามูร์, เกาะ Sakhalin, ดินแดนอันกว้างใหญ่จาก ดินแดนครัสโนยาสค์ไปยัง Magadan, Severnaya Zemlya ทางตะวันออกเฉียงเหนือของเขตปกครองตนเอง Yamalo-Nenets
ตั้งแต่ 2.5 ถึง 3 กิโลวัตต์ ชั่วโมงต่อตร.ม. เมตรต่อวัน
ตามแนวโค้งตะวันตก - Nizhny Novgorod, มอสโก, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, Salekhard ทางตะวันออกของ Chukotka และ Kamchatka
ตั้งแต่ 3 ถึง 4 กิโลวัตต์ ชั่วโมงต่อ 1 ตร.ม. เมตรต่อวัน
ส่วนที่เหลือของประเทศ
ระยะเวลาของแสงแดดต่อปี
การไหลของพลังงานจะมากที่สุดในเดือนพฤษภาคม มิถุนายน และกรกฎาคม ในช่วงนี้ที่ เลนกลางรัสเซียต่อ 1 ตร.ม. เมตรของพื้นผิวคือ 5 กิโลวัตต์ หนึ่งชั่วโมงต่อวัน ความเข้มต่ำสุดคือเดือนธันวาคม-มกราคม เมื่อ 1 ตร.ว. เมตรของพื้นผิวคิดเป็น 0.7 กิโลวัตต์ หนึ่งชั่วโมงต่อวัน
คุณสมบัติการติดตั้ง
หากคุณติดตั้งแผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่มุม 30 องศากับพื้นผิว คุณสามารถรับประกันการสกัดพลังงานในโหมดสูงสุดและต่ำสุดที่ 4.5 และ 1.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อ 1 ตร.ม. ตามลำดับ เมตร. ในหนึ่งวัน.
การกระจายความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ในรัสเซียตอนกลางเป็นรายเดือน
จากข้อมูลที่ให้มา คุณสามารถคำนวณพื้นที่ราบได้ นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องจัดหาน้ำร้อนให้กับครอบครัว 4 คนในแต่ละบ้าน นักสะสมที่มีพื้นที่ 5.4 ตารางเมตรสามารถให้ความร้อนน้ำ 300 ลิตรจาก 5 องศาถึง 55 องศาในเดือนมิถุนายนในเดือนธันวาคม 18 ตารางเมตร เมตร หากใช้ตัวรวบรวมสุญญากาศที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น พื้นที่ตัวรวบรวมที่ต้องการจะลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง
ครอบคลุมความต้องการ DHW ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
ในทางปฏิบัติ ขอแนะนำให้ใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่แหล่งน้ำร้อนหลัก แต่เป็นอุปกรณ์สำหรับทำน้ำร้อนที่เข้าสู่การติดตั้งเครื่องทำความร้อน ในกรณีนี้การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจะลดลงอย่างมาก ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอุปทานอย่างต่อเนื่อง น้ำร้อนและประหยัดเงินในการจัดหาน้ำร้อนและทำความร้อนให้กับบ้านหากเป็นบ้านเพื่อการอยู่อาศัยถาวร ที่เดชาใน เวลาฤดูร้อนใช้สำหรับรับน้ำร้อน ประเภทต่างๆนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ จากท่อร่วมที่ผลิตจากโรงงานไปจนถึง อุปกรณ์โฮมเมดผลิตจากเศษวัสดุ ต่างกันในเรื่องประสิทธิภาพเป็นหลัก โรงงานแห่งหนึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่มีราคาสูงกว่า คุณสามารถสร้างท่อร่วมด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากตู้เย็นเก่าได้เกือบจะไม่มีค่าใช้จ่าย
ในรัสเซีย การติดตั้งตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการควบคุมโดย RD 34.20.115-89 " แนวทางในการคำนวณและออกแบบระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์", VSN 52-86 (ในรูปแบบ RTF, 11 Mb) "การติดตั้งระบบจ่ายน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ มาตรฐานการออกแบบ" มีคำแนะนำสำหรับการใช้แหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมในการเลี้ยงปศุสัตว์ การผลิตอาหารสัตว์ ฟาร์มชาวนา และภาคการเคหะในชนบท ซึ่งพัฒนาขึ้นตามคำร้องขอของกระทรวงเกษตรในปี 2545 GOST R 51595 "ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์" มีผลบังคับใช้ ความต้องการทางด้านเทคนิค", GOST R 51594 "พลังงานแสงอาทิตย์ ข้อกำหนดและคำจำกัดความ",
เอกสารเหล่านี้อธิบายรายละเอียดบางอย่างเกี่ยวกับไดอะแกรมของเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้และส่วนใหญ่ วิธีที่มีประสิทธิภาพการใช้งานในสภาพภูมิอากาศต่างๆ
นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศเยอรมนี
ในเยอรมนี รัฐจะอุดหนุนค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นการใช้งานจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในปี 2549 มีการติดตั้งตัวสะสม 1 ล้าน 300,000 ตารางเมตร ในจำนวนนี้ ประมาณ 10% เป็นท่อร่วมสุญญากาศที่มีราคาแพงกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า พื้นที่รวมของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งจนถึงปัจจุบันคือประมาณ 12 ล้านตารางเมตร
วัสดุและกราฟิกที่จัดทำโดย Viessmann
พระอาทิตย์ส่องแสง เป็นจำนวนมากพลังงาน - ประมาณ 1.1x10 20 kWh ต่อวินาที กิโลวัตต์ชั่วโมงคือปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการใช้งานหลอดไส้ขนาด 100 วัตต์เป็นเวลา 10 ชั่วโมง บรรยากาศชั้นนอกของโลกดักจับพลังงานประมาณหนึ่งในล้านที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 1,500 ล้านล้านล้าน (1.5 x 10 18) กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสะท้อน การกระจาย และการดูดกลืนโดยก๊าซและละอองลอยในชั้นบรรยากาศ มีเพียง 47% ของพลังงานทั้งหมดหรือประมาณ 700 ล้านล้านล้าน (7 x 10 17) กิโลวัตต์ชั่วโมง เท่านั้นที่มาถึงพื้นผิวโลก
รังสีดวงอาทิตย์ในชั้นบรรยากาศของโลกแบ่งออกเป็นรังสีโดยตรงและรังสีกระจายบนอนุภาคของอากาศ ฝุ่น น้ำ ฯลฯ ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ผลรวมของพวกมันก่อให้เกิดรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมด
ปริมาณพลังงานที่ลดลงต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลาขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
สภาพอากาศในท้องถิ่น
· ฤดูกาลของปี
· มุมเอียงของพื้นผิวสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์
เวลาและสถานที่
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการโคจรของดวงอาทิตย์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวันและเวลาของปี โดยปกติแล้ว โลกจะได้รับรังสีดวงอาทิตย์ในช่วงเที่ยงวันมากกว่าในช่วงเช้าตรู่หรือช่วงดึก ในตอนเที่ยง ดวงอาทิตย์จะอยู่สูงเหนือเส้นขอบฟ้า และความยาวของเส้นทางของรังสีดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศโลกก็ลดลง ส่งผลให้รังสีดวงอาทิตย์กระจายและดูดซับน้อยลง ส่งผลให้แผ่ไปถึงพื้นผิวได้มากขึ้น
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกแตกต่างจากค่าเฉลี่ยรายปี: เวลาฤดูหนาว- น้อยกว่า 0.8 kWh/m2 ต่อวันในยุโรปเหนือ และมากกว่า 4 kWh/m2 ต่อวันในช่วงฤดูร้อนในภูมิภาคเดียวกัน ความแตกต่างจะลดลงเมื่อคุณเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตร
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ด้วย ยิ่งใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากเท่าไรก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์โดยรวมที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวแนวนอนโดยเฉลี่ยต่อปีคือ: ยุโรปกลาง, เอเชียกลาง และแคนาดา - ประมาณ 1,000 kWh/m2; ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน - ประมาณ 1,700 kWh / m2; ในพื้นที่ทะเลทรายส่วนใหญ่ของแอฟริกา ตะวันออกกลาง และออสเตรเลีย - ประมาณ 2,200 kWh/m2
ดังนั้นปริมาณรังสีดวงอาทิตย์จึงแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปีและ ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์(ดูตาราง) จะต้องคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ปริมาณรังสีแสงอาทิตย์ในยุโรปและแคริบเบียน, kWh/m2 ต่อวัน
| ยุโรปตอนใต้ | ยุโรปกลาง | ยุโรปเหนือ | ภูมิภาคแคริบเบียน | |
| มกราคม | 2,6 | 1,7 | 0,8 | 5,1 |
| กุมภาพันธ์ | 3,9 | 3,2 | 1,5 | 5,6 |
| มีนาคม | 4,6 | 3,6 | 2,6 | 6,0 |
| เมษายน | 5,9 | 4,7 | 3,4 | 6,2 |
| อาจ | 6,3 | 5,3 | 4,2 | 6,1 |
| มิถุนายน | 6,9 | 5,9 | 5,0 | 5,9 |
| กรกฎาคม | 7,5 | 6,0 | 4,4 | 6,0 |
| สิงหาคม | 6,6 | 5,3 | 4,0 | 6,1 |
| กันยายน | 5,5 | 4,4 | 3,3 | 5,7 |
| ตุลาคม | 4,5 | 3,3 | 2,1 | 5,3 |
| พฤศจิกายน | 3,0 | 2,1 | 1,2 | 5,1 |
| ธันวาคม | 2,7 | 1,7 | 0,8 | 4,8 |
| ปี | 5,0 | 3,9 | 2,8 | 5,7 |
เมฆ
ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลกขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ปรากฏการณ์บรรยากาศและตำแหน่งดวงอาทิตย์ทั้งกลางวันและตลอดทั้งปี เมฆเป็นปรากฏการณ์บรรยากาศหลักที่กำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลก ณ จุดใดก็ตามบนโลก รังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลกจะลดลงเมื่อเมฆปกคลุมเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ประเทศที่มีสภาพอากาศมีเมฆมากจึงได้รับรังสีดวงอาทิตย์น้อยกว่าทะเลทรายซึ่งสภาพอากาศส่วนใหญ่ไม่มีเมฆ การก่อตัวของเมฆได้รับอิทธิพลจากการมีอยู่ของภูมิประเทศในท้องถิ่น เช่น ภูเขา ทะเล และมหาสมุทร รวมถึงทะเลสาบขนาดใหญ่ ดังนั้นปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ได้รับในพื้นที่เหล่านี้และบริเวณโดยรอบจึงอาจแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น ภูเขาอาจได้รับรังสีดวงอาทิตย์น้อยกว่าเชิงเขาและที่ราบที่อยู่ติดกัน ลมที่พัดไปทางภูเขาทำให้อากาศบางส่วนลอยขึ้น และทำให้ความชื้นในอากาศเย็นลง ก่อตัวเป็นเมฆ ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ในพื้นที่ชายฝั่งอาจแตกต่างจากที่บันทึกไว้ในพื้นที่ภายในประเทศด้วย
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับในระหว่างวันขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศในท้องถิ่นเป็นหลัก ในช่วงเที่ยงวันที่ท้องฟ้าแจ่มใส การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ทั้งหมดที่ตกลงบนพื้นผิวแนวนอนสามารถมีค่าได้ถึง 1,000 วัตต์/ตารางเมตร (ในสภาวะที่เอื้ออำนวยมาก) (เช่น ในยุโรปกลาง) สภาพอากาศตัวเลขนี้อาจสูงกว่านี้) ในขณะที่มีสภาพอากาศมีเมฆมาก - ต่ำกว่า 100 วัตต์/ตารางเมตร แม้ในตอนเที่ยงก็ตาม
มลพิษ
มานุษยวิทยาและ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติยังสามารถจำกัดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลกได้ หมอกควันในเมือง ควันจากไฟป่า และเถ้าลอยในอากาศจากการระเบิดของภูเขาไฟ ช่วยลดความสามารถในการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์โดยการเพิ่มการกระจายตัวและการดูดซับรังสีแสงอาทิตย์ นั่นคือปัจจัยเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงมากกว่าการแผ่รังสีทั้งหมด เมื่อมีมลพิษทางอากาศที่รุนแรง เช่น หมอกควัน การแผ่รังสีโดยตรงจะลดลง 40% และการแผ่รังสีทั้งหมดเพียง 15-25% การปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงสามารถลดการแผ่รังสีแสงอาทิตย์โดยตรงในพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวโลกได้ 20% และการแผ่รังสีทั้งหมดลง 10% เป็นระยะเวลา 6 เดือนถึง 2 ปี เมื่อปริมาณเถ้าภูเขาไฟในชั้นบรรยากาศลดลง ผลกระทบจะลดลง แต่การฟื้นตัวเต็มที่อาจใช้เวลาหลายปี
ศักยภาพ
ดวงอาทิตย์ให้พลังงานฟรีแก่เรามากกว่าพลังงานที่ใช้จริงทั่วโลกถึง 10,000 เท่า มีการซื้อและขายพลังงานเพียงไม่ถึง 85 ล้านล้าน (8.5 x 1,013) กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปีในตลาดเชิงพาณิชย์ทั่วโลกเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามกระบวนการทั้งหมด จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดได้อย่างแน่นอนว่าผู้คนใช้พลังงานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์มากแค่ไหน (เช่น ปริมาณไม้และปุ๋ยที่ถูกรวบรวมและเผา ปริมาณน้ำที่ใช้ในการผลิตพลังงานกลหรือไฟฟ้า ). ผู้เชี่ยวชาญบางคนประเมินว่าพลังงานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ดังกล่าวคิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในห้าของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ แต่ถึงแม้จะเป็นเช่นนั้น พลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในระหว่างปีก็เป็นเพียงประมาณหนึ่งในเจ็ดพันของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นผิวโลกในช่วงเวลาเดียวกัน
ในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา การใช้พลังงานอยู่ที่ประมาณ 25 ล้านล้าน (2.5 x 1,013) kWh ต่อปี ซึ่งสอดคล้องกับมากกว่า 260 kWh ต่อคน ต่อวัน ตัวเลขนี้เทียบเท่ากับการใช้หลอดไส้มากกว่า 100 วัตต์มากกว่าหนึ่งร้อยวัตต์ตลอดทั้งวันทุกวัน พลเมืองสหรัฐฯ โดยเฉลี่ยใช้พลังงานมากกว่าชาวอินเดียถึง 33 เท่า, มากกว่าชาวจีน 13 เท่า, มากกว่าชาวญี่ปุ่น 2.5 เท่า และมากกว่าชาวสวีเดนถึง 2 เท่า
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นผิวโลกมีมากกว่าปริมาณการใช้พลังงานถึงหลายเท่า แม้แต่ในประเทศอย่างสหรัฐอเมริกาซึ่งมีการใช้พลังงานอย่างมหาศาลก็ตาม หากใช้พื้นที่เพียง 1% ของประเทศในการติดตั้งอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ (แผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือ ระบบสุริยะสำหรับการจัดหาน้ำร้อน) ซึ่งดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพ 10% แล้วสหรัฐอเมริกาก็จะสามารถพึ่งพาพลังงานได้อย่างสมบูรณ์ เช่นเดียวกันกับประเทศที่พัฒนาแล้วอื่นๆ ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ในแง่หนึ่ง สิ่งนี้ไม่สมจริง - ประการแรกเพราะว่า ค่าใช้จ่ายที่สูงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ประการที่สองมันเป็นไปไม่ได้ที่จะครอบคลุมเช่นนี้ พื้นที่ขนาดใหญ่อุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ทำลายระบบนิเวศ แต่หลักการเองก็ถูกต้อง คุณสามารถครอบคลุมพื้นที่เดียวกันได้โดยการกระจายการติดตั้งบนหลังคาอาคาร บนบ้าน ริมถนน บนที่ดินที่กำหนดไว้ ฯลฯ นอกจากนี้ ในหลายประเทศมากกว่า 1% ของที่ดินได้อุทิศให้กับการสกัด การแปรรูป การผลิต และการขนส่งพลังงานแล้ว และเนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ในระดับมนุษย์ การผลิตพลังงานประเภทนี้จึงเป็นอันตรายต่อ สิ่งแวดล้อมกว่าระบบสุริยะ
ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล - ประมาณ 1.1x1020 kWh ต่อวินาที กิโลวัตต์-ชั่วโมงคือปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการใช้งานหลอดไส้ขนาด 100 วัตต์เป็นเวลา 10 ชั่วโมง บรรยากาศชั้นนอกของโลกดักจับพลังงานประมาณหนึ่งในล้านที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 1,500 ล้านล้านล้าน (1.5 x 1,018) กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสะท้อน การกระเจิง และการดูดกลืนโดยก๊าซและละอองลอยในชั้นบรรยากาศ มีเพียง 47% ของพลังงานทั้งหมดหรือประมาณ 700 ล้านล้านล้าน (7 x 1,017) กิโลวัตต์ชั่วโมง เท่านั้นที่มาถึงพื้นผิวโลก
รังสีดวงอาทิตย์ในชั้นบรรยากาศของโลกแบ่งออกเป็นรังสีโดยตรงและรังสีกระจายบนอนุภาคของอากาศ ฝุ่น น้ำ ฯลฯ ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ผลรวมของพวกมันก่อให้เกิดรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมด ปริมาณพลังงานที่ลดลงต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลาขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
- ละติจูด
- ฤดูกาลภูมิอากาศท้องถิ่นของปี
- มุมเอียงของพื้นผิวสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์
เวลาและที่ตั้งทางภูมิศาสตร์
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการโคจรของดวงอาทิตย์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวันและเวลาของปี โดยปกติแล้ว โลกจะได้รับรังสีดวงอาทิตย์ในช่วงเที่ยงวันมากกว่าในช่วงเช้าตรู่หรือช่วงดึก ในตอนเที่ยง ดวงอาทิตย์จะอยู่สูงเหนือเส้นขอบฟ้า และความยาวของเส้นทางของรังสีดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศโลกก็ลดลง ส่งผลให้รังสีดวงอาทิตย์กระจายและดูดซับน้อยลง ส่งผลให้แผ่ไปถึงพื้นผิวได้มากขึ้น
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกแตกต่างจากค่าเฉลี่ยรายปี: ในฤดูหนาว - น้อยกว่า 0.8 kWh/m2 ต่อวันในยุโรปเหนือ และมากกว่า 4 kWh/m2 ต่อวันในฤดูร้อนในภูมิภาคเดียวกันนี้ ความแตกต่างจะลดลงเมื่อคุณเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตร
(คลิกเพื่อดูภาพขยาย)
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ด้วย ยิ่งใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากเท่าไรก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์โดยรวมที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวแนวนอนโดยเฉลี่ยต่อปีคือ: ในยุโรปกลาง เอเชียกลาง และแคนาดา - ประมาณ 1,000 kWh/m2; ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน - ประมาณ 1,700 kWh / m2; ในพื้นที่ทะเลทรายส่วนใหญ่ของแอฟริกา ตะวันออกกลาง และออสเตรเลีย - ประมาณ 2,200 kWh/m2
ดังนั้นปริมาณรังสีดวงอาทิตย์จึงแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปีและตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ (ดูตาราง) จะต้องคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อใช้พลังงานแสงอาทิตย์
| ยุโรปตอนใต้ | ยุโรปกลาง | ยุโรปเหนือ | ภูมิภาคแคริบเบียน | |
| มกราคม | 2,6 | 1,7 | 0,8 | 5,1 |
| กุมภาพันธ์ | 3,9 | 3,2 | 1,5 | 5,6 |
| มีนาคม | 4,6 | 3,6 | 2,6 | 6,0 |
| เมษายน | 5,9 | 4,7 | 3,4 | 6,2 |
| อาจ | 6,3 | 5,3 | 4,2 | 6,1 |
| มิถุนายน | 6,9 | 5,9 | 5,0 | 5,9 |
| กรกฎาคม | 7,5 | 6,0 | 4,4 | 6,0 |
| สิงหาคม | 6,6 | 5,3 | 4,0 | 6,1 |
| กันยายน | 5,5 | 4,4 | 3,3 | 5,7 |
| ตุลาคม | 4,5 | 3,3 | 2,1 | 5,3 |
| พฤศจิกายน | 3,0 | 2,1 | 1,2 | 5,1 |
| ธันวาคม | 2,7 | 1,7 | 0,8 | 4,8 |
| ปี | 5,0 | 3,9 | 2,8 | 5,7 |
อิทธิพลของเมฆต่อพลังงานแสงอาทิตย์
ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลกขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ทางบรรยากาศต่างๆ และตำแหน่งของดวงอาทิตย์ทั้งในเวลากลางวันและตลอดทั้งปี เมฆเป็นปรากฏการณ์บรรยากาศหลักที่กำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลก ณ จุดใดก็ตามบนโลก รังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลกจะลดลงเมื่อเมฆปกคลุมเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ประเทศที่มีสภาพอากาศมีเมฆมากจึงได้รับรังสีดวงอาทิตย์น้อยกว่าทะเลทรายซึ่งสภาพอากาศส่วนใหญ่ไม่มีเมฆ
การก่อตัวของเมฆได้รับอิทธิพลจากการมีอยู่ของภูมิประเทศในท้องถิ่น เช่น ภูเขา ทะเล และมหาสมุทร รวมถึงทะเลสาบขนาดใหญ่ ดังนั้นปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ได้รับในพื้นที่เหล่านี้และบริเวณโดยรอบจึงอาจแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น ภูเขาอาจได้รับรังสีดวงอาทิตย์น้อยกว่าเชิงเขาและที่ราบที่อยู่ติดกัน ลมที่พัดไปทางภูเขาทำให้อากาศบางส่วนลอยขึ้น และทำให้ความชื้นในอากาศเย็นลง ก่อตัวเป็นเมฆ ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ในพื้นที่ชายฝั่งอาจแตกต่างจากที่บันทึกไว้ในพื้นที่ภายในประเทศด้วย
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับในระหว่างวันขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศในท้องถิ่นเป็นหลัก ในเวลาเที่ยงวันท้องฟ้าแจ่มใสรวมแสงอาทิตย์
รังสีที่ตกลงบนพื้นผิวแนวนอนสามารถเข้าถึงค่า (เช่น ในยุโรปกลาง) ถึงค่า 1,000 W/m2 (ในสภาพอากาศที่เอื้ออำนวยมาก ตัวเลขนี้อาจสูงกว่านี้) ในขณะที่ในสภาพอากาศมีเมฆมาก ก็สามารถมีค่าต่ำกว่า 100 W/m2 ได้ด้วยซ้ำ ตอนเที่ยง.
ผลกระทบของมลพิษทางอากาศต่อพลังงานแสงอาทิตย์
ปรากฏการณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นและทางธรรมชาติยังสามารถจำกัดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกได้ หมอกควันในเมือง ควันจากไฟป่า และเถ้าลอยในอากาศจากการระเบิดของภูเขาไฟ ช่วยลดความสามารถในการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์โดยการเพิ่มการกระจายตัวและการดูดซับรังสีแสงอาทิตย์ นั่นคือปัจจัยเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงมากกว่าการแผ่รังสีทั้งหมด เมื่อมีมลพิษทางอากาศที่รุนแรง เช่น หมอกควัน การแผ่รังสีโดยตรงจะลดลง 40% และการแผ่รังสีทั้งหมดเพียง 15-25% การปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงสามารถลดการแผ่รังสีแสงอาทิตย์โดยตรงในพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวโลกได้ 20% และการแผ่รังสีทั้งหมดลง 10% เป็นระยะเวลา 6 เดือนถึง 2 ปี เมื่อปริมาณเถ้าภูเขาไฟในชั้นบรรยากาศลดลง ผลกระทบจะลดลง แต่การฟื้นตัวเต็มที่อาจใช้เวลาหลายปี
ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ให้พลังงานฟรีแก่เรามากกว่าพลังงานที่ใช้จริงทั่วโลกถึง 10,000 เท่า มีการซื้อและขายพลังงานเพียงไม่ถึง 85 ล้านล้าน (8.5 x 1,013) กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปีในตลาดเชิงพาณิชย์ทั่วโลกเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามกระบวนการทั้งหมด จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดได้อย่างแน่นอนว่าผู้คนใช้พลังงานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์มากแค่ไหน (เช่น ปริมาณไม้และปุ๋ยที่ถูกรวบรวมและเผา ปริมาณน้ำที่ใช้ในการผลิตพลังงานกลหรือไฟฟ้า ). ผู้เชี่ยวชาญบางคนประเมินว่าพลังงานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ดังกล่าวคิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในห้าของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ แต่ถึงแม้จะเป็นเช่นนั้น พลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในระหว่างปีก็เป็นเพียงประมาณหนึ่งในเจ็ดพันของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นผิวโลกในช่วงเวลาเดียวกัน
ในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา การใช้พลังงานอยู่ที่ประมาณ 25 ล้านล้าน (2.5 x 1,013) kWh ต่อปี ซึ่งสอดคล้องกับมากกว่า 260 kWh ต่อคน ต่อวัน ตัวเลขนี้เทียบเท่ากับการใช้หลอดไส้มากกว่า 100 วัตต์มากกว่าหนึ่งร้อยวัตต์ตลอดทั้งวันทุกวัน พลเมืองสหรัฐฯ โดยเฉลี่ยใช้พลังงานมากกว่าชาวอินเดียถึง 33 เท่า, มากกว่าชาวจีน 13 เท่า, มากกว่าชาวญี่ปุ่น 2.5 เท่า และมากกว่าชาวสวีเดนถึง 2 เท่า
ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นผิวโลกมีมากกว่าปริมาณการใช้พลังงานถึงหลายเท่า แม้แต่ในประเทศอย่างสหรัฐอเมริกาซึ่งมีการใช้พลังงานอย่างมหาศาลก็ตาม หากใช้เพียง 1% ของประเทศในการติดตั้งอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ (แผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์) ที่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ 10% สหรัฐอเมริกาก็จะสามารถพึ่งพาพลังงานได้อย่างเต็มที่ เช่นเดียวกันกับประเทศที่พัฒนาแล้วอื่นๆ ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ในแง่หนึ่ง สิ่งนี้ไม่สมจริง - ประการแรกเนื่องจากระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีราคาสูง และประการที่สอง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่เช่นนี้ด้วยอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ทำลายระบบนิเวศ แต่หลักการเองก็ถูกต้อง
คุณสามารถครอบคลุมพื้นที่เดียวกันได้โดยการกระจายการติดตั้งบนหลังคาอาคาร บนบ้าน ริมถนน บนที่ดินที่กำหนดไว้ ฯลฯ นอกจากนี้ ในหลายประเทศมากกว่า 1% ของที่ดินได้อุทิศให้กับการสกัด การแปรรูป การผลิต และการขนส่งพลังงานแล้ว และเนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ในระดับมนุษย์ การผลิตพลังงานประเภทนี้จึงเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าระบบสุริยะมาก
