Массивы фотоэлементов обычно размещают в безлюдных местах, где нет ни полей, ни домов. Что касается полей — так делают потому, что, во-первых, солнечные панели требуют обслуживания, и никто не хочет, чтобы его посевы вытаптывали. Во-вторых, панели отбрасывают тень, что негативно влияет на рост многих растений.
Но, как оказалось, второй фактор может стать преимуществом а не недостатком, в результате чего солнечные электростанции станут помогать выращивать тенелюбивые культуры. Таких немало, прямые солнечные лучи просто «сжигают» растения, любящие тень. Они ибо погибают, либо не плодоносят. Оптимальные варианты комбинации солнечных панелей с сельским хозяйством сейчас ищут ученые из Аризонского университета.
Исследования проводятся на Юго-Западе США, где солнечно и сухо, так что тенелюбивые растения здесь не выращивают. И как раз в этом регионе солнечные панели могут оказаться очень полезными, поскольку они, затеняя большие площади поверхности, снижают уровень испарения влаги и защищают растения от прямых солнечных лучей. На данный момент уже готов испытательный комплекс. Здесь фотоэлементы размещены на высоте 3м от поверхности земли — выше, чем это делается в обычной ситуации.
Для контроля результатов эксперимента ученые решили использовать три испытательных комплекса (а, скорее, грядки). Первый включает лишь растения, второй — панели, третий — и растения, и панели. Сельскохозяйственные культуры — помидоры, халапеньо и перец чильтепин.
Результаты эксперимента показали, что испарение влаги действительно замедляется в зоне, где стоят панели (собственно, это очевидно, если есть тень, то, конечно, испарение будет идти более медленными темпами). Температура почвы немного ниже общего уровня днем и выше — ночью.
Что касается сельскохозяйственных культур, то они и вовсе чувствуют себя хорошо. Так, перец чильтепин рос явно активнее под солнечными панелями. Активность развития растений определяли по концентрации углекислого газа. Растения, которые произрастали в тени, давали на треть больше этого газа, чем те, что были вынуждены расти под лучами солнца. Урожай же «теневого перца» был в три раза выше, чем у перца, выставленного на солнце.
Халапеньо чувствовали себя примерно одинаково хорошо и на солнце и в тени. «Теневые» халапеньо развивались на 11% медленнее, чем их «солнечные» собратья". Но зато они потребляли на 65% меньше воды. Разницы в урожайности почти не было — все в рамках статистической погрешности.
Ну а помидоры в тени развивались на 65% активнее, чем на солнце, потребляли на 65% меньше воды и дали двойной по сравнению с «солнечными» растениями урожай.
Что касается солнечных панелей, то, по расчетам ученых, небольшое снижение температуры конструкций, которые стояли на грядках с растениями, привело к росту генерации энергии примерно на 3%. В силу пониженной температуры почвы и воздуха над растениями немного снижалась и температура конструкций.
По словам исследователей, комбинирование фотоэлементов и сельскохозяйственных насаждений дает возможность сократить потребление воды растениями, увеличить урожайность определенных видов, начать выращивать тенелюбивые сорта в местах, где много солнца, а также, хоть и совсем чуть-чуть, но повысить объемы выработки электричества панелями. Да и для работников на полях наличие тени — существенный плюс.
polearnik
А насколько невыгодно прикрутить к панелям 2 моторчика и 4 фоторезистора чтоб панель следовала за солнцем? Возможно для этого можно обойтись и 1 моторчиком и 1 реле. Силуминовые шестерни и пластмассовая нитка должны хватить для разворота панели
WicRus
Есть мнение, что поворачивать панель очень выгодно и без этого использовать смысла нет. Попадалась информация, что в Сибири поворотная панель вырабатывает на 40% больше энергии. Одно время была мысль сделать миниатюрный испытательный стенд, даже купил пару панелей, но руки так и не дошли проверить данное утверждение.
ClearAirTurbulence
Когда общалася с инсталляторами панелей, слышал обратное — что TCO трекеров превышает отдачу.
arheops
На разницу в стоимости и обслуживании вы просто тупо можете +30% панелей купить и получить то же.
expromt
Но на эти +30% дополнительных панелей тоже нужно выделить землю а потом еще их обслуживать.
arheops
Ну если двигающихся частей нет, то обслуживание в разы проще.
expromt
Да проще. Но «объем» обслуживания на 30% больше.
expromt
Да и сомневаюсь что особо большие затраты на поворотную систему потребуются. По 1 двигателю + 1 простейшему детектору угла поворота на панель + 1 контроллер на все поле батарей, да даже если по 1 контроллеру на каждую, в сравнении с самой панелью — копейки.
arheops
Линейный актуатор такого типа — 50 долларов(используется в антеннах).
Плюс надо поворотное крепление(сильно сложнее, чем просто рама).
Плюс система контроля.
Ну и смазка подвижных сочленений или подшипники.
Ну и это все должно держать ветровую и снежную нагрузку.
Belking
Ну вообще, есть солнечно-термальные электростанции у которых эта технология является ключевой и в большой степени автоматизированной. Там поворотная система отвечает за то, чтобы солнечные лучи нужным образом направить на место нагрева, а при перегреве — перенаправить нужную часть панелей на защищенную поверхность. В сравнении с этим, поворот панели по движению солнца — задача для первого класса и причины отсутствия их повсеместного применения нужно искать в чем то другом.
Например, [1] установив панели в фиксированном положении под углом 45 гр. мы ставим 5 панелей в ряд, а если будет необходимо их поворачивать за движением к солнцу, то мы сможем расположить таким образом лишь 3 панели, дабы избежать риска, что заклинив один механизм мы не разобъём две панели друг о друга; [2] это действительно сложнее реализовать на крыше дома; [3] потребует дополнительной прокладки кабелей, повышая риск пожароопасности. И сложив все возможные факторы, мы возможно придем к тому, что экспериментальный образец, с которого буквально сдуваются пылинки будет показывать действительно хороший результат, но вот на массовом применении — эти факторы начнут срабатывать и приводить к бОльшим убыткам, чем полученная выгода от применения трэкинга.
Так что, наверное это классная штука для умельцев, готовых самостоятельно взяться за реализацию и следить за ними, но на массовом рынке для весь вечер попивающих на диване пивко не сработает. И в сельском хозяйстве, возможно, этот трекинг как раз и будет полезен. А что — в моменты, когда солнце за тучами и не даёт достаточно освещения для генерации сколь либо значимых объемов электричества, их можно было бы повернуть параллельно солнечным лучам, чтобы этот тусклый свет попадал на эти самые тенелюбивые растения, которым такой уровень освещения в самый раз. Но это мы увидим уже в дальнейших исследованиях — наверняка, после полученных результатов, будут экспериментировать и с поворотами панелей, и применением отдельных ячеек, вместо панелей.
rPman
Очень много в системах сбора солнечного света (особенно для сбора тепла) решают зеркала. Например параболическое зеркало (парабола по одной стороне — другая прямая, т.е. просто погнутый лист из блестящего металла) бОльшего размера чем необходимо может вообще не требовать какого либо движения, пятно фокуса в этом случае двигается на порядок меньше чем солнце и вдоль трубы, расположенной в фокусе.
Т.е. нормальный солнечный коллектор — это неподвижная конструкция из гнутого в параболу стального листа и зачерненной нагревательной трубы (можно разместить внутри стеклянной колбы или взять готовую), которую при необходимости можно двигать за фокусом, она легче на порядок, без парусности, либо сделать шире какраз в пределах движения светового пятна, это все равно на порядок меньше размера самого зеркала а значит не будет влиять на результат.
Сходу не нашел ссылок на diy проект, о котором читал несколько лет назад, но вот пример еще одного, не поворотного зеркала
DmitrySpb79
Поворотные системы есть вполне, лично видел :)
cdn.goodshomedesign.com/wp-content/uploads/2017/02/smartflower.jpg
Штука не массовая, зато смотрится забавно.
Ermak
На крыше соседнего офиса есть солнечные панели. Они не следят за солнцем, просто в определенный момент перекидываются на обратную сторону.
Belking
>> просто в определенный момент перекидываются на обратную сторону
Не совсем понял. Насколько я знаю, солнечные панели лучше всего направлять на юго-запад/юг/юго-восток. Таким образом, «перекидывая их на обратную сторону» они будут направлены на северо-восток/север/северо-запад. А направляя на восток и перекидывая их на запад, теряется пиковая дневная генерация. В чём профит?
Ermak
Они перекидываются с востока на запад, постепенно. Могу сфоткать, если интересно.
Belking
Интересно, буду благодарен. Они же, наверняка, не просто переворачиваются, они дополнительно под каким то углом находятся ещё.
Belking
Когда отдыхал на Коста Рике, видел уходящие за горизонт, покрытые черным или зелёным, защищающим от света, настилом (очень плотная тканевая сетка),
теплицыовощные фермы. То же самое с огородами местных. Как мне сказали — как раз в них и выращивают тенелюбивые культуры (в особенности томаты). Цены на них (томаты) летом, были почти как у нас в России зимой.inferrna
Если Сахару вот так вот всю замостить солнечными батареями — глядишь, и там будут яблони цвести.
Saur
Глобальный климат конечно же не заметит исчезновение пустыни в десять миллионов квадратных. Благодарные потомки помянут добрым словом предков захотевших яблочек, когда будут новую пустыню выкапывать.
Zmiy666
Сахара появилась не так давно (когда то там текли реки и росли леса) Влияние на климат и окружающую среду она оказывает негативное — наоборот нужно прикладывать массу усилий, чтоб ликвидировать пустыню, существуют десятки разных проектов по ее сокращению, но увы все они требуют денег и инвестиций… пустыня продолжает наступать, уничтожая плодородные земли.
arheops
Пустыня дает постоянный практически ветер.
Может сама пустыня и негативна, но вот если ее убрать — не факт, что в окружающих сранах станет лучше.
Nimo_tsi
Увы, но эти гигаватты электроэнергии банально не на что тратить. Отсутствуют крупные производства-потребители (типа металлургии).
Также потребуется еще инфраструктура для передачи и преобразования энергии (трансформаторные подстанции, высоковольтные линии).
Конечно можно построить «энергетический мост» в Европу, и даже на Хабре вроде была не так давно статья на эту тему, но к сожалению, потери при транспортировке превышают выгоду от солнечной энергетики в Сахаре.
0serg
Потери на транспортировку в Европу будут в районе 10-15%, там все только в цену упирается, привязку генерации к дневному времени, ну и в политическую стабильность региона (а точнее — отсутствие оной)
arheops
Это каким методом 15%?
Там с мегавольтными ЛЕП до 70% получается, расстояния немалые.
0serg
HVDC. Там потери в районе 3% на 1000 км + 2% на преобразование. Хорошо подходит для подводных кабелей (а из Сахары надо тянуть через Средиземное).
inferrna
Можно прямо в Сахаре переплавлять глину на алюминий, титан и другие ценные материалы. Или соорудить мега-установку по опреснению Средиземного моря — чтобы рыбы на кубометр было как в Азовском. (От мирового океана отгородимся шлюзами, чтобы не подсаливал)
Была бы энергия, а проекты подтянутся.
arheops
Ну и кто это оплатит то?
Вы цену представляете этой установки по опреснению?
inferrna
Цена == энергия, а её будет завались.
arheops
Ну во первых энергия в Сахаре ничего не стоит.
Во вторых вы же ее на опреснение собираетесь пустить.
inferrna
Сперва построить установки, а уж потом опреснять — что тут не ясно-то?
Вопрос стоял в том, куда девать гигантское количество энергии от солнечных батарей, покрывающих всю Сахару. Вопрос не о том, что сделать, а о том, что делать, то есть, о процессе. Ответ — сперва строить, потом опреснять.
natan555
в Исландии алюминий не добывают, но находят выгодным туда везти руду
GiperBober
Закрываем экваториальные пустыни солнечными полями (возможно, Аравийская пустыня для этого подойдёт лучше, чем Сахара, или любая другая, где нет огромных дюн, которые могут засыпать гелиополя), дневную генерацию используем для получения водорода, водород отвозим танкерами в северные страны, где на прибрежных ТЭС сжигаем этот водород, полученную электроэнергию передаём в глубь стран, отказавшихся от традиционных ТЭС на ископаемом топливе. Основной потребитель — электротранспорт, по моим прикидкам, для полного перевода всего транспорта мира на электротягу понадобится увеличение генерирующих мощностей относительно текущих примерно на треть, а с учётом замены типов генерации (с ТЭС на ВИЭ), а так же вывода атомных электростанций в некоторых странах, и прочих нюансов трансформации энергетики, может понадобиться заместить до 60-80% всех мировых генерирующих мощностей. Тут найдётся место и огромным полям ветряков в северных морях, и огромным гелиополям в пустынях, и частным кровельным электростанциям, и всевозможным системам аккумулирования суточных и сезонных пиков генерации ВИЭ — в том числе и водороду.
Кстати, конкретно Европе Сахара не особо и нужна — ей вполне хватит сочетания Испании+юг Франции (СЭС) с ветряками в северных морях. Испания в этом плане долго раскачивается, долгое время забив болт на огромные потенциалы гелиогенерации в своей стране.
А ту же металлургию могут принудить отказаться от использования сначала угля, а потом и газа для получения металлов, и перейти на электро или тот же водород. Так что сначала ВИЭ заменят обычную тепловую электрогенерацию, а потом и просто тепловую генерацию — там, где сейчас используется газ и уголь.
В 2008 году в мире было потреблено энергии 144 ПВт*ч, а электроэнергии было выработано всего 24 ПВт*ч (правда, парадокс, сама электрогенерация сожрала энергии этак на 50 ПВт*ч — КПД генерации очень сильно не 100%). Так что если всё переводить на электроэнергию, то работы — непочатый край.
tuxi
burzooom
Галерами. 100% Эко-транспорт, без зависимости от ветра