|
Из-за своей низкой эффективности, которая в лучшем случае достигает 20 процентов, солнечные батареи сильно нагреваются. Остальные 80 процентов энергии солнечного света нагревают солнечные батареи до средней температуры порядка 55 °C. С увеличением температуры фотогальванического элемента на 1°, его эффективность падает на 0,5 %. Эта зависимость не линейна и повышение температуры элемента на 10° приводит к снижению эффективности почти в два раза. Активные элементы систем охлаждения (вентиляторы или насосы) перекачивающие хладагент, потребляют значительное количество энергии, требуют периодического обслуживания и снижают надёжность всей системы. Пассивные системы охлаждения обладают очень низкой производительностью и не могут справиться с задачей охлаждения солнечных батарей<ref>{{cite web |url=http://www.gizmag.com/self-cooling-solar-cells/33061/|title=Stanford researchers develop self-cooling solar cells.|subtitle= |author=David Szondy|quote= |date=2014-07-25|format= |publisher=gizmag.com|accessdate=2016-06-06|lang=en|deadlink= |archiveurl= |archivedate= }}</ref>.
== Солнечная электроэнергетика ==
{{Main|Солнечная генерация}}
Способы получения электричества, тепла и топлива из солнечного излучения:
* [[фотовольтаика]] — прямое преобразование фотонов в [[электроэнергия|электроэнергию]] с помощью [[фотоэлемент]]ов;
* [[гелиотермальная энергетика]] — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование [[Тепло|тепла]] (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой или солью для последующего использования нагретой воды для отопления, горячего водоснабжения или в паровых электрогенераторах). В качестве особого вида станций гелиотермальной энергетики принято выделять [[солнечные системы концентрирующего типа]] (CSP — Concentrated solar power). В этих установках энергия солнечных лучей с помощью системы линз и зеркал фокусируется в концентрированный луч света. Этот луч используется как источник тепловой энергии для нагрева рабочей жидкости, которая расходуется для электрогенерации по аналогии с обычными ТЭЦ или накапливается для сохранения энергии. Преобразование солнечной энергии в электричество осуществляется с помощью тепловых машин:
** [[двигатель Стирлинга]];
** [[газовая турбина]]
* термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).
* солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием). Преимущество — запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду
*[[Solar fuel]]
=== Развитие ===
{|class="wikitable floatright" style="text-align: center; width: 280px; font-size: 0.9em;"
!colspan=4 |Годовая выработка электроэнергии в мире на СЭС
|-
!Год!!Энергия ТВт·ч!!Годовой прирост!!Доля от всей
|-
|2004 || 2,6 || ― || 0,01%
|-
|2005 || 3,7 || 42% || 0,02%
|-
|2006 || 5,0 || 35% || 0,03%
|-
|2007 || 6,8 || 36% || 0,03%
|-
|2008 || 11,4 || 68% || 0,06%
|-
|2009 || 19,3 || 69% || 0,10%
|-
|2010 || 31,4 || 63% || 0,15%
|-
|2011 || 60,6 || 93% || 0,27%
|-
|2012 || 96,7 || 60% || 0,43%
|-
|2013 || 134,5 || 39% || 0,58%
|-
|2014 || 185,9 || 38% || 0,79%
|-
| colspan=4 style="text-align: left; font-size: 0.8em; background-color: #f2f2f2;" |Источник — [[BP]] Statistical Review of World Energy, 2015<ref>{{cite news
|url= http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-of-world-energy-2015-renewables-section.pdf#5
|title= BP Statistical Review of World Energy June 2015, Renewables section
|publisher= [[BP]]
|date= June 2015}}</ref><ref>{{cite news
|url= http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-of-world-energy-2015-electricity-section.pdf#2
|title= BP Statistical Review of World Energy June 2015, Electricity section
|publisher= [[BP]]
|date= June 2015}}</ref>
|}
[[Файл:Power of solar energy by country.jpg|255px|thumb]]
[[Файл:Solar capacity.jpg|255px|thumb]]
В 1985 году все установленные мощности мира составляли 0,021 ГВт.
В 2005 году Производство фотоэлементов в мире составляло 1,656 ГВт.
На начало 2010 года общая мировая мощность фотоэлементной солнечной энергетики составляла лишь около 0,1 % общемировой генерации электроэнергии<ref name="bfm">[http://www.bfm.ru/lexus/2010/05/19/solnechnye-tehnologii-obespechat-chetvert-elektrichestva.html BFM.RU Солнечные технологии обеспечат четверть электричества.]</ref>.
В 2012 году общая мощность мировых гелиоэнергетических установок выросла на 31 ГВт, превысив 100 ГВт.
Крупнейшие производители фотоэлементов в 2012 году<ref>[http://reneweconomy.com.au/2013/graph-of-the-day-worlds-top-ten-solar-pv-suppliers-87720 Graph of the Day: World’s top ten solar PV suppliers. 15 April 2013]// RE neweconomy</ref>:
# [[Yingli]] — 2300 МВт
# [[First Solar]] — 1800 МВт
# [[Trina Solar]] — 1600 МВт
# [[Canadian Solar]] — 1550 МВт
# [[Suntech]] — 1500 МВт
# [[Sharp]] — 1050 МВт
# [[Jinko Solar]] — 900 МВт
# [[SunPower]] — 850 МВт
# [[REC Group]] — 750 МВт
# [[Hanwha SolarOne]] — 750 МВт
В 2013 году глобально было установлено 39 ГВт фотоэлектрических мощностей. В результате общая мощность фотоэлектрических установок на начало 2014 года оценивалась в 139 ГВт<ref>http://www.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/GSR/2014/GSR2014_full%20report_low%20res.pdf</ref>.
Лидером по установленной мощности является Евросоюз<ref name=dw>{{cite web
| url=http://www.dw.de/мировая-солнечная-энергетика-переломный-год/a-16844461
| title = Мировая солнечная энергетика: переломный год
| author = Геро Рютер, Андрей Гурков
| date = 2013-05-29
| work =
| publisher = Deutsche Welle
| accessdate = 2013-06-15
| lang =
| archiveurl = http://www.webcitation.org/6HUnNHOlT
| archivedate = 2013-06-19
}}</ref>, среди отдельных стран — Китай. По совокупной мощности на душу населения лидер — Германия.
=== Распространение солнечной электроэнергетики ===
В 2010 году 2,7 % электроэнергии [[Испания|Испании]] было получено из солнечной энергии<ref>[http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/01/spain-generated-3-of-its-electricity-from-solar-in-2010?cmpid=rss ''Paul Gipe'' Spain Generated 3 % of its Electricity from Solar in 2010 28 Январь 2011 г]</ref>.
В 2011 году около 3 % электроэнергии [[Италия|Италии]] было получено из фотоэлектрических установок<ref>[http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/07/italy-passes-7000-mw-of-total-installed-solar-pv?cmpid=rss ''Paul Gipe'' Italy Passes 7,000 MW of Total Installed Solar PV 22 Июль 2011 г.]</ref>.
В декабре 2011 года на Украине завершено строительство последней, пятой, 20-мегаваттной очереди солнечного парка в ''Перово'', в результате чего его суммарная [[установленная мощность]] возросла до 100 МВт<ref>[http://www.nr2.ru/crimea/365840.html Activ Solar построила в Крыму крупнейшую солнечную электростанцию в мире]</ref>. Солнечный парк ''Перово'' в составе пяти очередей стал крупнейшим парком в мире по показателям установленной мощности. За ним следуют канадская электростанция ''Sarnia'' (97 МВт), итальянская ''Montalto di Castro'' (84,2 МВт) и немецкая ''Finsterwalde'' (80,7 МВт). Замыкает мировую пятерку крупнейших фотоэлектрических парков — 80-мегаваттная электростанция ''Охотниково'' в Сакском районе Крыма. Ещё одна солнечная электростанция мощностью 100 [[Киловатт|кВт]] была запущена в сентябре 2010 года в Белгородской области<ref>[http://www.rg.ru/2011/06/09/sun.html Солнце приходит в дома ]</ref><ref>[http://www.vesti.ru/doc.html?id=515528 В Белгородской области работает первая в России солнечная электростанция]</ref>.
=== Рабочие места ===
В середине [[2011 год]]а в фотоэлектрической промышленности Германии было занято более 100 тысяч человек. В солнечной энергетике США работали 93,5 тысяч человек<ref>[http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/06/green-jobs-are-real-german-and-american-solar-industry-both-employ-more-people-than-u-s-steel-production?cmpid=rss ''Stephen Lacey'' Green Jobs Are Real: German and American Solar Industry Both Employ More People Than U.S. Steel Production 17 Июнь 2011 г.]</ref>.
=== Перспективы солнечной электроэнергетики ===
{{нет источников в разделе|Дата=2012-04-28|дата=2012-05-10}}
В мире ежегодный прирост энергетики за последние пять лет составлял в среднем около 50 %<ref name=rbk/>. Полученная на основе солнечного излучения энергия гипотетически сможет к [[2050 год]]у обеспечить 20—25 % потребностей человечества в электричестве и сократит выбросы углекислоты. Как полагают эксперты Международного энергетического агентства ([[IEA]]), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем уровне распространения передовых технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов — или 20—25 % всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд тонн ежегодно<ref name="bfm"/>.
Процент обеспечения потребностей человечества к 2050 году электроэнергией, полученной на СЭС — это вопрос стоимости 1 [[Киловатт-час|кВт·ч]] при установке солнечной электростанции «под ключ» и развитости мировой энергетической системы, а также сравнительной привлекательности других способов получения электроэнергии. Гипотетически это может быть от 1 % до 80 %. Одно из чисел в этом диапазоне точно будет соответствовать истине.
В 2005 году мир прошел пик добычи нефти и с тех пор углеводородное сырье постепенно и неуклонно иссякает с ускоряющимися темпами в 5—7% в год, поэтому через 15—25 лет нефть и газ уже не будут массово использовать как топливо, и мир вынужден будет переходить полностью на альтернативные источники энергии.<ref>{{Cite web|url = http://top.rbc.ru/economics/19/09/2014/950226.shtml|title = Пик нефти|author = |date = |publisher = }}</ref>
Энергоокупаемость солнечной электростанции значительно меньше 30 лет. Так, для США, при средней мощности солнечного излучения в 1700 кВт·ч на м² в год, энергоокупаемость поликристаллического кремниевого модуля с КПД 12 % составляет менее 4 лет (данные на январь 2011)<ref name="nrel">[http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35489.pdf Энергоокупаемость фотовольтаики (eng)]</ref>.
В России перспективы развития солнечной энергетики остаются неопределёнными, страна многократно отстаёт от уровня генерации европейских стран. Доля солнечной генерации составляет менее 0,001 % в общем энергобалансе. К 2020 году запланирован ввод около 1,5—2 ГВт мощностей. Общая мощность солнечной генерации может увеличиться в тысячу раз, однако составит менее 1 % в энергобалансе. Директор Ассоциации солнечной энергетики России Антон Усачев выделяет Республику [[Алтай]], [[Белгородская область|Белгородскую область]] и [[Краснодарский край]] как наиболее развитые регионы с точки зрения солнечной энергетики. В перспективе планируется помещать установки в изолированных от энергосетей районах<ref name=rbk>{{cite web
| url = http://top.rbc.ru/economics/17/06/2013/862008.shtml
| title = Трудный путь к солнцу: согреет ли Россию солнечная энергетика
| author = Дмитрий Никитин
| date = 2013-06-17
| work =
| publisher = РБК
| accessdate = 2013-06-15
| lang =
| archiveurl = http://www.webcitation.org/6HUnPBzk6
| archivedate = 2013-06-19
}}</ref>.
== Освещение зданий ==
| 