分散型または中央集中型太陽エネルギー:コストとメリット

By Jeremy Gernand 2008年4月8日 の技術革新 ジェレミーGernandで

すみません、1つの場所ですべてのその日を使用するつもりですか?

エネルギーの独立性、汚染の制御、およびエネルギー価格の安定に関する現在の懸念を考えると、太陽エネルギーは多くの場合、その問題に(少なくとも部分的な)解決策の一つとして宣伝されています。 太陽エネルギーは太陽からの光から電気や他の有用なエネルギーをとることが必要です。 人間は歴史以前からいくつかのレベルで太陽エネルギーを使用している間、そして、太陽電池(を含むほとんどのアプリケーション太陽光発電 )と他の効率的な変換システムは、1940年代後半から使用されている。 2005年、太陽エネルギーから国内で生産される電力の合計シェアは0.065パーセント、または約の合計で非常に小さく、 190億キロワット時 、しかし急速に成長。

太陽エネルギーは魅惑的な技術です。 我々が活用エネルギーのために持っているすべての他のオプションは、ある日消えてしまいますがかかるリソースを含む、または適切に管理しない可能性があります。 太陽エネルギーは、ユビキタスすぐに我々は電気のためにそれを使用しているかどうか、人々の生活に影響を与えている。 世界中の誰もが我々が燃える木の場合のようにエネルギー源として太陽光と同様に精通している。

私はそれが太陽エネルギーは、この分析の観点のためにどのように動作するかを改めて表明するためにここに貴重であると考えています。 熱と太陽光発電:太陽エネルギーは、一般的に2つのグループに分けることができます。 小スケールでの熱太陽エネルギーは、住宅用太陽熱温水器や親切冬にあなたの自動車を暖める温室効果のようなものが含まれています。 光の形(紫外、可視、および赤外)での太陽からの放射線は、それらが温度上昇を引き起こし、様々な材料によって吸収されるのでこれらの事は仕事。 使用例その彼らの最終目標として効果を加熱するが、太陽コンセントレータの発電所を含む他のシステムは、タービンを駆動して電気を生成するためにその加熱効果を使用してください。
放物線ソーラーコレクターの発電所
太陽光発電は、別の原理で動作します。 電子の流れしたがって、発電で得られる半導体の太陽励起する個々の原子からの光の光子。 利用ベースとドーピング材料によって、太陽電池は、光の特定の波長に調整されています。 研究は、太陽電池を活性化するので、それらの効率を増加する光のスペクトルを広げることが進行中である。
Monocrystaline太陽電池セルの配列
太陽エネルギーを捕捉するための一般的な欠点は、主にコストに関連している。 太陽光発電設備を構築するために使用される材料は高価です。 いくつかは商用太陽光発電だけで約9%〜14%効率的であることをされて太陽光発電の比較的低い効率でここにコメント。 太陽熱発電は、約20%、もう少し効率的にすることができます。 これは通常、最大60%の効率を持つコンバインドサイクル天然ガスタービン、と比較されます。 自動車の内燃機関の熱力学的効率は約26%となります。 太陽と化石燃料との間の値は、しかし、比較することはできません。 これは、後述する非常に重要な要因であるが理由は、公害に降りてくることはありません。 その理由は、エネルギーの入力の性質に帰着する。 誰もがフリーの日光は、我々が電気のためかどうか、それを利用するかどうか存在するであろう環境の一部です。 一方、化石燃料は、生産コストだけでなく、市場のコストを持っている消費可能資源であり、最終的にはもう一つの要因である、排除されます。

分散型太陽光発電は、家庭や小規模な商業ビルにインストールされているデバイスが含まれます。 通常、これらは、屋根やその他のフラット構造に配置されるすべての太陽光発電装置です。 我々はまた、このカテゴリの太陽熱温水器を含めることができます。 太陽が100%利用できないため、太陽光発電源を使用する住宅や建物はまだ、他の電力源とそのため全体的な電力網と発電システムが必要です。 全体的に少ない中央集中型発電所が長期的に組み込まれてされなければならないもののので、我々は、このメソッドに行くことによって、全体的なインフラコストの多くを保存しないでください。 分散型電源システムはまた、典型的には初期費用対ライフサイクルコストでより多くの厳しい価格圧力に直面する:集中型アプローチの商業運転で採用されているシステムと比較して家庭を構築する際の平均住宅所有者は通常、以下の容量以下の効率のために落ち着くだろう。 さらに、システムから効率性の一定水準を維持するに役立つだろう長期的にメンテナンスは、、それが集中化されたシステムとなるように住宅やオフィスの管理者を含む小規模な電力生産者の全人口は全体の気配りとしてではないでしょう。

中央集中型太陽光発電(大規模太陽光発電所)は人気が高いことと思われるカムバックを 発電システムのこのタイプは、アリゾナ州とカリフォルニア州の砂漠のような日​​当たりの良い、乾燥した場所で太陽光発電や太陽ラジエーターコンセントレータで作られた大規模な発電所を建設、公共または民間の電力会社によって管理されます。 大企業として、これらの企業は最高の技術に投資し、それを実装する大規模でそして彼らの投資から最大の効率を得るために必要なメンテナンスを維持することができます。 中央集中型太陽光発電したがって、分散型太陽光発電よりも投資ドル当たりより効率的です。 効率のそのレベルは、土地と建設費に多額の投資を必要とし、効率性は、それが提供する人口密集地域から発電所までの距離によって影響を受ける可能性があります。 日光が非常に石炭のような個々の地域に集中されていないので、また、集中太陽光発電は、はるかに他の電源よりも、土地が大量に必要となります。 あなたが持っているより多くの土地、あなたが生成できるより多くの電力。

では、どのように我々は、集中型と分散型の太陽エネルギーとの間で決めていますか? どのように我々は、エネルギーの太陽と他の形態の間で決めていますか? 一つは、我々は(他のもののために私たちの需要に基づいていくつかの有意義なドル額に変換する)適切に価格に日光で最も裕福な地域で開いて、未開発のスペースを維持するために私達の欲求を必要とする。 我々はそれらのスペースの増加に配置する値として、集中太陽光発電所の効率が低下します。 第二に、我々は、製造、設置、運用、およびエネルギーのすべての形態のコスト見積もりにデコミッショニングから適切な価格で汚染する必要があります。 汚染は、人や生態系の健康に影響を与えると、太陽電池を生産するバイオマスを栽培、石炭の燃焼、及び原子力発電所の解体から生じる。 最後に、我々は短期的に需要と供給を超えて消費可能リソース自体に価値を置くか再考すべきである。 石油は今後40年間の一般的なエネルギー源として実行可能な場合もありますが、それなしで何をされますか? プラスチックは、建築材料、潤滑剤、および他の有用なものは、同じ石油から作ることができる。 代替エネルギー源が存在する場合、それは主に、単一の目的のため、複数使用の物質を消費するのが賢明でしょうか? エネルギーの太陽光発電や他のソースの相対的な利点を分析するとき、社会に長期的な利益を考慮する必要があります。

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