Курсовая работа по энергетике на тему Перспективы развития солнечной энергетики в мире

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Солнечная энергия является экологически чистой технологией, отличным источником энергии и одним из наиболее значимых возобновляемых и зеленых источников энергии. Она играет существенную роль в достижении энергетических решений устойчивого развития. Поэтому огромное количество солнечной энергии, доступное ежедневно, делает ее очень привлекательным ресурсом для выработки электроэнергии. Обе технологии, применение концентрированной солнечной энергии или солнечной фотовольтаики, находятся в постоянном развитии для удовлетворения наших энергетических потребностей. Следовательно, большая установленная мощность приложений солнечной энергии во всем мире, в том же контексте, поддерживает энергетический сектор и отвечает рынку занятости, чтобы получить достаточное развитие. Перспективы повышения эффективности использования солнечной энергии многообещающие. Текущие стандартные элементы имеют теоретическую максимальную эффективность 31 процент из-за электронных свойств кремниевого материала. Но новые материалы, расположенные по-новому, могут обойти этот предел: эффективность некоторых многослойных элементов достигает 34%. Эффективность экспериментальных ячеек превысила 40 процентов. Другая идея повышения эффективности связана с разработками в области нанотехнологий, созданием структур с размерами, сравнимыми с размерами атомов и молекул, измеряемыми в нанометрах (один нанометр равен одной миллиардной части метра).



ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

1.1 История становления международной энергетической безопасности

Энергетическая безопасность часто была проблемой в энергетической политике на протяжении последних 100 лет. Часто цитируют, как Уинстон Черчилль или Жорж Клемансо считали безопасность поставок нефти жизненно важной составляющей их армий для Первой мировой войны. Контроль над поставками нефти был главной целью Германии и Японии во время вторжения в СССР и Индонезию, соответственно, во время Второй мировой войны. Для этих войн энергетическая безопасность была эквивалентна национальной безопасности. Было жизненно важно обеспечить поставку нефти для заправки военных кораблей, танков и истребителей .
В 1950-х и 1960-х годах мировой спрос на энергию более чем удвоился за счет Северной Америки, Западной Европы, Советского Союза и Северо-Восточной Азии. В этих регионах экономический рост, повышение уровня жизни, автомобилизация и электрификация привели к увеличению спроса на энергию во всех секторах спроса. Что еще более важно, международная торговля энергоносителями, большая часть которых приходилась на нефть, увеличилась более чем в четыре раза за тот же период.
Международная система поставок нефти контролировалась крупными западными нефтяными компаниями. В то время как эти компании поставляли дешевую нефть относительно стабильно, страны-экспортеры нефти были все более недовольны распределением богатства от экспорта нефти и в 1960 г. создали Организацию стран-экспортеров нефти (ОПЕК).
Хотя безопасность энергоснабжения не была приоритетом политики в развитых странах, большинство населения во многих развивающихся странах не имело даже доступа к современным источникам энергии, особенно к электричеству. Хотя загрязнение воздуха становится серьезной проблемой во многих промышленно развитых странах, обсуждение глобального потепления остается в сфере академических кругов.
1970-е годы можно охарактеризовать как начало эпохи отсутствия энергетической безопасности. Это было вызвано, двумя нефтяными кризисами. Во время первого нефтяного кризиса 1973 года нефтяные эмбарго Организации арабских нефтяных стран (ОАПЕК) потрясли страны-импортеры нефти. Многие страны ОПЕК в течение десятилетия постепенно национализировали свои нефтяные активы. Второй нефтяной кризис поднял мировые цены на нефть выше 30 долларов за баррель, что составляет около 100 долларов за баррель в сегодняшней стоимости .




1.2 Энергетическая безопасность в контексте энергетической политики

Энергия - одна из основных потребностей современной жизни человека, промышленности и транспорта. Ученые утверждают, что государственное вмешательство в энергетику оправдано важностью энергии для экономического развития, распределения богатства внутри и между странами, международного баланса сил и национальной безопасности, а также процесса социальной менять. Таким образом, кажется, что энергетическая безопасность связана с социально-экономическим развитием государства всеобщего благосостояния .
Поскольку энергетическая ситуация варьируется в каждой стране или даже между одним регионом и другим внутри страны, фактические инструменты политики или управления рисками весьма разнообразны, а именно: диверсификация предложения, источников и спроса, накопление запасов для повышения безопасности, контроль спроса (энергоэффективность), ценообразование и вертикальная интеграция.
Важно отметить три характеристики характера энергетической политики. Во-первых, инструменты энергетической политики не обязательно универсально применимы для каждого столпа энергетической политики. Некоторые инструменты подходят для одной из опор, но не всегда для других. Ученые убедительно спорят о непредвиденных последствиях энергетической политики. Например, глобальное потепление может повысить энергетическую безопасность, поскольку оно снизит потребности в тепловой энергии, создаст арктический морской транспортный маршрут, сделает районы вечной мерзлоты доступными для изучения энергии, а биомасса будет расти быстрее. Между тем, они указывают, что климатическая политика может подорвать энергетическую безопасность, продемонстрировав, например, что введение налогов на выбросы углерода или ограничение использования угля снизит доступность энергии и что возобновляемые источники энергии могут привести к колебаниям в выработке электроэнергии.
Таким образом, суть надежной энергетической политики заключается в уравновешивании этих столпов, и зачастую необходимо установить приоритет одного над другим, в зависимости от конкретных энергетических проблем, с которыми сталкивается страна. Например, Брэдшоу (2014) утверждает, что для развитого мира необходимы быстрая декарбонизация, сокращение спроса и повышение эффективности, а также повышение энергоэффективности и низкоуглеродные источники энергоснабжения для стран с переходной экономикой, обеспечение достаточного количества энергии и повышение уровня жизни в странах с формирующейся рыночной экономикой, а также обеспечение всеобщего доступа к энергии и создание устойчивых энергетических систем для развивающихся стран в целом .
Во-вторых, также важно понимать, что сама энергетическая политика развивается в зависимости от внешних изменений. Как описано в предыдущем разделе, энергетическая безопасность со временем может быть ухудшена или улучшена. Таким образом, энергетическая безопасность не всегда является главным приоритетом даже в разных областях одной и той же страны.
В-третьих, нет четкого различия в политике энергетической безопасности между странами-производителями/экспортерами и странами-потребителями/импортерами просто потому, что почти все страны производят и потребляют энергию в разной степени. Поэтому иногда страна сталкивается с дилеммой относительно того, является ли безопасность спроса или предложения приоритетом. Многие страны-экспортеры энергии сталкиваются с этой дилеммой, поскольку их внутренний спрос на энергию быстро растет.
Несмотря на то, что правительства многих стран подчеркивают важность энергетической безопасности, нет единого мнения о том, что должна означать энергетическая безопасность. В результате существует ряд определений энергетической безопасности. Другими словами, положение стран в отношении энергетической безопасности зависит от их положения.
Согласно Оксфордскому словарю английского языка, «энергия» — это сила и жизнеспособность, необходимые для постоянной физической или умственной активности, и мощность, получаемая от использования физических или химических ресурсов, особенно для обеспечения света и тепла или для работы машин. «Безопасность» означает состояние отсутствия опасности или угрозы. Если кто-то хочет прямо проследить происхождение слов, то есть объединить «энергия» и «безопасность», энергетическая безопасность должна просто означать стабильный поток энергии. Вероятно, так было в середине XX века, но не сейчас .



ГЛАВА 2. ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ

2.1 Характеристика развития солнечной энергетики в мире

История солнечной энергии восходит к седьмому веку, когда использовались зеркала с солнечной энергией. В 1893 г. был открыт фотоэлектрический (ФЭ) эффект; спустя много десятилетий ученые разработали эту технологию для производства электроэнергии. Исходя из этого, после многих лет исследований и разработок ученых со всего мира, технология солнечной энергии подразделяется на два ключевых приложения: солнечная тепловая энергия и солнечная фотоэлектрическая энергия .
Фотоэлектрические системы преобразуют энергию Солнца в электричество с помощью солнечных панелей. Эти фотоэлектрические устройства быстро стали самым дешевым вариантом для нового производства электроэнергии во многих точках мира из-за их повсеместного использования. Например, за период с 2010 по 2018 год стоимость выработки электроэнергии солнечными фотоэлектрическими установками снизилась на 77%. Тем не менее, рост установленной мощности солнечных фотоэлектрических систем увеличился в 100 раз в период с 2005 по 2018 год. Следовательно, солнечные фотоэлектрические панели стали ключевым компонентом низкоуглеродной устойчивой энергетической системы, необходимой для обеспечения доступа к недорогому и надежному электричеству, помогающего в соблюдении парижского климата. соглашения и в достижении целей ЦУР к 2030 году.