Подходит ли для России солнечная энергетика?

Содержание

Солнце и предубеждение: почему солнечная энергетика не приживается в России?

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Растущий спрос на новые технологии объясним: солнечная энергетика сегодня стоит дешевле, чем другие источники энергии. Чтобы не быть голословным, приведем результаты недавнего тендера на строительство солнечного парка в Саудовской Аравии. По его результатам победила местная компания, предложившая цену в 2,36 цента за кВт/ч. (эквивалентно 1,56 рубля).

При этом цена для покупателей будет зафиксирована на 25 лет. Для сравнения, в Москве потребитель платит за электроэнергию в 3,5 раза больше (5,47 руб./кВт.ч), в Краснодарском крае — в 3 раза (4,69 руб./кВт.ч), в Омской области — в 2,5 раза (3,92 руб./кВт.ч).

И это без учета дополнительных затрат на получение технических условий (ТУ) на подключение здания, а также скорости возведения станции.

Почему солнечную энергетику выбирают в странах мира

За исключением России, спрос на солнечные панели примерно одинаковый по всему миру. Однако причины его возникновения везде разные.

В Африке спрос обусловлен недостатком ресурсов, обилием солнца и отсутствием энергетической инфраструктуры как таковой. Строительство солнечной электростанции с нуля в сравнении с традиционными тепловыми электростанциями обходится дешевле настолько, что поддерживается даже на уровне госпрограмм.

В странах Европы, Америки и Азии дела обстоят иначе, и спрос подталкивают уже высокая стоимость электроэнергии и стремление сократить операционные расходы.

Например, в Германии киловатт-час обойдется владельцу недвижимости в 30 центов (19,8 руб.), в США — от 9 до 30 центов (от 5,9 до 19,8 руб.), в Японии — 26 центов (17,2 руб.

) При таких ценах инвестиции в солнечные панели окупаются за 2-3 года и позволяют владельцам получить требуемую мощность для своего здания.

Ускорить возврат инвестиций в энергообеспечение недвижимости помогают и системы накопления энергии на базе Li-ion- аккумуляторов. Эти батареи могут использоваться даже без солнечных панелей, исключительно для компенсации мощности в часы пиковых нагрузок. В течение ночи аккумуляторы заряжаются от сети по низкому тарифу, а затем используются днем, когда киловатт-час обходится дороже.

Увеличивать площадь участка или недвижимости для установки солнечных панелей и аккумуляторов не нужно, поскольку в мире есть масса решений, интегрирующих их в элементы здания.

Уже сейчас при строительстве объектов недвижимости используются разноцветные фасады и кровли, которые вместе с основным предназначением генерируют электроэнергию.

Из таких материалов два года назад был построен кампус международной школы в Копенгагене общей площадью 6048 квадратных метров. А к 2020 году солнечные электростанции на кровле двух логистических центров установит автоконцерн Audi.

А как в россии?

Как мы увидели, в мире уже давно идут по пути локальной генерации, в то время как Россия до сих пор централизованно производит тепло и электроэнергию, доставляя ее через полстраны.

За неимением других решений в XX веке это было оправдано.

Но сейчас, когда энергоресурсы продолжают дорожать, а компании по всему миру питают здания от солнечных панелей, происходящее в России вызывает недоумение.

В своей практике участники рынка солнечной энергетики сталкиваются с противодействием на каждом этапе работы, но не со стороны собственников недвижимости, а со стороны тех, кто отвечает за исполнение: энергетиков, проектировщиков, монтажников. Основная причина — недостаточная компетентность технических специалистов в России, большинство из которых до сих пор живут в парадигме той информации, которую усвоили в вузах 20-30 лет назад.

Вот некоторые из их заблуждений:

Стереотип №1: «Пока это стоит дорого»

Так можно было сказать в 80-е. Сегодня же солнечная энергетика стоит дешевле традиционных источников энергии, а операционные затраты стремятся к нулю. В этом вы могли убедиться выше.

Стереотип №2 «В России мало солнца»

Правда заключается в том, что в России гораздо больше солнца, чем во многих странах Европы, в частности в Германии.

Например, в Воронежской, Челябинской, Новосибирской области и Хабаровском крае солнечная электростанция с правильным углом наклона выдаст порядка 1150 кВт*ч на 1 киловатт установленной мощности в год.

В Ростовской области, Краснодарском крае или на Дальнем Востоке этот показатель уже 1300 кВт*ч на 1 кВт, что сопоставимо с Болгарией, Испанией и Францией.

Стереотип №3 «Это опасно и неизвестно»

Мировой опыт показывает, что в применении солнечной энергетики заинтересованы собственники: они экономят свои деньги. В России же сегодня позиция большинства отвечающих за это главных энергетиков простая: «Вы эти буржуйские штучки бросьте! Я не знаю, что это такое, и на себя ответственность не возьму». Тем не менее объекты, где используется солнечная энергетика, в России есть.

В качестве примера можно привести завод L’Oréal в Калужской области. Здание оборудовано солнечной электростанцией мощностью 500 киловатт.

Еще один пример из нашей практики — солнечная электростанция мощностью 200 кВт для коммерческого объекта сельскохозяйственного назначения в Краснодарском крае.

Огромную роль в принятии решения на этом объекте сыграла осведомленность главного энергетика о принципах работы солнечного оборудования, а также позиция собственника, бизнес которого работает по всему миру.

Что поможет изменить ситуацию?

Как мы смогли убедиться, даже если завтра Госдума разрешит сдавать излишки солнечной электроэнергии, перспективы этого сектора в России туманны. И они останутся таковыми до тех пор, пока не будут решены две проблемы:

1. Энергетики и главные инженеры проектов должны быть погружены в общемировую коммуникационную среду и знать английский. С этим у многих проблемы — они читают лишь ту информацию, что есть на русском языке, а ее актуальность весьма сомнительна.

2. Должно прийти новое поколение молодых энергетиков и главных инженеров проекта.

Принципиально важно, чтобы это поколение не обучалось у специалистов старой закалки, знало английский, бывало на проектах за границей и интересовалось новыми технологиями.

Зачастую приехавшие на стажировку выпускники иностранных вузов знают о технологиях в современной энергетике больше, чем специалисты, проработавшие в России десятки лет.

Пойдут ли наши соотечественники по этому пути? Для перспектив солнечной энергетики в России это вопрос первостепенной важности.

Солнечная энергетика в России: преимущества, способы преобразования, перспективы

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Поиск альтернативных источников энергии волнует прогрессивное научное сообщество не первый год. Солнечная энергетика считается популярным и наиболее безвредным из способов добычи электроэнергии.

Солнце является основным источником для получения экологической, регулярно возобновляемой энергии.

В этой статье, мы узнаем о преобразовании уф лучей в электричество, в каких регионах нашей страны активно используется данная методика и каковы особенности ее развития в будущем.

Альтернативный энергетический источник

Из преобразованного тепла нашего светила можно получить основные виды энергии, которые ежедневно используется человеком по всему миру. Рассмотрим основные категории получения электроэнергии:

  1. Элементы фотоэлектрики. Их используют при изготовлении солнечных панелей, которые являются приемниками природных лучей в системах солнечных электростанций. Панели отличаются друг от друга по структуре, мощности, габаритам. Они могут быть монокристаллическими, с кремневым напылением, поликристаллическими.
  2. Генератор термоэлектрический. Посредством этого техустройства из энергии лучей добывается электричество. Алгоритм действия заключается в преобразовании разнящихся температур, раскиданных по разным местам агрегата.

Получение тепловой энергии

Энергия солнца перерабатывается в тепло благодаря применению многовариантных конфигураций:

  • Вакуумные коллекторы. Работают они так: спецжидкость, нагреваемая лучами, испаряется по достижению конкретных параметров. Энергия полученного пара передаются носителю тепла. После отдачи энергии, пар конденсируется, процесс возобновляется по кругу.
  • Коллекторы плоские, изготовленные на основе абсорбера со стековым покрытием, теплоизоляционного каркаса, обеспечивающими вход, выход теплоносителя. Работа обеспечивается за счет поглощения лучей специальной поверхностью. Они фокусируются, концентрируются под воздействием линзы, перенаправляются на устройство, которое передает энергию солнца потребителю через теплоноситель.

Применение солнечной генерации в повседневной жизни

Фотовольтарика — один из основных путей переработки природного тепла в необходимую человечеству электроэнергию. Данный эффект осуществляется таким образом: электроны, поглощающие энергию частиц света, приводятся в движение, создавая электронапряжение.

Солнечные панели (батареи) функционируют на базе вышеописанного процесса. В основе этих конструкций заключены элементы, перерабатывающие излучение в электричество. Они практичны, отличаются высокими эксплуатационными характеристиками. Панели не восприимчивы к температурным колебаниям и осадкам.

Развитие солнечной энергетики позволило применять панели в качестве источников питания для домов, в медицинской области, в целях облагораживания города. Современные батареи отличаются обширным выбором текстур и оттенков. Все меньше они напоминают стандартные синие батареи, ими можно оформить крышу дома, не нарушая общий стиль постройки.

Новости альтернативной энергии не обошлись без новинки от знаменитого бренда «Тесла». Производитель не ограничился панелями, а разработал кровельный материал, способный полноценно перерабатывать солнечное излучение. К примеру, черепица «Солар Руф» со встроенными солнечными модулями. Она выполнена в разнообразных вариациях, характеризуется пожизненной гарантией и запасом прочности.

Перспектива развития на территории России

Эко источники получили свое распространение во многих мировых государствах. Наша страна не отстает от заданной тенденции, напротив, распространяется стремительными темпами. Это объясняется 4 причинами:

  • Разработка технологий, позволяющих значительно сократить стоимость оборудования.
  • Желание использовать независимые энергетические источники среди населения.
  • Чистое и безопасное производство.
  • Постоянное возобновление энергоисточника.

Приоритетными для «зеленой» энергетики считаются южные регионы РФ — Ставрополье, Краснодарский, Дальневосточный край, Кавказ, юг Сибири.

Каждый регион отличается от другого по инсоляции, которая зависит от времени года, длительности дня. Изучив новости развития солнечной энергетики за предшествующий год, мы можем увидеть мощность российских эко электростанций, которая составила более 75 Мегаватт.

В каких регионах используются эко-электростанции?

Список станций, активно функционирующих по шести областям:

  • Оренбургский край: 2 станции с мощностью 25Мвт и 5МВт;
  • Башкортостан: станции Бугульчанская (15МВт и 20 МВт);
  • Алтай: Усть-Канская и Кош-Агачская (5 и 10 ВМт);
  • Крым: тринадцать станций мощностью свыше 289 Мегаватт;
  • Хакасия: Абакансакая;
  • Белгородский регион: станция Альтэнерго.

На 2018 год в фазе проектов, на этапах строительства находятся станции в следующих областях: Астраханская, Липецкая, Омская, Самарская, Челябинская, Саратовская, Иркутская, Волгоградская. Дополнительно: Дагестан, Калмыкия, Башкортостан и Забайкалье.

Где используется?

В целом, мощность, прибывающих процессе строительства станций, составит более тысячи Мегаватт. В повседневности регулярно эксплуатируются гелиоколлекторы, гелиотермальные, термоэлектрические генераторы, которые устанавливаются на заводах, предприятиях.

Новости солнечной энергетики более чем благоприятные. Совокупная мощь проектируемых установок, их широко распространение от юга до Сибири считается главным показателем мобильного развития альтернативной энергетики.

Применение в быту экоэнергии

Гелиоэнергетика — распространенный и передовой тип, подходящий для бытового применения в виде электрического источника обогрева жилых объектов, где используют:

  1. Электростанции, работающие от солнца, выпускаемые зарубежными и отечественными промпредприятиями. Агрегаты поступают в продажу с разным запасом мощности, в нескольких типах комплектации.
  2. Теплонасосы. Предназначены для подогрева бассейнов, обеспечения горячей водой, нагрева помещения.
  3. Для снабжения горячей водой и отопления домовых систем используют гелиоколлекторы, в частности наиболее действенными в этой сфере являются вакуумные трубчатые агрегаты.

Достоинства и недостатки

К плюсам относятся: производственная доступность, низкая себестоимость добычи, неисчерпаемость энергетического источника, безопасность установки конструкции. Кроме того, отрасль имеет неплохие перспективы, так как параллельно с ней разрабатываются технологии, материалы повышенных характеристик.

К отрицательным аспектам относятся: недостаточный КПД, дорогостоящее оборудование, зависимость от сезонности, георасположения, суток, погоды.

Для обеспечения комфортной жизни населения и развития индустриальных отраслей в России необходим внушительный энергозапас. Поэтому, независимые источники энергоснабжения все больше завоевывают пространство страны, обеспечивая теплом и электричеством отдаленные регионы.

Материал подготовлен при поддержке портала: Joule.net.ua

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Солнечная энергия в России: проблемы и перспективы развития солнечной энергетики

Подходит ли для России солнечная энергетика?

В каждой стране баланс топливно-энергетического комплекса существенно влияет на экономику. Зависимость от углеводородного сырья в мире постепенно снижается благодаря возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). Развитие солнечной энергетики в России задерживается из-за достаточного объема горючих полезных ископаемых и урана.

Вы задумывались об установки солнечных панелей?

В чем преимущества солнечной энергетики?

В государствах с малыми запасами нефти, газа, угля и урановой руды отмечается нехватка энергоносителей. Выходом для них считается использование нетрадиционных энергоисточников. В отличие от Европы и США масштабное внедрение технологий солнечной энергии в России только начинает развиваться. Этому способствуют следующие факторы:

  1. Экологичность.
    За нулевое воздействие на окружающую среду гелиоэнергетике отдается большее предпочтение. Независимо от способа генерации, процесс безопасен для экологии.
  2. Доступность.
    Солнечные электростанции (СЭС) работают в любой точке мира. Среднегодовые температуры не важны, учитывается только уровень инсоляции территории.
  3. Неисчерпаемость.
    Объем энергетического сырья земных недр стремительно сокращается, а энергии Солнца хватит на 6,5 млрд лет.
  4. Экономичность.
    Расходы на добычу, транспортировку энергоносителя отсутствуют, поэтому солнечные батареи выгодно устанавливать.
  5. Инновации.
    Технологии генерации постоянно усовершенствуются. Кроме стандартных фотоэлектрических установок, японская компания Sharp начала изготавливать накопительные элементы для оконного остекления.

Проблемы развития солнечной энергетики

Несмотря на доступность света Солнца в любой точке мира, полностью перейти на использование возобновляемых источников энергии пока невозможно. Обеспечить бесперебойное энергопотребление нельзя, так как ночью, в пасмурные и дождливые дни уровень инсоляции критически низок или отсутствует.

Строительство солнечных электростанций обходится государствам в немалые суммы. Поэтому Министерства энергетики многих стран не хотят разрабатывать программы поощрения для развития ВИЭ. Рабочие ТЭС и АЭС, достаток углеводородов, урановой руды значительно задерживает переход от традиционного энергоснабжения.

Дополнительным препятствием для активного старта ВИЭ стал кремний для производства модулей. Его содержание в земле превышает количество урана в 100000 раз, но извлечение чистого элемента (99,99%) по старой хлорсилановой технологии стоит около 100$/кг и равняется цене производства гексафторида урана.

Разработаны новые и экономные восстановительные процессы для добычи кремния из природного кварцита (5—15$/кг). Пока производителей, работающих на электрофизических методах восстановления, слишком мало в мире. Из-за этого невозможно удовлетворить имеющийся спрос на недорогие фотоэлектрические панели.

Советуем почитать:  Достоинства и недостатки солнечной энергетики

Как развита солнечная энергетика в России?

По данным Института энергетической стратегии теоретический потенциал альтернативной энергетики в России составляет 2300 млрд тонн условного топлива. Но даже эта цифра не влияет на скорость перехода к использованию ВИЭ. Богатство недр российской земли углеводородным сырьем и ураном задерживает прогресс в этой сфере.

На 2017 год общий гелиоэнергетический баланс Германии колебался в пределах 20%, на тот момент в России показатель составлял 0,03%. Это доказывает, что гелиоэнергетика медленно развивается в России и в ближайшее время не может догнать другие страны.

По прогнозам International Energy Agency к 2050 г лидеры в области генерации энергии Солнца смогут производить до 25% общемировой электроэнергии.

Без господдержки предприниматели не стремятся инвестировать в развитие гелиоэнергетики. Причиной этого считается отсутствие желания ждать окупаемости проекта, так как традиционные способы получения электроэнергии дешевле.

Многое зависит от инициативы местных властей. Региональным органам управления доступно разработать собственные программы по развитию гелиоэнергетического электроснабжения. Такие проекты воплощены в жизнь в Бурятии, Краснодарском и Красноярском краях.

Уровень среднегодовой инсоляции в разных регионах РФ позволяет полноценно эксплуатировать СЭС. Даже в областях с низкой солнечной активностью возможно снизить энергопотребление до 50%. Наибольшие перспективы развития принадлежат Крыму, Кавказу, Ставрополью, Дальнему Востоку.

В каких регионах используется?

Новые российские гелиоэнергетические станции функционируют более чем в 25 регионах. По вырабатываемой мощности первыми лидерами стали:

  • Орская 40 МВт и Соль-Илецкая 25 МВт (Оренбургская область);
  • Самарская 50 МВт;
  • Бурибаевская 20 МВт и Бугульчанская 15 МВт (Башкортостан);
  • Кош-Агачская (Алтай) 10 МВт.

Отдельного внимания заслуживает Крым. Из-за непростой геополитической обстановки полуостров был отрезан от необходимого электроснабжения. К концу 2015 г в Республике запустили крупнейшую в России СЭС мощностью на 110 мегаватт «Владиславовку». Позже в дополнение открыли еще 2 гелиостанции:

  1. «Перово», расположенную на 200 Га (площадь 259 футбольных полей). Здесь установлено 440 тыс. солнечных модулей, вырабатывающих 105 МВт.
  2. «Охотниково» на территории 160 Га, генерирующую 82 МВт.

Крымские станции работают независимо от Единой энергетической системы страны. На 2019 год открыто 13 СЭС с мощностью 289,5 мегаватт.

Советуем почитать:  Получение энергии из отходов | Насколько это выгодно?

Солнечная энергетика: аналитика

Исследования ученых утверждают, что всего 0,0125% генерируемого излучения Солнца обеспечит современные запросы мировой энергетики. По оценкам специалистов (German Advisory Council on Global change) к 2100 году гелиоэнергетика станет доминирующим звеном среди существующих источников энергии.

В Германии, США, Китае поощряются автономные дома, обустроенные солнечными накопительными элементами. Модули, расположенные на крышах, обеспечивают жильцов электричеством, что снижает энергопотребление на 60%.

На примере немецкой программы «2000 солнечных крыш», в России в стадии разработки находится мегапроект «Миллион солнечных крыш».

Анализ рынка солнечной энергетики в России показывает, что страна не готова к быстрому переходу на ВИЭ. Из-за отсутствия государственной поддержки и низкого спроса производство фотоэлектрических модулей ограничено. В этом сегменте представлены только несколько компаний:

  • «Хевел»—Чувашия;
  • ЗАО «Телеком-СТВ»—Зеленоград;
  • Рязанский ЗМКП;
  • «Сатурн»—Краснодар.

Осведомленность о потенциале гелиоэнергетики в РФ крайне мала, поэтому даже сочетание экономических и климатических факторов пока не делает ее конкурентоспособной.

Для подключения ВИЭ к общей энергосети страны, Правительство утвердило закон No47 от 23.01.2015 «О стимулировании использования ВИЭ на различных рынках электросети». Постановление призвано поддержать и максимально развить в ближайшем будущем нетрадиционные энергоисточники.

Перспектива развития на территории России

С 2016 года в мире отмечается скачок в использовании альтернативных источников энергии. При такой тенденции РФ не может оставаться в стороне. К концу 2019 года мощность солнечной энергосистемы страны составляет 0,04% (более 320 МВт), но для такой территории этого слишком мало.

В связи с этим Министерство энергетики выбрало 3 направления по увеличению масштабов гелиоэнергетического электроснабжения:

Привлечение инвестиционных вложений. При государственной поддержке инвесторам разрешено подключаться к монополистам энергосетей и зарабатывать на генерации солнечной энергии. Заключенный договор о поставке мощностей гарантирует возврат вложенных денег в течение 15 лет.

Развитие отдаленных регионов. На 75% территории страны нет центрального электроснабжения, что объясняет дороговизну топлива. По этим причинам был одобрен национальный проект по созданию большого количества автономных солнечно-дизельных установок мощностью 100 кВт. В будущем небольшие станции на 10—15 МВт будут работать по всей Сибири и Дальнему Востоку.

Советуем почитать:  Плюсы и минусы приливных электростанций

Поддержка частных собственников. Разрабатывается разрешение на установку домашних панелей мощностью до 15 кВт и продажу излишек энергии в электросети.

В планах на 2024 год в России планируется строительство станций общей мощностью 1,4 ГВт.

В помощь Минэнергии 9 некоммерческих энергохолдингов объединились в «Ассоциацию солнечной энергетики России». В целях организации числится комплексное прогрессирование гелиоэнергетики по всей стране и международное сотрудничество с лидерами в этой сфере.

Благодаря научно-техническому прогрессу гелиоэнергетика активно внедряется в экономику многих государств. По статистике цена сгенерированного от Солнца электричества падает каждый год на 4%. При таких тенденциях ожидается смещение мирового энергетического баланса в сторону ВИЭ, что не может не сказаться на развитии солнечной энергетики в России.

Солнечная энергетика: какие существуют виды, достоинства и недостатки

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Сегодня источниками энергии служат такие природные ресурсы, как природный газ, уголь, уран. Превращаемые в удобную форму для применения, они обеспечивают человечество необходимым количеством тепла, светом. Источники и способы преобразования бывают разными, но важнейшей для человека остается солнечная активность.

Солнечная энергетика — перспективное направление в изучении особенностей Солнца и способов использования его активности в различных сферах деятельности.

Как источник энергии, Солнце неисчерпаемо. Посылаемые им на Землю мощности позволяют удовлетворить энергетические запросы человечества.

При этом такой ресурс является наиболее безопасным, не оказывающим на экологию планеты негативного влияния.

В каких сферах активно используется энергия солнца

Ежегодно применение данного вида энергообеспечения становится все более популярным. Несколько лет назад оно использовалось для обогрева домов, сегодня появление новых разработок позволяет применять солнечную энергию:

  1. в сельском хозяйстве – для обеспечения светом и теплом животноводческих ферм, парников;
  2. для снабжения электричеством структур медицинского, общеобразовательного, спортивного назначения;
  3. в космонавтике и авиастроении;
  4. ЖКХ, освещение городских улиц, парковых зон, объектов разного назначения;
  5. для обеспечения электричеством, теплом городов и населенных пунктов.



Виды солнечной энергетики

Самыми распространенными методами производства электроэнергии из Солнца являются:

  • Альтернативные теплоэлектростанции, где с помощью поворачивающихся зеркал, «ловят» солнце. В основе работы лежит принцип преобразования солнечной мощности в механическую электроэнергию.
  • Для работы электростанций используются полупроводниковые фотоэлементы больших размеров. Стоит отметить, что кремний широко применяется в солнечной энергетике. Ученые верят, что данный элемент станет «нефтью» в 21 веке. Спустя 30 лет из одного килограмма кремния будет вырабатываться ресурс в количестве, вырабатываемом сегодня из 75 тонн сырой нефти.
  • Солнечные батареи представляют собой набор модулей, собирающих и преобразующих энергию солнца. Уникальность их в том, что такие устройства способны генерировать и аккумулировать активность Солнца для дальнейшего применения. Впервые такие устройства были установлены на спутники, запущенные человеком. Преимуществом была несложная конструкция, длительные сроки эксплуатации, минимальное обслуживание. Сегодня трудно найти настолько результативные устройства, которые бы вырабатывали электричество даже в условиях пасмурной погоды.

Немного истории

История развития данной отрасли насчитывает не одно столетие и берет свое начало в первой половине 17 веке, когда французские ученые разработали первый двигатель для доставки воды. Позже, в 1839 году Эдмоном Беккерелем открыт фотоэффект.

Ученому удалось описать способности отдельных материалов генерировать ток. Спустя сорок лет американцем Чарльзом Фриттсом была построена первая батарея.

Однако довести до совершенства изобретение американца удалось в середине 20 столетия, чему поспособствовала работа Альберта Эйнштейна, вышедшая в свет в 1905 году и объяснявшая главные принципы работы фотоэффекта.

История солнечной энергетики в России начала стремительно развиваться параллельно с развитием космической отрасли. Сегодня главными источниками остаются такие природные ископаемые, как газ, нефть, уголь.

Тогда как производство с помощью гелиоколлекторов, устройств для переработки энергии солнца в тепловую, составляет не более 0,03 процентов от общего объема вырабатываемого ресурса.

Это связано и с кризисом 90-х, когда вынужденно закрывались из-за недостаточного финансирования программы исследований, и с тем, что принято было считать, что использование солнечной активности рационально только для стран с теплым климатом. Доклады современных ученых, результаты исследований показывают, что развитие солнечной энергетики будет благоприятно влиять на экономику России.

В мире наблюдается рост популярности такого источника. Только в Германии уже сегодня 47% жилых домов обустроено солнечными батареями. Китай занимает лидирующие позиции в Азии. Здесь новейшие разработки широко применяются не только при жилищном строительстве, но и промышленными гигантами.


Плюсы и минусы солнечной энергетики

Одним из направлений альтернативной энергетики сегодня является солнечная. Большие перспективы позволяют в данной отрасли внедрять новые разработки, позволяющие максимально сократить цикл преобразования этого ценного ресурса в электроэнергию. Преимуществами солнечнойэнергетики можно назвать:

  • Экономичность и высокий показатель рентабельности. Современные технологии позволяют добиваться экономической стабильности и рентабельности производства. Они позволили сделать Солнце неисчерпаемым источником энергии, который снижает количество выбрасываемого углекислого газа в атмосферу.
  • Экологичность. Задействованные в панелях элементы не содержат вредных веществ, не являются источником загрязнений. Кроме того, они не содержат движущихся частей, что позволяет упростить обслуживание. Подобные модули предпочтительнее станций, работающих на воде, а также силе ветра,  они не полагаются на турбины, что делает их не склонными к частым поломкам.
  • Универсальность является главным преимуществом данного вида энергетики. Системы генерации удобны в применении и используются там, где использование традиционных источников нерационально или невозможно. С ростом потребления электрических ресурсов возникает необходимость модернизации станций. В данном случае эта сфера также имеет выигрышные позиции. Для увеличения мощности станции, рекомендуется добавить пару дополнительных ячеек батарей.

Солнечная энергия имеет и ряд недостатков. Прежде всего, к ним относится высокая стоимость. Приобретение альтернативной электростанции станет затратным мероприятием, которое окупится в долгосрочной перспективе. Количество полученного ресурса зависит от интенсивности излучения. Кроме того, для размещения СЭС необходимы значительные площади.

Реальность и перспективы

ВРоссии отмечается позитивная тенденция развития такой отрасли, как солнечная энергетика. Сегодня на стадии проектирования находится более 50 объектов, строятся станции. Приоритетным направлением отрасли остается совершенствование технологий для того, чтобы добиться максимального КПД работы СЭС, снизив потери.

Известно, что передовые технологии быстрее внедряются частными лицами. В России уже трудно удивить установленными на крыше частного дома элементами для генерации энергии. Сегодня развитию этой отрасли способствуют не только налоговые льготы, но и сознательность граждан по отношению к окружающей среде, перспектива экономно использовать природные ресурсы.

Запасы Солнца безграничны, поэтому ученые мира трудятся над созданием новых систем, которые позволят расширить сферы применения. Солнечная энергетика в 2019 году  является перспективной отраслью, история которой в нашей стране только начинает развитие.

Солнечная энергетика в России: технологии и перспективы. Крупные солнечные электростанции в России

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Уже долгие годы человечество озабочено получением дешевой энергии из альтернативных возобновляемых ресурсов. Преобразование воздушных масс, приливы океанских волн, геотермальные воды – все это рассматривается как дополнительный неиссякаемый потенциал в противоположность ископаемому топливу.

Самым перспективным возобновляемым источником является энергия солнца. Ведь оно обладает колоссальным ресурсом, несет в себе свет и тепло, приводящие в движение все жизненно важные системы на нашей планете. Именно поэтому человек и предусмотрел в этом огромные для себя перспективы. Несмотря на ряд недостатков этого направления, солнечная энергетика в России набирает ход.

Как из света получается электричество

Преобразование солнечного света в электрическую энергию называется фотоэффектом. Происходит он, когда на поверхность полупроводника, а в данном случае кремния, падает мощный световой поток. Под его действием происходит отрыв электронов, которые и представляют собой поток заряженных частиц, именуемых электричеством.

Солнце постоянно генерирует огромное количество лучистой энергии. Каждый квадратный метр его поверхности отдает в пространство 63 МВт. Конечно, не вся эта энергия имеет видимый спектр, необходимый для получения электричества.

Пройдя расстояние между Солнцем и Землей, световой поток теряет свою интенсивность, и квадратный метр поверхности нашей планеты принимает лишь 0,9 КВт. Но и это еще не все потери. Лучшие из фотоэлектрических элементов могут преобразовывать 18% от мощности светового потока.

Поэтому при самых лучших обстоятельствах фотоэлементы дадут 160 Вт с квадратного метра.

Кто лидирует на рынке получения солнечной энергии

На сегодняшний день безусловным лидером по переработке солнечной энергии является Китай. Его доля составляет 60% от суммы всего электричества, получаемого мировым сообществом этим способом. Второе место занимают Соединенные Штаты. Они вырабатывают 10.4%.

На почетном третьем месте расположилась Индия. Ее доля составляет 7.8%. Далее по убыванию идут Япония, Германия и Бразилия. Развитие солнечной энергетики в России, пока не дает возможности ей войти в число лидеров.

Но значит ли это, что умеренный климат не позволяет в должной мере использовать ресурс самого мощнейшего источника?

Достаточно ли солнца в России

По данным Института энергетической стратегии, Россия обладает огромным потенциалом солнечной энергии, который выражается в эквиваленте 2 300 млрд. тонн условного топлива.

Экономический ресурс гораздо меньше – 12,5 млн тонн условного топлива.

Но и этого более чем предостаточно, с учетом того, что количества энергии, полученного от Солнца за 3 дня, будет больше, чем вся электроэнергия, произведенная за год традиционными способами.

Показатель количества солнечной радиации сильно колеблется из-за географического положения России. В жарких регионах он составляет 1400 кВт⋅ч/м2, а в холодных – 810 кВт⋅ч/м2. Также этот показатель зависит от времени года. В летние месяцы он выше, а зимой – наоборот.

Перспективы солнечной энергетики весьма высоки для некоторых регионов.

К ним относятся:

  • дальневосточный округ;
  • западная и южная Сибирь;
  • области, окружающие Черное и Каспийское моря.

По данным оператора Единой Энергетической Системы доля производства электричества солнечной энергетики в России составляет 0,03% от общего количества.

На сегодняшний момент в России действуют свыше 10 солнечных электростанций, которые выдают суммарную мощность 72,5 МВт.

Развитие солнечной энергетики в России

Сейчас проходит активное рассмотрение проектов по строительству электростанций на территории Крымского полуострова. Чтобы сделать его энергонезависимым, необходимо вырабатывать дополнительно 2,5 млрд КВт. Частично перекрыть эту потребность планируется при помощи энергии солнца и ветра, которые дополнительно будут давать 196 млн. КВт. в общую энергосеть.

В других частях России, в частности, в городе Нариманов, планируется постройка солнечной электростанции мощностью 25 млн. кВт⋅ч/год. Не отстает и Дальний Восток. Чтобы удовлетворить энергетическую потребность, в республике Саха планируется постройка гелиоэлектростанции мощностью 40 МВт.

Еще 5 проектов будут реализованы после 2018 года. Таким образом, строительство крупных солнечных электростанций в России – недалекое будущее.

Автономное электроснабжение для частного дома

В западных странах, например, в Германии, поощряется перевод частного дома на снабжение электричеством от солнечных батарей. Более того, если образуются излишки ресурса, то они покупаются у населения.

Таким образом, в дневное время суток они продаются компании, поставляющей электричество, а ночью, когда солнца нет, электроэнергия покупается обратно. В России подобная система не работает.

Однако если солнечные батареи выдают больше энергии, чем необходимо, ее можно накапливать в аккумуляторы.

Как рассчитывается количество солнечных панелей

Для того чтобы рассчитать количество солнечных батарей для снабжения дома, нужно выяснить, сколько КВт было потрачено в течение месяца. Затем получившееся число разделить на 30.

Это будет среднее значение необходимого количества электроэнергии в день. Для того чтобы иметь запас по мощности для зарядки аккумуляторов, нужно взять добавочный коэффициент 1,6.

После этого можно приступать к выбору солнечных панелей.

Для работы автономной системы электроснабжения кроме солнечных батарей нужно как минимум иметь еще инвертор, без которого напряжение в домашней сети будет всего лишь 12 или 24 вольта.

Солнечные батареи

Явление преобразования энергии солнечного света было открыто еще в XIX столетии. В качестве полупроводника, вырабатывающего электричество, был использован селен. Он имел КПД около 1%. За это время технологии шагнули вперед и современные солнечные панели для частных домов имеют КПД до 35%. По своей конструкции они делятся на 3 разновидности:

  1. Монокристалические. Фотоэлементы этих панелей выполнены из единого кристалла. Они имеют самые высокие цены и КПД. Эти устройства можно узнать по их насыщенному синему цвету.
  2. Поликристалические. Эти батареи выполняются из нескольких кремниевых пластин, что хуже сказывается на преобразовании света в электричество. Однако более низкая стоимость сказалась на их широком распространении. Чаще всего солнечные панели для частных домов устанавливают такого типа.
  3. Тонкопленочные. Эти батареи представляют собой порошковый полупроводник, нанесенный на гибкую основу. Поэтому их можно монтировать на любой поверхности. Недостаток – низкий КПД.

От того, какой принцип был применен в изготовлении, будет зависеть, сколько стоит солнечная батарея.

Инвертор

Солнечная батарея состоит из множества фотоэлектрических модулей, которые выдают напряжение 0,6 вольт.

Минимальный показатель, который должна выдавать батарея, – 14 вольт, поэтому элементы для преобразования энергии последовательно соединяют между собой.

Этого напряжения должно хватать для зарядки аккумуляторов, в которые отводятся излишки электричества. Но как сделать так, чтобы можно было использовать бытовую технику, ведь напряжение в домашней сети 220 вольт?

Для этих целей применяют инвертор. Его задача сводится к тому, чтобы преобразовывать 12 вольт в 220. Кроме того, в сети используется переменный ток, а солнечные панели вырабатывают постоянный. Именно инвертор преобразовывает электрическую энергию таким образом, чтобы придать характеристики, соответствующие домашней сети.

Контроллер

Контроллер – это основной распределяющий прибор в автономной системе энергообеспечения. К нему подключаются инвертор, аккумуляторы, электрический кабель городской сети. Для чего это делается?

В дневное время, когда солнечные панели создают электричество с избытком, контроллер направляет излишки на зарядку аккумуляторных батарей.

Затем в вечерние и ночные часы, когда солнечная энергия отсутствует, это устройство электричество из аккумуляторов направляет в инвертор, подсоединенный к сети дома. Но бывают случаи, когда тока в так называемых “резервуарах” становится недостаточно для выполнения каких-либо задач.

Тогда контроллер принимает решение брать необходимое электричество из городской сети. Таким образом, он осуществляет эффективное управление.

Аккумуляторы

Основной проблемой солнечной энергетики является необходимость использования аккумуляторов. Эти элементы электростанции значительно удорожают систему.

Дешевые автомобильные варианты сюда не подойдут по причине их быстрого выхода из строя. Даже в щадящем режиме они не работают более трех лет. Интенсивная работа укорачивает их срок службы до года.

Если есть необходимость в накоплении энергии, то нужно рассмотреть другие варианты:

  1. Литий-железо-фосфатные АКБ (lifepo 4). Это самый лучший вариант, потому что он имеет КПД до 98%. Это значит, что он отдает почти столько же энергии, сколько получает. Производители обещают срок службы около 15 лет, 3000 циклов заряда при разрядке 80% и 5000 циклов при разрядке 50%. Стоимость такой АКБ емкостью 240 А/ч свыше 50 тыс. рублей.
  2. Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы. Такие АКБ устанавливают на электрокарах, электрических погрузчиках. Они способны переносить глубокий разряд. Срок службы составляет 10-12 лет. Цены на такие АКБ начинаются от 30 тыс. рублей.
  3. Никель-кадмиевые АКБ. Это одна из самых дорогих разновидностей. Стоимость батареи емкостью 250 А/ч начинается от 70 тыс. рублей. Эти аккумуляторы хороши тем, что при соблюдении рекомендаций производителя они служат достаточно долго. Кроме того, когда со временем емкость сократится, ее можно будет вернуть тренировочными циклами разряда-заряда.

Аккумуляторные батареи являются расходным материалом для солнечной энергетики. В России цены на подходящие АКБ пока неоправданно высоки, и сильно снижают рентабельность использования природного ресурса. Приобретать такое устройство нужно только у проверенных производителей.

Опыт использования в частных домах

Сколько стоит солнечная батарея, есть ли экономическая выгода от их использования?

По разным данным, стоимость оборудования, предлагаемого производителями для получения электроэнергии от солнца, находится в пределах 40-300 тыс. руб. для дома средней величины. В этом диапазоне находится цена как на готовые комплекты, так и на отдельные элементы.

Оборудование рассчитано на срок службы от 20 лет и выше. Исключение составляют аккумуляторные батареи.

Если взять стоимость платежей за электроэнергию, прибавить к ней цену отопления, то сумма получится не менее 50 тыс. рублей в год. Это для средней полосы России. Таким образом, комплект стоимостью в 300 тыс. рублей, который способен выдавать от 3 до 5 КВт в своем пиковом значении, окупает себя в течение нескольких лет.

Если проанализировать темпы снижения цен на подобную продукцию, то применение солнечных батарей становится оправданным.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.