Sončna energija v Rusiji: tehnologije in možnosti. Velike sončne elektrarne v Rusiji

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Človeštvo že vrsto let skrbi za pridobivanje poceni energije iz alternativnih obnovljivih virov. Preoblikovanje zračnih mas, plima oceanskih valov, geotermalne vode - vse to je videti kot dodaten neizčrpen potencial v nasprotju s fosilnimi gorivi.

Najbolj obetaven obnovljiv vir je sončna energija. Navsezadnje ima ogromen vir, prenaša svetlobo in toploto ter sproža vse vitalne sisteme na našem planetu. Zato si je človek v tem predvidel velike obete. Kljub številnim pomanjkljivostim v tej smeri sončna energija v Rusiji pridobiva na zagonu.

Kako nastane elektrika iz svetlobe

Pretvorba sončne svetlobe v električno energijo se imenuje fotoelektrični učinek. Pojavi se, ko močna svetloba pade na površino polprevodnika in v tem primeru silicija.tok. Pod njegovim delovanjem se ločijo elektroni, ki so tok nabitih delcev, imenovan elektrika.

Sonce nenehno ustvarja ogromno sevajoče energije. Vsak kvadratni meter njegove površine sprosti 63 MW v vesolje. Seveda vsa ta energija nima vidnega spektra, potrebnega za proizvodnjo električne energije.

Po prehodu razdalje med Soncem in Zemljo svetlobni tok izgubi svojo intenzivnost in kvadratni meter površine našega planeta porabi le 0,9 kW. Toda to niso vse izgube. Najboljše fotovoltaične celice lahko pretvorijo 18 % izhodne svetlobe.

Zato bodo v najboljših okoliščinah PV celice proizvedle 160 vatov na kvadratni meter.

Kdo vodi trg sončne energije

Danes je nesporno vodilna v predelavi sončne energije Kitajska. Njegov delež je 60 % celotne električne energije, ki jo na ta način prejme svetovna skupnost. Združene države so na drugem mestu. Ustvarjajo 10,4 %. Indija zaseda častno tretje mesto. Njegov delež je 7,8-odstoten. Sledijo Japonska, Nemčija in Brazilija v padajočem vrstnem redu. Razvoj sončne energije v Rusiji ji še ne omogoča, da postane eden od vodilnih. Toda ali to pomeni, da zmerno podnebje ne omogoča pravilne uporabe vira najmočnejšega vira?

Ali je v Rusiji dovolj sonca

Rusija ima po mnenju Inštituta za energetsko strategijo ogromen potencialsončne energije, ki je izražena v ekvivalentu 2.300 milijard ton konvencionalnega goriva. Gospodarski vir je precej manjši - 12,5 milijona ton referenčnega goriva. Toda to je več kot dovolj, glede na to, da bo količina energije, prejete od Sonca v 3 dneh, večja od vse električne energije, proizvedene v enem letu s tradicionalnimi metodami.

Količina sončnega sevanja močno niha zaradi geografske lege Rusije. V vročih regijah je 1400 kWh/m2, v hladnih pa 810 kWh/m2. Odvisno je tudi od letnega časa. V poletnih mesecih je višji, pozimi pa obratno.

Možnosti za sončno energijo so v nekaterih regijah zelo velike.

Ti vključujejo:

• Daljnovzhodno okrožje;
• zahodna in južna Sibirija;
• območja, ki obkrožajo Črno in Kaspijsko morje.

Po podatkih upravljavca enotnega energetskega sistema je delež električne energije, proizvedene s sončno energijo v Rusiji, 0,03% celotnega zneska.

Danes v Rusiji deluje več kot 10 sončnih elektrarn, ki proizvajajo skupno moč 72,5 MW.

Razvoj sončne energije v Rusiji

Zdaj se aktivno obravnavajo projekti za izgradnjo elektrarn na ozemlju polotoka Krim. Za energetsko neodvisnost je treba proizvesti dodatnih 2,5 milijarde kW. Delno je predvideno pokritje te potrebe s pomočjo sončne in vetrne energije, kar bo dodatnodaje 196 milijonov kW. v javno mrežo.

V drugih delih Rusije, zlasti v mestu Narimanov, je načrtovana izgradnja sončne elektrarne z zmogljivostjo 25 milijonov kWh/leto. Daljni vzhod ne zaostaja. Za pokrivanje potreb po energiji je predvidena izgradnja sončne elektrarne z zmogljivostjo 40 MW v Republiki Saha.

Po letu 2018 bo izvedenih še 5 projektov. Tako gradnja velikih sončnih elektrarn v Rusiji ni daleč.

Avtonomno napajanje za zasebno hišo

Zahodne države, kot je Nemčija, spodbujajo preoblikovanje zasebne hiše za oskrbo z električno energijo iz sončnih kolektorjev. Poleg tega, če se oblikuje presežek vira, ga kupijo od prebivalstva. Tako jih podnevi prodajo elektro podjetju, ponoči, ko ni sonca, pa elektriko odkupijo. V Rusiji tak sistem ne deluje. Če pa sončni kolektorji proizvedejo več energije, kot je potrebno, jo je mogoče shraniti v baterije.

Kako se izračuna število sončnih kolektorjev

Da bi izračunali število sončnih kolektorjev za oskrbo hiše, morate ugotoviti, koliko kW je bilo porabljenih v mesecu. Nato dobljeno število razdelite s 30. To bo povprečna vrednost zahtevane količine električne energije na dan. Da bi imeli rezervo moči za polnjenje baterij, morate vzeti dodatni faktor 1, 6. Po tem lahko začnete izbirati sončne celice.

Za delovanje avtonomnega napajalnega sistema morate poleg sončnih kolektorjev imeti vsaj še razsmernik, brez katerega bo napetost v domačem omrežju le 12 ali 24 voltov.

sončni paneli

Fenomen pretvorbe energije sončne svetlobe je bil odkrit že v 19. stoletju. Selen je bil uporabljen kot polprevodnik, ki proizvaja električno energijo. Imel je učinkovitost približno 1%. V tem času je tehnologija naredila korak naprej in sodobni sončni paneli za zasebne domove imajo izkoristek do 35%. Glede na zasnovo so razdeljeni v 3 sorte:

1. Monokristalna. Fotocelice teh plošč so izdelane iz enega samega kristala. Imajo najvišjo ceno in učinkovitost. Te naprave je mogoče prepoznati po temno modri barvi.



2. polikristalni. Te baterije so narejene iz več silikonskih rezin, ki slabše vplivajo na pretvarjanje svetlobe v elektriko. Vendar pa je nižja cena vplivala na njihovo široko distribucijo. Najpogosteje so te vrste nameščene sončne celice za zasebne hiše.
3. Tinki film. Te baterije so polprevodniški prah, ki se nanese na fleksibilno podlago. Zato jih je mogoče namestiti na katero koli površino. Pomanjkljivost je nizka učinkovitost.

Cena solarne baterije bo odvisna od tega, kateri princip je bil uporabljen pri izdelavi.

Inverter

Sončna celica je sestavljena iz številnih fotovoltaičnih modulov, ki proizvajajo napetost 0,6 voltov. Najmanjši indikator, ki bi ga morala baterija oddati, je 14volta, zato so elementi za pretvorbo energije med seboj povezani zaporedno. Ta napetost bi morala zadostovati za polnjenje baterij, v katere se preusmeri odvečna električna energija. Toda kako omogočiti uporabo gospodinjskih aparatov, ker je napetost v domačem omrežju 220 voltov?

Za te namene se uporablja pretvornik. Njegova naloga je pretvoriti 12 voltov v 220. Poleg tega omrežje uporablja izmenični tok, medtem ko sončne celice ustvarjajo enosmerni tok. To je pretvornik, ki pretvarja električno energijo tako, da daje lastnosti, ki ustrezajo domačemu omrežju.

kontroler

Krmilnik je glavna distribucijska naprava v sistemu avtonomnega napajanja. Nanj so priključeni pretvornik, baterije, električni kabel mestnega omrežja. Zakaj se to izvaja?

Podnevi, ko sončne celice proizvajajo presežek električne energije, krmilnik usmeri presežek za polnjenje baterij. Ta naprava nato zvečer in ponoči, ko ni sončne energije, pošilja elektriko iz baterij v razsmernik, ki je priključen na omrežje hiše. Toda včasih tok v tako imenovanih "rezervoarjih" postane nezadosten za opravljanje kakršnih koli nalog. Nato se kontrolor odloči, da bo potrebno električno energijo vzel iz mestnega omrežja. Tako izvaja učinkovito upravljanje.

Baterije

Glavni problem sončne energije je potrebaporaba baterije. Ti elementi elektrarne znatno povečajo stroške sistema. Poceni avtomobilske možnosti tukaj niso primerne zaradi hitre okvare. Tudi v nežnem načinu ne delujejo več kot tri leta. Intenzivno delo jim skrajša življenjsko dobo na eno leto. Če obstaja potreba po shranjevanju energije, je treba razmisliti o drugih možnostih:

1. Litij-železo-fosfatne baterije (lifepo 4). To je najboljša možnost, saj ima učinkovitost do 98%. To pomeni, da odda skoraj toliko energije, kot jo prejme. Proizvajalci obljubljajo življenjsko dobo približno 15 let, 3000 ciklov polnjenja pri 80% praznjenju in 5000 ciklov pri 50% praznjenju. Stroški takšne baterije z zmogljivostjo 240 A/h so več kot 50 tisoč rubljev.
2. Trakcijski svinčeni akumulatorji. Takšne baterije so nameščene na električnih avtomobilih, električnih viličarjih. Lahko prenesejo globok izpust. Življenjska doba je 10-12 let. Cene takšnih baterij se začnejo pri 30 tisoč rubljev.
3. Nikel-kadmijeve baterije. To je ena najdražjih sort. Stroški baterije z zmogljivostjo 250 A / h se začnejo od 70 tisoč rubljev. Te baterije so dobre, saj ob upoštevanju priporočil proizvajalca zdržijo dolgo. Poleg tega, ko se zmogljivost sčasoma zmanjša, jo je mogoče obnoviti s cikli praznjenja in polnjenja.

Baterije so potrošni material za sončno energijo. V Rusiji so cene ustreznih baterij še vedno nerazumno visoke in močno zmanjšujejo donosnost uporabe naravnega vira. Takšno napravo morate kupiti samo od zaupanja vrednih proizvajalcev.

Izkušnje v zasebnih domovih

Koliko stane sončna plošča, ali je njihova uporaba ekonomsko koristna?

Po različnih virih so stroški opreme, ki jo ponujajo proizvajalci za proizvodnjo električne energije iz sonca, v razponu od 40-300 tisoč rubljev. za srednje velik dom. V tem razponu je cena tako že pripravljenih kompletov kot posameznih artiklov.

Oprema je zasnovana za življenjsko dobo 20 let ali več. Baterije so izjema.

Če vzamemo stroške plačil za električno energijo, ji dodamo ceno ogrevanja, potem bo znesek najmanj 50 tisoč rubljev na leto. To je za osrednjo Rusijo. Tako se komplet, ki stane 300 tisoč rubljev, ki je sposoben oddajati od 3 do 5 kW pri najvišji vrednosti, povrne v nekaj letih.

Če analiziramo stopnjo znižanja cen za takšne izdelke, postane uporaba sončnih kolektorjev upravičena.