Solární energie v Rusku: technologie a vyhlídky. Velké solární elektrárny v Rusku

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Po mnoho let se lidstvo zabývalo získáváním levné energie z alternativních obnovitelných zdrojů. Transformace vzdušných mas, příliv a odliv oceánských vln, geotermální vody – to vše je vnímáno jako další nevyčerpatelný potenciál oproti fosilním palivům.

Nejslibnějším obnovitelným zdrojem je solární energie. Koneckonců, má obrovský zdroj, nese světlo a teplo a uvádí do pohybu všechny životně důležité systémy na naší planetě. Proto v tom člověk pro sebe předvídal obrovské vyhlídky. Přes řadu nedostatků v tomto směru nabírá solární energie v Rusku na obrátkách.

Jak se vyrábí elektřina ze světla

Přeměna slunečního světla na elektrickou energii se nazývá fotoelektrický jev. Dochází k němu, když na povrch polovodiče a v tomto případě křemíku dopadá silné světlo.tok. Při jeho působení se oddělují elektrony, které jsou proudem nabitých částic nazývaných elektřina.

Slunce neustále generuje obrovské množství zářivé energie. Každý metr čtvereční jeho povrchu uvolňuje do vesmíru 63 MW. Samozřejmě, ne všechna tato energie má viditelné spektrum potřebné k výrobě elektřiny.

Po ujetí vzdálenosti mezi Sluncem a Zemí ztrácí světelný tok na intenzitě a metr čtvereční povrchu naší planety zabere pouhých 0,9 kW. Ale to nejsou všechny ztráty. Nejlepší fotovoltaické články dokážou přeměnit 18 % světelného výkonu.

Proto za nejlepších okolností budou FV články produkovat 160 wattů na metr čtvereční.

Kdo vede trh se solární energií

Dnes je nesporným lídrem ve zpracování solární energie Čína. Jeho podíl je 60 % z celkové elektřiny přijaté světovým společenstvím tímto způsobem. Spojené státy jsou na druhém místě. Vytvářejí 10,4 %. Indie zaujímá čestné třetí místo. Její podíl je 7,8 %. Japonsko, Německo a Brazílie následují v sestupném pořadí. Rozvoj solární energie v Rusku zatím neumožňuje stát se jedním z lídrů. Znamená to ale, že mírné klima neumožňuje řádné využití zdroje nejvýkonnějšího zdroje?

Je v Rusku dost slunce

Podle Energy Strategy Institute má Rusko obrovský potenciálsluneční energie, která je vyjádřena v ekvivalentu 2 300 miliard tun konvenčního paliva. Ekonomický zdroj je mnohem menší - 12,5 milionů tun referenčního paliva. Ale to je víc než dost, vzhledem k tomu, že množství energie přijaté ze Slunce za 3 dny bude větší než veškerá elektřina vyrobená za rok tradičními metodami.

Množství slunečního záření značně kolísá kvůli geografické poloze Ruska. V horkých oblastech je to 1400 kWh/m2 a v chladných 810 kWh/m2. Záleží také na ročním období. V letních měsících je vyšší a v zimě naopak.

Vyhlídky na solární energii jsou v některých regionech velmi vysoké.

Mezi ně patří:

• Dálný východ;
• západní a jižní Sibiř;
• oblasti kolem Černého a Kaspického moře.

Podle provozovatele Jednotného energetického systému je podíl elektřiny vyrobené solární energií v Rusku 0,03 % z celkového počtu.

V Rusku dnes funguje přes 10 solárních elektráren, které produkují celkovou kapacitu 72,5 MW.

Rozvoj solární energie v Rusku

Nyní probíhá aktivní zvažování projektů výstavby elektráren na území Krymského poloostrova. Aby byl energeticky nezávislý, je nutné vyrobit dalších 2,5 miliardy kW. Plánuje se částečné pokrytí této potřeby pomocí solární a větrné energie, která bude navícdát 196 milionů kW. do veřejné sítě.

V jiných částech Ruska, zejména ve městě Narimanov, se plánuje výstavba solární elektrárny s kapacitou 25 milionů kWh/rok. Dálný východ nezůstává pozadu. Pro uspokojení poptávky po energii se v Republice Sakha plánuje výstavba solární elektrárny s kapacitou 40 MW.

Po roce 2018 bude realizováno dalších 5 projektů. Výstavba velkých solárních elektráren v Rusku tedy není daleko.

Autonomní napájení pro soukromý dům

Západní země, jako je Německo, podporují přestavbu soukromého domu na dodávku elektřiny ze solárních panelů. Navíc, pokud se vytvoří přebytek zdroje, pak se kupuje od obyvatelstva. Přes den se tedy prodávají elektrárenské společnosti a v noci, když nesvítí slunce, se elektřina vykupuje zpět. V Rusku takový systém nefunguje. Pokud však solární panely vyrobí více energie, než je potřeba, lze ji uložit do baterií.

Jak se počítá počet solárních panelů

Abyste mohli vypočítat počet solárních panelů pro zásobování domu, musíte zjistit, kolik kW bylo během měsíce spotřebováno. Výsledné číslo pak vydělte 30. To bude průměrná hodnota potřebného množství elektřiny za den. Abyste měli výkonovou rezervu pro nabíjení baterií, musíte vzít další faktor 1, 6. Poté můžete začít vybírat solární panely.

Pro provoz autonomního napájecího systému musíte mít kromě solárních panelů alespoň měnič, bez kterého bude napětí v domácí síti jen 12 nebo 24 voltů.

Solární panely

Fenomén přeměny energie slunečního světla byl objeven již v 19. století. Selen byl použit jako polovodič, který vyrábí elektřinu. Měla účinnost asi 1 %. Za tuto dobu technologie pokročila vpřed a moderní solární panely pro soukromé domy mají účinnost až 35 %. Podle designu se dělí na 3 odrůdy:

1. Monokrystalické. Fotobuňky těchto panelů jsou vyrobeny z monokrystalu. Mají nejvyšší cenu a účinnost. Tato zařízení lze rozpoznat podle sytě modré barvy.



2. Polykrystalický. Tyto baterie jsou vyrobeny z několika křemíkových plátků, což má horší vliv na přeměnu světla na elektřinu. Nižší náklady však ovlivnily jejich širokou distribuci. Nejčastěji jsou solární panely pro soukromé domy instalovány tohoto typu.
3. Tenký film. Tyto baterie jsou polovodičový prášek nanesený na pružném substrátu. Proto je lze namontovat na jakýkoli povrch. Nevýhodou je nízká účinnost.

Náklady na solární baterii budou záviset na tom, jaký princip byl použit při výrobě.

Invertor

Solární článek se skládá z mnoha fotovoltaických modulů, které produkují napětí 0,6 voltu. Minimální indikátor, který by baterie měla vydávat, je 14volt, takže prvky pro přeměnu energie jsou vzájemně zapojeny do série. Toto napětí by mělo stačit k nabití baterií, do kterých se odvádí přebytečná elektřina. Jak ale umožnit používání domácích spotřebičů, protože napětí v domácí síti je 220 voltů?

Pro tyto účely se používá střídač. Jeho úkolem je převést 12 voltů na 220. Síť navíc využívá střídavý proud, zatímco solární panely generují stejnosměrný proud. Je to střídač, který přeměňuje elektrickou energii takovým způsobem, aby měl vlastnosti odpovídající domácí síti.

Controller

Regulátor je hlavním distribučním zařízením v autonomním napájecím systému. Je k němu připojen střídač, baterie, elektrický kabel městské sítě. Proč se to dělá?

Během dne, kdy solární panely produkují elektřinu v přebytku, ovladač nasměruje přebytek k nabití baterií. Toto zařízení pak večer a v noci, kdy není sluneční energie, posílá elektřinu z baterií do střídače připojeného k domovní síti. Ale jsou chvíle, kdy proud v takzvaných „nádržích“nestačí k provádění jakýchkoli úkolů. Poté se regulátor rozhodne odebírat potřebnou elektřinu z městské sítě. Uplatňuje tak efektivní řízení.

Baterie

Hlavním problémem solární energie je její potřebavyužití baterie. Tyto prvky elektrárny výrazně zvyšují cenu systému. Levné varianty automobilů zde nejsou vhodné kvůli jejich rychlému selhání. Ani v šetrném režimu nefungují déle než tři roky. Intenzivní práce zkracuje jejich životnost na rok. Pokud je potřeba akumulovat energii, pak by měly být zváženy další možnosti:

1. Lithium-železofosfátové baterie (lifepo 4). Toto je nejlepší možnost, protože má účinnost až 98%. To znamená, že vydává téměř tolik energie, kolik přijímá. Výrobci slibují životnost cca 15 let, 3000 nabíjecích cyklů při 80% vybití a 5000 cyklů při 50% vybití. Náklady na takovou baterii s kapacitou 240 A/h jsou více než 50 tisíc rublů.
2. Trakční olověné baterie. Takové baterie se instalují na elektromobily, elektrické vysokozdvižné vozíky. Jsou schopny odolat hlubokému vybití. Životnost je 10-12 let. Ceny za takové baterie začínají na 30 tisících rublech.
3. Niklo-kadmiové baterie. Jedná se o jednu z nejdražších odrůd. Náklady na baterii s kapacitou 250 A / h začínají od 70 tisíc rublů. Tyto baterie jsou dobré, protože při dodržení doporučení výrobce vydrží dlouho. Navíc, když se kapacita časem sníží, lze ji obnovit pomocí tréninkových cyklů vybití a nabití.

Baterie jsou spotřební materiál pro solární energii. V Rusku jsou ceny za vhodné baterie stále nepřiměřeně vysoké a značně snižují ziskovost využívání přírodního zdroje. Takové zařízení musíte zakoupit pouze od důvěryhodných výrobců.

Zkušenosti v soukromých domech

Kolik stojí solární panel, má jejich používání ekonomický přínos?

Podle různých zdrojů se náklady na zařízení nabízené výrobci pro výrobu elektřiny ze slunce pohybují v rozmezí 40–300 tisíc rublů. pro středně velký dům. V tomto rozmezí je cena jak hotových sad, tak jednotlivých položek.

Zařízení je navrženo na životnost 20 let nebo více. Baterie jsou výjimkou.

Pokud vezmeme náklady na platby za elektřinu, přidáme k nim cenu vytápění, pak částka bude nejméně 50 tisíc rublů ročně. To je pro střední Rusko. Souprava v ceně 300 tisíc rublů, která je schopna dodat od 3 do 5 kW při své špičkové hodnotě, se tak vrátí během několika let.

Pokud budeme analyzovat míru snížení ceny takových produktů, pak je použití solárních panelů oprávněné.