Сколько солнечных электростанций в россии: Крупнейшие солнечные электростанции в России

Содержание

Солнечная энергетика в России

Источник: http://www.oilru.com/news/490661/, автор — Сергей Огороднов.

На сегодняшний день для того чтобы обеспечить человечество энергией, хватит 0,0125% солнечного излучения; чтобы удовлетворить запросы потребителей в будущем — достаточно 0,5%. Это говорит о том, что солнечная энергия имеет огромный потенциал, ее запасы превышают все существующие ресурсы нефти, угля, газа и другие источники ископаемого топлива, вместе взятые. Солнечная генерация считается одним из самых перспективных направлений в развитии возобновляемых источников энергии (ВИЭ), но почему-то до сих пор не нашла свое место в мировой энергетике, особенно в России.

Сегодня солнечные электростанции (СЭС) активно используются в качестве источников энергии во всем мире. Разделяя СЭС на типы, можно выделить три: мини, малые и крупные. Мини СЭС, или мобильные системы, предназначены для электропитания переносных приборов: от калькуляторов до автомобилей, находящихся вдали от основного источника электроэнергии. Малые СЭС представляют собой станции, которые обеспечивают энергией предприятия, общественные здания, жилые дома. Крупные солнечные генераторные системы обеспечивают электроэнергией целые регионы и страны, в том числе и ту территорию, на которой нет собственных СЭС.

Несмотря на значительный технический прогресс в мире, солнечная энергетика, как и другая «зеленая» генерация, должна постоянно эволюционировать. В настоящее время перед инженерами стоит основная задача: совершенствовать технологии СЭС таким образом, чтобы максимально увеличить их КПД. Солнечная генерация имеет ряд преимуществ и недостатков. Солнце — это нескончаемый источник энергии, который предоставляет человечеству большие возможности в развитии энергетики далекого будущего. Эксплуатация СЭС и солнечной энергии не вредит окружающей среде. С другой стороны, на создание одной установки требуется довольно много дорогостоящих материалов — кремния и алюминия. Еще одним недостатком является низкая интенсивность солнечного излучения. При максимально выгодных погодных условиях плотность потока солнечного света составляет всего 250 Вт/м2. Для получения необходимого объема электроэнергии требуется разместить солнечные коллекторы на огромной территории площадью 130 тыс. км2 .

В России развитие солнечной генерации происходит медленно. Основную долю в энергобалансе страны занимают нефть, уголь и газ. Тем не менее, по прогнозу Международного энергетического агентства, доля углеводородного сырья в РФ постепенно снижается, и к 2040 году достигнет 66%, уступив место альтернативным источникам энергии. Сегодня доля солнечной генерации в энергобалансе страны составляет всего 0,001%. В сравнении со значением энергобаланса мировой энергетики этот процент довольно мал. Например, Германия имеет самую высокую долю солнечной энергии (21,58%) в энергетическом балансе, что в несколько десятков тысяч раз превышает российский показатель.

Наиболее развитыми регионами нашей страны в отрасли солнечной генерации можно назвать Республику Алтай, Краснодарскую и Белгородскую области. Самая крупная на сегодняшний день отечественная станция мощностью 5 МВт была запущена в 2014 году в Республике Алтай — Кош-Агачская СЭС. Не уступают ей и крымские СЭС. В связи с геополитическими проблемами и отсутствием необходимой инфраструктуры Крымский полуостров вынужден опираться на альтернативные источники энергии. «Перово» — самая крупная солнечная электростанция Крыма мощностью 105 МВт.

Солнечная электростанция в Орске (фото: www.orinfo.ru)

С точки зрения законодательства относительно «зеленой» энергетики в России сложилась противоречивая ситуация. Постановлением правительства РФ от 08.01.09 № 1-р «Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года» установлены целевые показатели выработки электроэнергии на основе ВИЭ, которые необходимо достичь к определенному периоду. В 2020 году доля ВИЭ должна составлять 4,5%. С другой стороны, в законодательстве отсутствуют нормативные документы, полностью регламентирующие конкретный механизм присоединения ВИЭ к общей энергосети. Тем не менее изменение ситуации в лучшую сторону на уровне закона видно уже сегодня. Так, в начале 2015 года вступило в силу Постановление от 23.01.15 № 47 «О стимулировании использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электроэнергии», позволяющее совершенствовать механизм поддержки генерирующих объектов, работающих на основе ВИЭ.

Других трудностей в развитии солнечной энергетики в России тоже хватает. Одна из важных проблем заключается в структуре общего энергетического баланса страны, где значительную долю составляет газовая генерация. Стоимость солнечной энергии в России заметно превышает стоимость газа, это препятствует быстрому развитию СЭС на массовом уровне. Из основной проблемы вытекает еще одна, не менее значимая — низкая заинтересованность инвесторов. Долгий срок окупаемости проекта и невысокая рентабельность СЭС являются причиной отсутствия инвестиций и должного внимания со стороны частных предпринимателей. Решением проблемы может стать только выравнивание себестоимости газа с себестоимостью солнечной энергии, что позволит развивать генерацию солнца без серьезных субсидий. Уже в следующем году баланс между двумя источниками энергии будет достигнут в Европе, нашей же стране предстоит еще долгий путь к достижению равновесия между солнечной и газовой генерацией. При всех качественных преимуществах солнечной энергетики у нее есть еще одно слабое место — зависимость от погодных условий и времени суток. Экономически благополучные регионы европейской части России, такие, как Московская и Ленинградская области, имеют низкую инсоляцию, то есть получают недостаточный уровень солнечного света. Строительство СЭС в этих регионах не имеет никаких перспектив, так как не все мощности станции будут задействованы.

Россия во многом отстает от Европы, включая отрасль энергетики. Тем не менее в нашей стране присутствуют перспективы развития «зеленой» генерации, а государство начинает проявлять интерес к использованию ВИЭ. К 2020 году правительством РФ запланировано строительство еще четырех крупных СЭС. Таким образом, будет дополнительно введено около 1,5-2 ГВт мощностей, и доля солнечной энергии в энергобалансе увеличится до 1%. Несмотря на зависимость солнечной генерации от погодных условий, Россия имеет все шансы на развитие этой отрасли. Например, строительство СЭС в южной части РФ будет перспективным, так как эта территория подвержена высокой инсоляции, а значит, станции смогут работать на максимальных мощностях. В других частях страны можно успешно использовать солнечную генерацию, размещая СЭС на территории с дефицитом электроэнергии. Наиболее выгодно строительство солнечных электростанций рядом с сельскохозяйственными предприятиями, которые находятся на открытых участках, отдаленных от основных энергосетей. Солнечные энергоустановки требуют меньше инвестиций, чем ветровые системы или отопительные устройства, для работы которых требуется твердое топливо, и являются наиболее выгодным решением для обеспечения хозяйства электроэнергией.

Техническое оснащение для запуска новых СЭС играет важную роль. За последние пять лет заметно подешевело оборудование для производства солнечной энергии, при этом возросла эффективность солнечных модулей. Вместе с ростом в интересах дешевеющей «зеленой» энергии быстро развивается отрасль технологий для активного энергомониторинга и энергоменеджмента на уровне одного объекта или целой станции. Совмещение этих двух аспектов в единую систему позволит ускорить процесс развития российской энергетики в целом. Совершенствование солнечной генерации на уровне массового использования возможно только при достаточной государственной поддержке. Внесение требований к обязательному оснащению солнечными модулями некоторых административных и образовательных зданий позволит сократить расходы энергопотребления этих объектов и ускорит процесс развития солнечной энергии в частном секторе энергорынка. А ужесточение требований законодательства о производстве отечественного оборудования солнечной энергии приведет к сокращению инвестиций на строительство СЭС.

Несмотря на то что солнечная энергия имеет огромный потенциал во всем мире, а ее запасы превышают все существующие ресурсы, в России развитие солнечной генерации происходит очень медленно. Основные причины — слабо развитая инфраструктура, высокая стоимость ее модернизации, долгий срок окупаемости инвестиций. Все это ведет к тому, что рентабельность СЭС в нашей стране невелика и не представляет должного интереса для частных предпринимателей — отрасль развивается в основном силами государства. Однако в связи с непростой геополитической ситуацией, складывающейся на Крымском полуострове, и очередным прекращением энергоснабжения Крыма со стороны Украины развитие солнечной энергетики необходимо — территория вынуждена опираться на альтернативные источники энергии. Потребности Крыма в электроэнергии на сегодняшний день составляют до 1200 МВт в сутки, около 30% из них дает собственная генерация, включающая в себя тепловые, солнечные и ветряные электростанции, а от 500 до 900 МВт поставляется по ЛЭП с Украины. Климатические условия позволяют полуострову вырабатывать еще до 30% мощностей посредством солнечной энергии — вот и простор для развития отрасли там, где это действительно необходимо.

Солнечная электростанция «Перово» в Крыму

Энергетика России – обзор отрасли

Энергетика России

Российский топливно-энергетический комплекс, начало которому было заложено ещё в XIXвеке, по объёмам выработки и экспорта электроэнергии занимает четвёртое место в мире. Сегодня российская энергетика – это одна из базовых отраслей, обеспечивающая страну энергетическими ресурсами. Количество занятого в ней персонала превышает 2 млн. человек. Вклад в экономику страны превышает 3% ВВП.

Электроэнергетика

Современная энергосистема России располагает 846 крупными электростанциями, общей мощностью более 250 ГВт. Выработка электрической энергии в 2019 году достигла 1096 млрд. кВт·ч, что на 0,4% больше аналогичного показателя в 2018 года.

Тепловая энергетика

Основу энергетической мощи страны составляют тепловые электростанции (ТЭЦ), суммарной установленной мощностью 164,6 ГВт. На их долю приходится две трети выработки электрической энергии в стране. Что в 2019 году равнялось 616,8 млрд. кВт·ч. Это на пол процента ниже уровня 2018 года.

Количественное расположение станций обусловлено экономическим потенциалом регионов, питающихся от объединённых энергосистем различных районов страны.

Распределение тепловых электростанций по объединённым системам

Объединённая энергосистема (ОЭС)
ТЭЦ (шт.)
Центра 74
Средней Волги 36
Урала 98
Северо-Запада 41
Юга 20
Республики Крым 10
Сибири 53
Востока 19
Изолированных систем (остров Сахалин, полуостров Камчатка, Чукотский автономный округ, территории децентрализованного электроснабжения) 25

Тепловые электростанции включают в себя: государственные районные электростанции, теплоэлектроцентрали, газотурбинные, конденсаторные, парогазовые, утилизационные электростанции.

Исторически в нашей стране сложилась централизованная система теплоснабжения. Источниками тепловой энергии для неё выступают те же самые ТЭЦ и крупные котельные, совместно производящие 92,4% потребляемой тепловой энергии.

В качестве топлива для тепловых электрических станций служат:

  • Природный газ – 73%.
  • Уголь – 23,9%.
  • Мазут – 3%.
  • Торф – 0,1%.
  • Дизельное топливо не используется централизованно.

В настоящее время теплоэнергетика переживает своё второе рождение. Изношенное, в результате длительной эксплуатации оборудование заменяется современным. Увеличивается генерация электростанций за счёт монтажа новых высокопроизводительных энергоблоков, производительностью до 800 МВт (Берёзовская, Каширская, Пермская, Троицкая ГРЭС).

Уровень технологической оснащённости тепловых станций на начало 2019 года

Тип установок % от суммарной мощности ТЭЦ России
Паротурбинные 79
Парогазовые 15,5
Газотурбинные 4,8
Прочие (дизельные, газопоршневые) 0,7

Гидроэнергетика

Второе место среди отраслей электроэнергетики занимает гидроэнергетика. На её долю приходится одна пятая часть энергетической мощи страны, что составляет 51,7 ГВт. Общее количество произведённой гидростанциями электроэнергии в 2019 году составило 190,3 млрд. кВт·ч, что превышает соответствующий показатель 2018 года на 3,6 %.

Экономически целесообразный к использованию гидроэнергетический потенциал рек нашей страны составляет более 800 млрд. кВт·ч. Его размещение по территории государства крайне неравномерно:

  • 80% приходится на территорию Сибири и Дальнего Востока.
  • 20% расположено в европейской части страны.

Расположение 15 самых мощных ГЭС в России

Реки Количество электростанций (шт.)
Волга + Кама 6
Кунья (Московская область) 1 гидроаккумулирующая станция
Сулак (Дагестан) 1
Енисей 5
Амур 2

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости:

  • От вырабатываемой мощности: на малые – до 5 МВт, средние – до 25 МВт, мощные – свыше 25 МВт.
  • От высоты водного напора: на низконапорные – от 3 до 25 м, средненапорные – свыше 25 м, высоконапорные – выше 60 м.
  • От способа использования водяного потока: плотинные, приплотинные (электростанция строится ниже плотины), деривационные (предусматривают отвод воды по специальным стокам), гидроаккумулирующие.

Современная гидроэнергетика, кроме использования возобновляемого источника электрической энергии (99% генерации по стране), обеспечивает: водоснабжение, ирригацию, защиту близлежащих к водоёмам объектов от затопления, судоходство.

В перспективных планах энергетиков России стоит освоение рек:

  • Северного Кавказа.
  • Сибири: Енисей, Обь, Нижняя Ангара, Нижняя Тунгуска.
  • Дальнего Востока: Алдан, притоки Амура, Витим, Тимптон, Учур.

4 февраля 2020 года начала работу Замарагская ГЭС-1 в Северной Осетии, мощностью 346 МВт.

Атомная энергетика

Третьей по установленной мощности, составляющей на начало 2020 года около 30 ГВт, отраслью, обеспечивающей государство электрической энергией, является атомная энергетика. За 2019 год АЭС сгенерировали 208,8 млрд. кВт·ч. Это на 2,2 % больше, чем в предыдущем году.

На сегодня АО «Концерн Росэнергоатом» является:

  • Крупнейшим российским производителем электроэнергии.
  • Вторым производителем атомной энергии в мире.
  • Третьим мировым энергетическим гигантом по производству тераватт-часов электроэнергии.

На территории России к 2020 году располагается 11 атомных электростанций с 38 энергоблоками.

Атомные реакторы российской энергосистемы

Принцип действия Тип Мощность (Мвт) Количество (шт.)
С водой под давлением ВВЭР-1000 1000 12
ВВЭР-1000 1100 1
ВВЭР-1200 1200 3
ВВЭР-440 440 4
ВВЭР-440 417 1
КЛТ-40С 35 2
Канально-кипящие РБМК-1000 1000 10
ЭГП-6 12 3
На быстрых нейтронах БН-600 600 1
БН-800 800 1

Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:

  • Добычей урановой руды, с последующей переработкой и обогащением.
  • Разработкой и производством топлива для ядерных реакторов.
  • Строительством и остановкой энергоблоков атомных электростанций.
  • Переработкой и утилизацией использованного ядерного топлива.

Это позволяет вести экспортные операции по распространению атомной энергетики на всех континентах, кроме Австралии и Океании. Одним из последних достижений отрасли стал запуск в эксплуатацию плавучей атомной электростанции. Снабжающей энергией самый северный город страны – Певек, расположенный в Чукотском автономном округе.

Возобновляемая энергетика

Одно из наиболее перспективных направлений энергетики, являющееся альтернативой традиционным видам генерации. Суммарная выработка электроэнергии в 2019 году всеми электростанциями, использующими возобновляемые источники, составила всего лишь 2 млрд. кВт·ч. Это менее 0,2% от общей выработки по стране.

Это говорит о том, что возобновляемые источники энергии (ВИЭ) используются в нашей стране недостаточно. Хотя потенциал их эксплуатации достаточно высок.

Оценка возможностей экономически эффективного использования ВИЭ

Виды энергии Потенциал (млн. тонн условного топлива в год)
Геотермальная 115
Малая гидроэнергетика 65,2
Низкопотенциальное тепло 36
Биомасса 35
Солнечная 12,5
Ветра 10

Принятая в 2019 году программа «Пять гигаватт» позволила нарастить выработку по отношению к 2018 году:

  • По солнечной энергетике на 69,4 %.
  • По ветроэнергетике на 47,3 %.
Солнечная энергетика

К началу 2019 года в России общая мощность электростанций, основанных на использовании солнечной энергии, составляла 834,2 МВт. Количество выработанной ими электроэнергии за 2019 год составило 1,3 млрд. кВт·ч, что на 69,4 % превышает показатель 2018 года.

Столь высокие темпы прироста объясняются значительным увеличением количества солнечных электростанций (СЭС) с каждым годом.

Динамика запуска в эксплуатацию солнечных электростанций в России по годам

Год Количество (шт.) Мощность (МВт)
2015 4 40,2
2016 5 30
2017 30 356,9
2018 14 285
2019 (на 14.09) 17 257,5

Общее количество действующих, как в составе энергосистем, так и изолированно, и строящихся СЭС в Российской Федерации составляет 73 электростанции.

По способу преобразования солнечной радиации в электрическую энергию СЭС подразделяются на семь типов:

  • Аэростатные.
  • Башенные.
  • Комбинированные.
  • Солнечно-вакуумные.
  • Тарельчатые.
  • С использованием параболических зеркал.
  • Эксплуатирующие фотоэлектрические батареи.

Наиболее перспективными регионами, в плане использования солнечной энергии, являются южные области страны: Причерноморье, Северный Кавказ, побережье Каспийского моря, Южная Сибирь, Дальний Восток. Так как уровень солнечной радиации в этих районах достигает 1400 кВт·ч/м² в год.

Ветроэнергетика

По данным системного оператора энергетического комплекса России суммарная мощность ветряных электростанций единой энергосистемы составляла на 1 января 2019 года 183,9 МВт. Изолированные ветроэлектрические станции (ВЭС) обладают установленной мощностью в 9,125 МВт.

Общая выработка электрической энергии ВЭС ЕЭС России в 2019 году равнялась 0,3 млрд. кВт·ч. Что, несмотря на малую величину, демонстрирует увеличение по сравнению с 2018 годом на 47,3%.

Ветроэнергетика России сегодня располагает:

  • 16 действующими ВЭС.
  • 7 изолированными работающими станциями.
  • 5 ветровыми электрическими станциями, выведенными из эксплуатации.
  • 13 проектируемыми и строящимися ВЭС.

Ветреные станции строятся в основном на возвышенностях. Там, где скорость ветра составляет: более 4,5 м/сек. В зависимости от месторасположения, они бывают:

  • Горные.
  • Наземные.
  • Парящие.
  • Плавающие.
  • Прибрежные.
  • Шельфовые.

Экономически эффективный потенциал ветроэнергетики России оценивается в 6218 ТВтч/год. Для его реализации более всего подходят:

  • Морские побережья.
  • Южные степи.
  • Возвышенности и плоскогорья.
  • Отдельные ветровые зоны.
Геотермальная энергетика

Использование подземного тепла – одно будущих направлений отечественной энергетики. К 2019 году три геотермальные электростанции (ГеоЭС) Камчатки общей мощностью 74 МВт сумели выработать 427 млн. кВт·ч электрической энергии. Кроме того, на территории нашего государства располагаются также три выведенных из работы геотермальных станции: Паратунская, Менделеевская (находится в процессе реконструкции) и Океанская.

Геотермальный потенциал России многократно превосходит запасы углеводородов. Суточный поток в 14 млн. кубических метров горячей воды уже сегодня могут обеспечить её разведанные подземные запасы. Причём теплоноситель можно использовать для обогрева и технических нужд. Доступность данного вида энергоресурсов наблюдается:

  • В Калининградской области.
  • На Северном Кавказе.
  • В Западной Сибири.
  • На Камчатке и Курильских островах.

Топливная энергетика

Отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей, обогащением, переработкой и потреблением нефти, газа, угля, торфа и сланцев с целью их дальнейшего потребления. В структуре энергетического баланса России:

  • На первом месте находится газ – 55%.
  • На втором – нефть 21%.
  • На третьем – уголь 17%.
  • На долю ядерной энергетики и возобновляемых ресурсов приходится 7%.

Нефтегазовая отрасль

Ведущая среди отраслей российской промышленности, обеспечивающая почти половину экспорта в финансовом выражении. За 2019 год в стране было добыто:

  • Нефти – 560,2 млн. т.
  • Газа – 737,59 млрд. м3.

Разведанные запасы нефти на территории России составляют 109,5 баррелей, что равняется 6,4% общемировых запасов. Доказанные газовые (природный + сланцевый газ) запасы оцениваются в 47,8 трлн. м3. Что показывает 24,23% в общемировом балансе.

Нефтегазовая отрасль России сегодня представлена 11 крупнейших вертикально-интегрированных компаний. На их долю приходится более 95% добычи этого важнейшего энергоресурса. В семёрку крупнейших фирм по размеру прибыли, входят:

  • Газпром.
  • Роснефть.
  • Сургутнефтегаз.
  • Лукойл.
  • Татнефть.
  • Руснефть.
  • НОВАТЭК.

Основные нефтяные ресурсы страны сосредоточены в Западной Сибири. Кроме того, имеются богатые месторождения в Татарстане, Башкирии, на Северном Кавказе, в Прикаспийской низменности, на острове Сахалин и в шельфах ряда морей.

Там же располагаются значительные запасы газа, к которым можно добавить: Оренбургское, Северное (Республика Коми), Астраханское месторождения. Очень перспективными запасами газа обладают морские шельфы в Баренцевом, Карском и Охотском морях.

Добыча угля и других горючих ископаемых

Старейшая отрасль, начало становления, которой относится к первым десятилетиям XIX века, не утратила своих позиций и к настоящему времени. Уровень добычи угля в 2019 году равнялся 440,65 млн. т, что на 0,2% выше показателя 2018 года.

На территории нашей страны расположены 12 крупнейших каменноугольных и 4 буроугольных бассейнов. По уровню добычи этого природного ископаемого Россия занимает шестое место в мире, экспортируя его в десятки стран Европы и Азии. Качественные характеристики угля подразделяются его на антрацит, каменный и бурый уголь, являющиеся ещё и сырьём для химической промышленности.

Экономическая мощь России в этой области представлена:

  • 50 компаниями, среди которых лидирующие позиции занимают: «Сибирская угольная энергетическая компания», «Кузбасразрезуголь», «СДС-Уголь» и другие.
  • 161 предприятием, включающим в себя 50 шахт и 108 разрезов.

К другим горючим ископаемым, традиционно используемым на территории России, относятся:

  • Торф. Его запасы на территории 46 тыс. месторождений России оцениваются в 160 млрд. т. Используется в качестве топлива, удобрения и теплоизоляционного материала.
  • Горючие сланцы. 37 млрд. т составляют его разведанные запасы, при ресурсах, оцениваемых в 850 млрд. т. В основном они находят применение в качестве топлива для ТЭС, химического сырья, а также исходного материала в строительной индустрии (зола) и медицине (получаемая из сланцев смола).

Полезные ссылки

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

2 400 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

1 910 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

3 363 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

2 234 МВт

Страна солнца. Что ждет солнечную энергетику в России - Пресс-центр

Солнечная энергия никогда не была такой дешевой и эффективной, как сегодня. Аналитики прогнозируют дальнейший рост этого сектора мировой энергетики. Сможет ли солнечная генерация играть заметную роль в российском климате — разбираемся вместе с РОСНАНО.

Солнце в мире

На 90% за 10 лет сократилась стоимость солнечных батарей

Солнечная энергия становится все популярнее. По данным аналитиков Ember, за первое полугодие 2020 года глобальная солнечная генерация выросла на 19%. Агентство энергетической информации прогнозирует, что в США производство электричества из возобновляемых источников увеличится на 20% в этом году и еще на 22% — в следующем. Главным драйвером роста станет ввод в эксплуатацию новых мощностей солнечной генерации. А причина быстрого роста популярности этого источника энергии — в низкой стоимости. По оценке Всемирного экономического форума, введение в эксплуатацию солнечных станций обходится дешевле, чем работающих на угле или газе, из-за чего от угля отказываются все охотней в пользу «солнца». К примеру, в Китае доля угля упала на 7%, а ветряной и солнечной энергии — выросла на 6%.

Аналитики Международного энергетического агентства в недавнем докладе назвали солнечную генерацию «самым дешевым способом производства электроэнергии в истории».

Солнечная Россия

В России доля солнечной энергетики в структуре генерирующих мощностей пока остается скромной — всего 0,55% от общей выработки электричества. Но ситуация быстро меняется. Российские солнечные электростанции в 2019 году выработали 1,3 млрд кВт•ч электроэнергии — почти на 70% больше, чем годом ранее. Наибольшую долю в балансе энергосистемы солнечные станции занимают на юге страны, где на них приходится 2,77% установленной мощности.

Производство современных солнечных панелей — сложный наукоемкий процесс. Сегодня такую продукцию выпускают всего 15 стран — примерно столько же способны самостоятельно запускать ракеты в космос.

719,5 мегаватт — суммарная мощность электростанций «Хевел».
>1,3 тыс. мегаватт солнечных генерирующих мощностей в России.

Группа компаний «Хевел» — единственный в России производитель, выпускающий как ячейки и модули солнечных батарей, так и промышленные солнечные электростанции. Суммарная мощность построенных «Хевел» электростанций составляет 719,5 мегаватт — больше, чем, например, Иркутская ГЭС. На долю «Хевел» приходится больше половины солнечных генерирующих мощностей в стране — всего их в России более 1,3 тыс. мегаватт.

Завод, который «Хевел» построил в Чувашии, может выпускать 350 мегаватт солнечных модулей в год. Там компания внедрила российскую разработку — солнечные модули, произведенные по технологии так называемого гетероструктурного перехода. Они эффективно работают в пасмурную погоду, а также при температурах от -40 °С до +85°С. Средний КПД российских модулей составляет 23,5% — то есть почти четверть попадающего на ячейку солнечного света превращается в электроэнергию. Это очень высокий показатель: в мире пока не больше пяти компаний, способных производить такие модули.

Мощности крупнейших солнечных электростанций в России достаточно, чтобы обеспечивать энергией небольшие города. К примеру, электроэнергии, вырабатываемой Фунтовской СЭС, хватает более 30 тыс. домохозяйств в Астраханской области. Кроме того, годовая выработка этой станции позволяет избегать 58 тыс. тонн выбросов углекислого газа и экономить 33 млн кубометров природного газа.

Хотя уровень инсоляции позволяет развивать солнечную энергетику практически на всей территории России, есть регионы, где это особенно оправданно. Наибольшим солнечным потенциалом обладают Приморье, Забайкалье, южные области Сибири и Европейской части России. Парадоксально, но в нашей стране солнца не меньше, чем во многих европейских странах. Например, в Ростовской области или на Дальнем Востоке солнечные станции способны выдавать 1,3 тыс. киловатт-час на 1 киловатт установленной мощности в год — это сопоставимо с Испанией и Францией.

При этом на удаленных территориях солнечная генерация жизненно необходима для надежного обеспечения электричеством. Сегодня за энергоснабжение в изолированных районах Сибири и Дальнего Востока отвечают преимущественно дизельные электростанции — это дорого и неудобно. Решением станет строительство современных гибридных установок — они снизят потребление топлива, сократив время работы дизельных генераторов за счет интеграции в единую систему с солнечными модулями.

Компания «Хевел» первой в России начала устанавливать автономные гибридные энергоустановки в удаленных районах. Пилотным проектом стала электростанция в селе Менза Забайкальского края — она работает с 2017 года. В 2019 году дали ток автономные гибридные станции в селах Мугур-Аксы и Кызыл-Хая в Туве. На очереди — запуск гибридных установок в Якутии, которые построят РОСНАНО совместно с УК «Энергосистемы».

Светлое будущее солнечной энергии

Перспективы солнечной энергетики в мире можно описать тремя словами: больше, дешевле, эффективнее. Так, объем мирового рынка солнечной энергетики достигнет $223,3 млрд к 2026 году, увеличиваясь ежегодно в среднем на 20,5%, прогнозируют аналитики ResearchAndMarkets. com.

Бурное развитие солнечной энергетики приведет к падению цены электричества для потребителей. По плану правительства США, себестоимость солнечной электрогенерации сократится еще на 50% к 2030 году.

Эффективность солнечной энергетики продолжит повышаться, а одно из перспективных направлений — это перовскиты, полупроводники с особой кристаллической структурой. Если сейчас средний КПД солнечных ячеек составляет 22%, то благодаря перовскитам он может превысить 27%. Исследования, которые помогут внедрить перовскиты в энергетику, ведутся и в России. Например, ученые МГУ улучшили метод сборки перовскитных солнечных батарей с помощью лазерной резки. Это может еще сильнее снизить их себестоимость.

Еще один тренд — размещение солнечных панелей не только на суше, но и на воде. В конце лета «Хевел» ввел в эксплуатацию первую в России плавучую солнечную электростанцию — ее построили на площадке Нижне-Бурейской ГЭС в Амурской области. Прогнозная годовая выработка составляет 53,5 тыс. кВт•ч. Преимущество плавучих станций в том, что они не занимают ценное место на земле, кроме того, они мобильны — модули можно быстро разобрать и переместить в другую часть водоема.

По оценке Международного энергетического агентства, во всем мире солнечная генерация увеличится на 43% к 2040 году. Это позволит уменьшить объем выбросов парниковых газов и сократить негативные эффекты изменения климата на планете.

Как развивает солнечная энергетика в России и за рубежом?

Могучая сила солнечной энергии была известна человеку тысячи лет назад. Издревле человек пытался обуздать, приручить эту энергию, заставить ее служить себе. В шестом веке Анфимий Траллийский написал трактат о зеркалах. В этом трактате он упомянул о том, как древнегреческий ученый Архимед с помощью многочисленных зеркал и вогнутых щитов-защитников Сиракуз сжег римский флот, сфокусировав на кораблях лучи солнца. Легендой ли было это или нет, неизвестно.

Но опыты, которые должны были бы подтвердить или опровергнуть возможность этого события, проводились неоднократно. Разными людьми, в разных странах и в разное время. И каждый раз эти опыты завершались подтверждением реальной возможности этого эпизода в защите Сиракуз.

До появления в ХХ веке новых технологий, новых материалов, до получения возможности практического применения вольтаики энергия солнца использовалась только и исключительно для подогрева небольших объемов воды. С открытием фотоэффекта, появлением материалов, способных преобразовывать солнечный свет в электрический ток в промышленных масштабах, солнечная энергетика вступила в новую фазу своего развития.

Новые светоотражающие и светопоглощающие материалы, жаропрочные композитные элементы сделали возможным создать такие конструкции, которые позволили использовать энергию солнца для тепловых электростанций, тепловых установок, обеспечивающих горячей водой и отоплением дома.

Солнечная энергетика относится к возобновляемым источникам энергии. Она все шире используется человеком и находит свое применение в самых различных сферах. Возобновляемый потому, что солнце представляет собой неисчерпаемый источник энергии.

А если учесть, что гелиоустановки, генерирующие электричество или тепло, гарантируют полную безопасность окружающей среде, а цены на традиционные энергоносители постоянно растут, то становится очевидным, что солнечной энергетике предстоит бурное развитие в самом ближайшем будущем.


Могучая сила солнечной энергии была известна человеку тысячи лет назад. Издревле человек пытался обуздать, приручить эту энергию, заставить ее служить себе. В шестом веке Анфимий Траллийский написал трактат о зеркалах. В этом трактате он упомянул о том, как древнегреческий ученый Архимед с помощью многочисленных зеркал и вогнутых щитов-защитников Сиракуз сжег римский флот, сфокусировав на кораблях лучи солнца. Легендой ли было это или нет, неизвестно.

Но опыты, которые должны были бы подтвердить или опровергнуть возможность этого события, проводились неоднократно. Разными людьми, в разных странах и в разное время. И каждый раз эти опыты завершались подтверждением реальной возможности этого эпизода в защите Сиракуз.

До появления в ХХ веке новых технологий, новых материалов, до получения возможности практического применения вольтаики энергия солнца использовалась только и исключительно для подогрева небольших объемов воды. С открытием фотоэффекта, появлением материалов, способных преобразовывать солнечный свет в электрический ток в промышленных масштабах, солнечная энергетика вступила в новую фазу своего развития.

Новые светоотражающие и светопоглощающие материалы, жаропрочные композитные элементы сделали возможным создать такие конструкции, которые позволили использовать энергию солнца для тепловых электростанций, тепловых установок, обеспечивающих горячей водой и отоплением дома.

Солнечная энергетика относится к возобновляемым источникам энергии. Она все шире используется человеком и находит свое применение в самых различных сферах. Возобновляемый потому, что солнце представляет собой неисчерпаемый источник энергии.

А если учесть, что гелиоустановки, генерирующие электричество или тепло, гарантируют полную безопасность окружающей среде, а цены на традиционные энергоносители постоянно растут, то становится очевидным, что солнечной энергетике предстоит бурное развитие в самом ближайшем будущем.

Перспективы, открывающиеся перед гелиоэнергетикой, масштабны. Проекты новых солнечных комплексов амбициозны, а их реализация может в корне изменить наше отношение к традиционным источникам энергии. Безусловно, было бы наивным полагать, что солнечная энергия является панацеей для человечества, постоянно страдающего от нехватки энергии.

Мощности солнечных электростанций постоянно наращиваются, но, тем не менее, доля электроэнергии, которая производится ими, составляет всего 0.8% от общего количества электричества, вырабатываемого всеми генерирующими установками в мире.

Зависимость от погодных условий, от времени суток ограничивает применение солнечных электростанций в качестве постоянных источников энергии. Без аккумулирующих устройств они могут полноценно использоваться только в качестве дополнительных источников, принимающих на себя нагрузку в дневное время суток, и разгружая тем самым основные производители электроэнергии.

Периоды выработки электричества зачастую не совпадают с периодами потребности в нем, так как пик потребления приходится, в основном, на вечерние часы. А в высоких широтах солнечные электростанции просто нерентабельны. Однако эти недостатки гелиевых электростанций не так критичны для солнечных теплогенерирующих установок, так как эти установки представляют собой достаточно инерционные системы, особенно если в них была реализована тщательно продуманная система термоизоляции.

Крупнейшие солнечные электростанции мира

Практически все мощные гелиевые электроустановки строятся в низких широтах, там, где много солнца, где большинство дней в году безоблачные, где имеются обширные свободные площади для размещения солнечных панелей или зеркал.

Самый мощный комплекс гелиоэлектростанций был введен в эксплуатацию в 2012 году в индийском штате Гуджарат. Суммарная мощность сорока шести гелиопарков, объединенных в единую энергосистему, составляет 856.51 мегаватт. С выводом этого комплекса на проектную мощность Индия может получить от систем альтернативной энергетики до 15% от общего количества электричества, вырабатываемого в стране.


Комплекс СЭС в Индии. Штат Гуджарат

В конце 2015 года в южной Калифорнии (США), в Долине Антилоп, была введена в действие солнечная электростанция STAR. Для сооружения этой станции потребовалось почти четыре миллиона солнечных панелей.

Чтобы обеспечить максимально возможное использование энергии Солнца, примерно пятая часть – чуть больше 750 тысяч панелей – были смонтированы на подвижных шасси, соединенных с системой слежения за солнцем. Тем самым обеспечивался прием максимального количества солнечного излучения в течение всего светового дня.

С выходом на проектный режим работы эта электростанция обеспечивала выходную мощность порядка 580 мегаватт. Этой мощности достаточно для того, чтобы обеспечить электричеством жителей города с населением до 75 тысяч. Если бы такое количество электричества вырабатывала обычная тепловая электростанция, то вредные выбросы в атмосферу от нее были бы эквивалентны тем, которые получаются в результате работы 30 тысяч автомобилей.


Солнечная электростанция STAR. Калифорния, США

В Калифорнии были построены еще несколько гелиоустановок, в которых используется принцип прямого преобразования энергии света в энергию электрическую. Это прежде всего гелиевая электростанция Topaz, третья по мощности в мире. Ее выходная мощность составляет 550 мегаватт, и она входит в каскад гелиоустановок, которые должны обеспечить к 2020 году до 33% мощности, потребляемой в Калифорнии. Электричество на этой станции производят 9 миллионов тонкопленочных панелей, выполненных на базе теллурида кадмия.


Солнечная электростанция Topaz. Калифорния, США

Кроме этих электростанций, производящих электричество путем прямого преобразования солнечного света, в Калифорнии функционируют несколько солнечных электростанций термального типа, входящих в десятку самых мощных в мире гелиоустановок. Это прежде всего солнечная электростанция башенного типа Ivanpah, введенная в эксплуатацию в 2013 году.

Эта станция имеет выходную мощность почти 400 мегаватт. Разогрев бойлеров до температуры почти в 700 градусов обеспечивают 173500 гелиостата, каждый их которых состоит из двух зеркал. Гелиостаты обеспечивают постоянное фокусирование лучей солнца на рабочем бойлере. Эта солнечная электростанция занимает пятую строчку в списке самых мощных гелиоустановок.


Солнечная электростанция Ivanpah. Калифорния, США

Солнечные электростанции России

В России гелиоэнергетика не получила такого распространения, как в Европе, США, Индии, Китае. Суммарная мощность российских электростанций, работающих на солнечной энергии, не превышает мощности одной калифорнийской. Тем не менее, развитию гелиоэнергетики в России сейчас уделяется большое внимание. Особенно это касается Крыма и Сибири.

В Крыму сейчас работают две самые мощные гелиоэлектростанции. Солнечная электростанция «Перово» имеет выходную мощность порядка 100 мегаватт, другая солнечная электростанция – «Охотниково» – на 20 мегаватт меньше. Кроме того, в августе 2015 года в поселке Николаевка была запущена в опытную эксплуатацию гелиоустановка мощностью в 70 мегаватт. В поселке Владиславовка построена гелиоустановка мощностью 110 мегаватт.

В 2014 году на Алтае была запущена Кош-Агачская солнечная электростанция мощностью в пять мегаватт. Электрический ток такой мощности вырабатывают 20880 солнечных панелей.


Кош-Агачская СЭС. Алтай, Россия

В 2015 году в Якутии была введена в строй гелиоустановка мощностью в один мегаватт. В Ставрополье, в селе Старомарьевка, на 2019 год запланирован ввод в действие СЭС мощностью в 75 мегаватт, а в Сибири от Заполярья до границ с Казахстаном компанией XEVEL планируется возвести несколько СЭС общей мощностью более 250 мегаватт.

Солнечное теплоснабжение

Гелиевые электростанции термального типа, кроме электрического тока, вырабатывают такое количество тепловой энергии, которое может обеспечить горячей водой и теплом большие производственные помещения, спортивные сооружения, жилые дома.

Теплоноситель, разогретый до 150 – 200 градусов поступает в теплообменники, где нагревает воду, поступающую в дома для отопления и горячего водоснабжения. Поэтому все СЭС термального типа строятся с таким расчетом, что излишки тепловой энергии отдаются в теплоцентрали, а оттуда уже горячая вода подается по назначению.

При этом значительно сокращается расход традиционных ископаемых источников энергии. Например, в Дании сейчас ускоренными темпами ведется проектирование и строительство солнечных электростанций термального типа, которые не только будут обеспечивать экологически чистую выработку электричества, но еще и будут снабжать теплом и горячей водой жителей прилегающих населенных пунктов.

Использование солнечной энергии в быту

На бытовом уровне возможности использования энергии Солнца зависят только от фантазии человеческой. И конечно, в определенной степени, от материальных возможностей. Здесь речь может идти о чем угодно: об электроснабжении дома, освещении улиц и парков, о светофорах, об уличной иллюминации, об украшении дачи, подсветке фонтанов, гирляндах на деревьях, снабжении горячей водой и теплом дачного домика, коттеджа.


Прачечная на солнечных батареях

Различными фирмами выпускаются и устанавливаются «под ключ» солнечные установки индивидуального пользования. Это может быть и миниэлектростанция на солнечных батареях, и гелиевые концентраторы для отопления и горячего водоснабжения, а может быть и комбинированная установка.

Спектр использования энергии Солнца огромен. Эта энергия работает везде: от гигантских электростанций до портативных зарядных устройств, которые свободно помещаются в кармане или в дамской сумочке. А главные ее достоинства – это неисчерпаемость и безопасность для окружающей среды.

Китай теперь работает от крупнейшей в мире плавучей солнечной электростанции

Крупнейшая плавучая солнечная электростанция в мире теперь официально находится в эксплуатации.

Sungrow, ведущий мировой поставщик фотоэлектрических инверторных систем, объявил, что крупнейшая в мире плавучая фотоэлектрическая электростанция поставляет 40 МВт электроэнергии в сеть в Хуайнане, Китай.

[Источник изображения: Sungrow через PR Newswire ]

Завод был построен недалеко от горнодобывающего района, который постоянно затопляется из-за дождливой погоды.Глубина воды колебалась от 4 до 10 метров в Хуайнане, богатом углем городе на юге провинции Аньхой. Добыча, которая ведется на земле поблизости, выливает в воду значительное количество минералов, делая резервуар бесполезным. Однако в настоящее время здесь размещается крупнейшая в мире плавучая солнечная электростанция.

«Завод не только полностью использует эту территорию, снижая потребность в земле, но и улучшает выработку за счет охлаждающего эффекта поверхности», - поясняет специалист из местного правительства.

Огромная солнечная электростанция предлагается «под ключ» в рамках недавних разработок Sungrow. Компания снижает стоимость установки и сокращает время сборки, отправляя солнечные панели в сегментах 20 футов . После этого панели необходимо подключить только к центральному инвертору SG2500-MV.

Панели располагаются на плавающем контейнере, который служит как основанием для панелей, так и платформой, по которой могут проходить техники и инженеры. Завод работает точно так же, как типичная солнечная ферма, только эта плавает на воде.

Система специально разработана для работы в условиях повышенной влажности и солевого тумана.

«Внедрение передовых технологий в продукты - это то, к чему мы всегда стремимся. Мы продолжаем предлагать лучшие продукты и решения клиентам по всему миру», - сказал профессор Ренсян Цао, президент Sungrow.

Преимущества плавающих солнечных панелей

Плавающие солнечные панели - относительно новое дополнение к области производства электроэнергии.Однако плавучие установки обладают множеством преимуществ по сравнению с традиционными системами.

В густонаселенных районах по всему миру значительная часть земли используется для жилья и бизнеса. Любая другая открытая земля обычно используется для поддержки ферм. Солнечные фермы, однако, требуют больших площадей земли в непосредственной близости от района, по которому будет транспортироваться электричество. Плавающие солнечные панели позволяют устанавливать растения в районах, непригодных для будущего развития.е. на больших реках, озерах или океанах.

Растения также сохраняют возможность размещаться в непосредственной близости от городов. Чем меньше расстояние для электричества, тем меньше будет потерь во время передачи. Растения также просты в эксплуатации и не требуют значительного развития фундамента. Увеличить размер установки так же просто, как поставить новую батарею солнечных панелей и подключить их к плавучей установке.

В аварийных ситуациях станции также можно буксировать для оказания аварийных услуг в районах, которые не имеют электричества в течение длительных периодов времени - ситуация, типичная для прибрежных регионов.У растений также есть способность скручиваться и изгибаться, позволяя системе перемещаться по волнам, не будучи поврежденными. Однако на данный момент остается неизвестным, как такая установка справится с худшей погодой в Мировом океане.

Хотя, пожалуй, самым большим преимуществом программы является новое движение по обеспечению средств чистых технологий для питания некоторых частей мира.

Проблема растущего загрязнения в Китае

Как заявляет Всемирная организация здравоохранения, Китай является самой густонаселенной страной в мире.Кроме того, неудивительно, что экономика Китая быстро растет, среднегодовой темп роста валового внутреннего продукта (ВВП) составляет 10% за последние два десятилетия. Тем не менее экономическое процветание Китая не обошлось без потерь.

Смог в китайском городе [Источник изображения: Эрхард Ренц через Flickr ]

Экономический рост позволил сотням миллионов людей выбраться из нищеты. С другой стороны, рост стал тяжелым бременем для экосистемы, в которой они сосуществуют.Значительные проблемы возникают все чаще и чаще с угрожающей скоростью. Многие люди теперь остаются с непитьевой водой, зараженной пищей и токсичным воздухом.

В последнее время загрязнение воздуха, опустынивание, нехватка воды и загрязнение, а также смог остаются наиболее серьезными проблемами, с которыми Китай сталкивается в 21 веке. Уровень смога в Китае достигает рекордно высокого уровня, намного превышая рекомендованные уровни, указанные ВОЗ. В Китае примерно 1,1 миллиона человек ежегодно погибают из-за загрязнения воздуха.

Три года назад премьер-министр Ли Кэцян объявил войну загрязнению воздуха в Китае на ежегодном съезде Коммунистической партии. С тех пор китайские власти советуют массам сократить выбросы. Правительство также обеспечивает сокращение производства на фабриках или их закрытие. Кроме того, в марте правительство страны объявило о прекращении или прекращении работы 103 угольных электростанций.

Возглавляя будущее с возобновляемыми источниками энергии

Несмотря на проблемы, с которыми сталкивается Китай, внедряются новые системы для уменьшения загрязнения окружающей среды. Китайское правительство сейчас наблюдает за капитальным ремонтом, чтобы заменить автомобили, работающие на ископаемом топливе, на электрические аналоги. Однако главный проект Китая по сокращению проблем загрязнения вращается вокруг возобновляемых источников энергии.

Поскольку страна сталкивается с проблемами нехватки земли и растет плотность населения, прибрежные районы Китая имеют очень мало возможностей для производства возобновляемой энергии. Но поскольку большая часть земли получает солнечный свет в течение большей части года, страна признала солнечную энергию наиболее подходящим видом возобновляемой энергии для удовлетворения своих потребностей.

Проект аналогичен предыдущему рекордсмену по строительству крупнейшей в мире плавучей солнечной электростанции, расположенной на водохранилище Тенге в Туасе. Тем не менее, преобладающей целью установки были эксперименты по исследованию жизнеспособности строительства плавучей солнечной установки на вершине водоема.

Вода вызывает проблемы

Пилотный проект плавучей солнечной электростанции стоимостью 11 миллионов долларов США в Сингапуре используется для изучения производительности и экономической эффективности плавучих солнечных систем. Плавучая система приравнивается к пиковой 20-киловаттной крышной системе , которая также расположена в районе Тенгеского водохранилища. Испытание также касается воздействия плавающих солнечных панелей на окружающую среду, которая живет под ними. Однако предстояло решить еще более серьезную проблему.

[Источник изображения: Anthony via Flickr ]

Обслуживание солнечных панелей на воде вызывает еще одну проблему - ржавчину. Постоянное присутствие воды требует водонепроницаемости системы.Каждый кабель и электронные компоненты должны плавать и противостоять любой утечке. Дефицит электроэнергии на открытой воде может оказаться фатальным для всего живого в окрестностях.

Хотя вода создает эффект охлаждения панелей, повышая их эффективность. Когда вода ударяется о поверхность воды, она вызывает испарение. Испаряющаяся вода забирает энергию из солнечной системы, эффективно ее охлаждая.

Плавучие солнечные электростанции

В настоящее время в мире существует несколько плавучих солнечных электростанций. Заводы работают и вырабатывают электроэнергию. Однако истинная стоимость проекта еще долгие годы будет неизвестна.

Одной из наиболее важных характеристик электростанции является ее способность окупать инвестиции (ROI). Только в последние годы солнечных панелей стало достаточно для некоммерческого использования. Раньше солнечные панели были прибыльными только в качестве крупномасштабных систем.

Точно так же, чтобы быть эффективной системой, плавучая солнечная электростанция должна окупаться в течение срока службы.В стоимость входит укомплектование персоналом, техническое обслуживание и ремонт.

Плавучая установка должна оставаться в рабочем состоянии в течение многих лет, чтобы окупить вложения. Из-за дополнительных затрат на модификацию панелей, чтобы они могли выдерживать водные условия, панелям потребуется больше времени для окупаемости, чем для традиционной фермы. Чтобы получить такую ​​же прибыль, установка должна прослужить намного дольше, чем традиционные системы. Однако на вопрос о жизнеспособности не будет дан ответа, пока растение не выдержит испытание временем.

Хотя идея остается фантастическим решением.В мире, где земля становится все более ценным товаром, имеет смысл отправиться в море ради космоса.

Возможно, с некоторыми дополнительными модификациями плавучая установка могла бы функционировать как часть волновой или приливной системы. Гибридизация массива усложнила бы средства производства энергии, давая больше энергии на площадь.

В настоящее время технология находится в стадии полномасштабного внедрения. Плавучие солнечные установки предлагают уникальное решение сложной проблемы. Хотя жизнеспособность такой техники еще предстоит доказать.Хотя, возможно, если повезет, будущее будет освещено морем.

СМОТРИ ТАКЖЕ: Занятость в солнечной энергетике увеличивается в 17 раз быстрее, чем экономика США

Написано Maverick Baker

Solar Power World рассматривает историю солнечной энергии

Во многих отношениях солнечная фотоэлектрическая промышленность все еще кажется очень новой, особенно для широкой публики. Компании-однодневки тоже не делают нам никаких одолжений, укрепляя доверие к долговечности солнечной энергии.

Итак, вот правда: концепция солнечной энергии существует уже давно, и технологические достижения, происходящие прямо сейчас, гарантируют, что она будет существовать еще дольше.Иногда легко забыть о пути, по которому шли солнечные фотоэлементы, пока мы каждый день находимся в окопах, пытаясь повторить колеблющуюся публику, что внедрение солнечной энергии - это хорошо, безопасно и необходимо.

Наука есть, доказательства есть, долголетие происходит прямо сейчас. Давайте оглянемся на путь солнечной энергии, чтобы вооружить вас некоторыми фактами, чтобы просвещать общественность и доказать долговечность солнечной энергии.


Эдмон Беккерель. Источник: Википедия

В то время как зеркала и другие отражающие поверхности веками концентрировали солнечные лучи для зажигания огня, а солнечные комнаты и бани, выходящие на юг, используют преимущества естественного обогрева солнца, фотоэлектрический эффект был обнаружен только в 1839 году. для выработки электроэнергии рассматривается в первую очередь.

Французский ученый Эдмон Беккерель экспериментировал с электролитическими ячейками, когда электричество генерировалось под воздействием света. Беккерелю было всего 19, когда он поместил хлорид серебра в кислотный раствор и создал напряжение и ток.


Лондонский профессор Уильям Гриллс Адамс и его ученик Ричард Эванс Дэй становятся свидетелями фотоэлектрического эффекта, когда они подвергают селен воздействию света и вырабатывают электрический ток. Они не могут преобразовать достаточно солнечного света для питания электрического оборудования с помощью своих селеновых солнечных элементов, но оказалось, что твердые материалы могут производить электричество без движущихся частей и просто используя солнце.Родилась идея фотоэлемента.


Американский изобретатель Чарльз Фриттс создает первый работающий селеновый элемент. Он покрывает селен тонким слоем золота, и этот первый действующий солнечный элемент имеет эффективность преобразования 1%. Солнечные элементы Фриттса используются в первой в мире солнечной батарее на крыше в Нью-Йорке в 1884 году. Но высокая стоимость материала элементов препятствует их широкому распространению.


Альберт Эйнштейн получает Нобелевскую премию. Источник: Public Commons

.

Одаренный ум Альберт Эйнштейн наконец-то дал теоретическое объяснение фотоэлектричеству.В статье «Об эвристической точке зрения на излучение и преобразование света» Эйнштейн описывает, что свет содержал пакеты энергии, которые он назвал «световыми квантами». Кванты сегодня известны как фотоны. Теория Эйнштейна помогла объяснить, как фотоны при правильном включении в цепь могут генерировать электричество. В 1921 году он получил Нобелевскую премию по физике «за заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта».”


Джеральд Пирсон, Дэрил Чапин и Кэлвин Фуллер из Bell Labs. Источник: Bell Labs

.

Концентрированная солнечная энергия и солнечная тепловая энергия использовались некоторое время, но чисто фотоэлектрическая солнечная энергия не родилась до тех пор, пока американские ученые из Bell Labs не разработали кремниевый фотоэлемент. Впервые солнечная энергия преобразуется для работы электрического оборудования. Ученые Bell Labs Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон достигли эффективности 6% с помощью этого первого кремниевого элемента, и вскоре первые солнечные панели стали использоваться для питания спутников, вращающихся вокруг Земли.В 1958 году был запущен Vanguard I с шестью солнечными элементами мощностью около 1 Вт.


Первые солнечные батареи Sharp. Источник: Sharp

Исследовательские лаборатории продолжают повышать эффективность кремниевых солнечных элементов, но коммерциализация идет медленно. Sharp начинает успешно массово производить солнечные элементы в 1963 году, что делает солнечные батареи доступными для широкой публики.


Последствия нефтяного кризиса 1973 года. Источник: Дэвид Фалконер, EPA

.

Нефтяной кризис 1973 г. заставляет людей вкладывать средства в исследования солнечной энергии.Доктор Эллиот Берман при финансовой поддержке Exxon разрабатывает более дешевую солнечную панель, снижая цену со 100 долларов за ватт до 20 долларов за ватт. Берман обнаружил, что использование кремния из нескольких кристаллов дешевле, чем использование всего одного кристалла, но эффективность теряется. По-прежнему сегодня поли / мультикристаллические солнечные панели дешевле, но менее эффективны, чем монокристаллические.


Ассоциация предприятий солнечной энергетики (SEIA) первой сформировалась, чтобы продвигать, развивать и внедрять использование солнечной энергии в Соединенных Штатах.Первым делом нужно было создать сплоченную прибыльную отрасль, которую можно было бы даже представлять.


Министерство энергетики США запускает Исследовательский институт солнечной энергии, который позже станет известен как Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL). Государственная лаборатория ежегодно получает (колеблющееся) финансирование от Конгресса, которое направляется на научно-исследовательские проекты.


Солнечные панели ARCO. Источник: DOE

ARCO Solar становится первым производителем панелей, годовой объем производства которого составляет 1 МВт. Два года спустя солнечная компания устанавливает первый проект солнечной энергии мегаваттного масштаба в Калифорнии. В результате ряда приобретений на протяжении десятилетий ARCO в конечном итоге становится SolarWorld.


ARCO Solar выпускает первый в мире коммерческий тонкопленочный силовой модуль (сделанный из аморфного кремния). Шесть лет спустя Университет Южной Флориды достиг эффективности 15,9% с помощью тонкопленочного теллурида кадмия (в солнечной батарее First Solar сегодня эффективность составляет около 22%).


Первая солнечная батарея, обслуживаемая коммунальными предприятиями.Источник: NREL

Pacific Gas & Electric становится первой коммунальной компанией США, которая поддерживает «распределенные системы» с фотоэлектрической батареей мощностью 500 кВт в Кермане, Калифорния.


Демонстрационный дом с солнечной черепицей Uni-Solar (изобретен Гухой). Источник: DOE

Изобретатель и ученый Субхенду Гуха изобретает первый гибкий тонкопленочный продукт, обозначенный как солнечная черепица, для использования с BIPV.


Первый кампус Solar Perrysburg после дополнения исследовательской группы Program Solutions Group в 2008 году.Источник: ПСЖ

Солнечные фотоэлектрические установки по всему миру превышают 1 ГВт. Только Соединенные Штаты достигли 1 ГВт в 2008 году и превысили 25 ГВт в 2015 году.

Завод First Solar в Перрисбурге, штат Огайо, открывается как крупнейший в мире завод по производству фотоэлектрических систем с расчетной годовой производственной мощностью 100 МВт, хотя до 2005 года компания достигает только 25 МВт в год.


Прозрачный фотоэлектрический навес на заправочной станции BP с двумя членами команды разработчиков из NREL. Источник: NREL

BP и BP Solar открывают первый магазин «BP Connect» в Индианаполисе, заправочную станцию ​​с полным спектром услуг с навесом от солнечных батарей над насосами.В навесе используются полупрозрачные тонкопленочные модули BP Solar, которые помогают сделать навесы и навесы на солнечных батареях практичными.

Powerlight Corporation (которая была приобретена SunPower в 2006 году) устанавливает систему мощностью 1,18 МВт на крыше тюрьмы Санта-Рита в Дублине, штат Калифорния, - крупнейшая солнечная система на крыше в США и четвертая по величине в мире. Согласно прогнозам, система обеспечит 30% дневных потребностей тюрьмы и сэкономит округу 400 000 долларов в первый год работы.


Североамериканский совет сертифицированных специалистов по энергетике (NABCEP) ранее был учрежден как некоммерческая корпорация для поддержки программ аккредитации и сертификации солнечной энергии. В следующем году был проведен первый экзамен NABCEP для специалистов по установке солнечных фотоэлектрических систем.


Конференция и выставка по солнечной энергии (позже получившая название Solar Power International) проводит свое первое мероприятие в Сан-Франциско.


Закон об энергетической политике 2005 года создает 30% федерального инвестиционного налогового кредита (ITC) для жилых и коммерческих систем солнечной энергии. Кредит предоставлен в 2006, 2008 и 2015 годах.


Генеральный директор Nanosolar Мартин Рошайзен. Источник: Nanosolar

Nanosolar поставляет первые коммерческие тонкопленочные модули CIGS. По оценке компании, это была самая дешевая солнечная панель в мире на тот момент - 0,99 доллара за Вт.


Первый микроинвертор Enphase. Источник: Enphase

Enphase выпускает первый коммерчески успешный микроинвертор для солнечной энергетики.


Безрельсовое крепление Zep Solar.Источник: Zep Solar

Популярность рифленых каркасов солнечных панелей Zep Solar ведет к появлению безрельсовых систем крепления. SolarCity приобретает Zep Solar в 2013 году, чтобы внедрить инновационную технику установки внутри компании.


Инициатива SunShot Министерства энергетики ставит цель сделать солнечную энергию конкурентоспособной на рынке по сравнению с традиционными формами электроэнергии к 2020 году. Цель устанавливает целевые показатели на уровне 10 центов / кВтч для жилых домов, 8 центов / кВтч для коммерческих и 6 центов / кВтч для фотоэлектрических систем коммунального масштаба.


Пример люка на крыше проекта. Источник: Google

Впервые на рынке солнечной энергии в жилищном секторе США устанавливается мощность более 2 ГВт за год. Общий объем установленного рынка США превышает 20 ГВт.

Google запускает проект «Люк на крыше», который использует изображения Google Планета Земля для анализа крыш и местных погодных условий, чтобы быстро создавать планы использования солнечной энергии для домовладельцев. Этот инструмент - простое первое знакомство с солнечным потенциалом по всей стране.


В апреле 2016 года в США установлен миллионный массив.Ожидается, что к 2018 году мы достигнем 2 миллионов.

Соединенные Штаты установили 14 625 МВт за год, что на 95% больше по сравнению с рекордными 7 493 МВт в 2015 году. Солнечная энергия также считается источником № 1 для увеличения новых генерирующих мощностей на ежегодной основе - впервые в истории. В 2016 году каждые 36 минут вводился новый мегаватт солнечных фотоэлектрических систем.


Стоимость установленной солнечной энергии упала до рекордно низкого уровня в 2017 году. Общая стоимость установленной системы снизилась в первом квартале до 2 долларов.80 / Wdc для жилого помещения, 1,85 доллара США / Wdc для коммерческого, 1,03 доллара США / Wdc для утилиты с фиксированным наклоном и 1,11 доллара США / Wdc для утилиты слежения за одной осью, что на 6–29% меньше, чем в предыдущем году, в зависимости от рынка. LCOE для энергосистем с фиксированным наклоном падает до 5,0–6,6 центов / кВтч и от 4,4 до 6,1 центов / кВтч для систем слежения за одной осью, что соответствует поставленной цели SunShot на три года раньше.


Только время покажет!

Чем солнечная электростанция Rewa соответствует аналогичным установкам в Индии и за рубежом?

Автор: Экономическое бюро ENS, под редакцией Explained Desk | Нью-Дели | Обновлено: 12 июля 2020 г. , 14:18:32 Вид на проект солнечной электростанции мощностью 750 МВт, торжественное открытие премьер-министром Нарендрой Моди посредством видеоконференцсвязи, в Реве.(Фото PTI)

Солнечная электростанция Rewa мощностью 750 мегаватт в Мадхья-Прадеше была посвящена стране премьер-министром Нарендрой Моди в пятницу (10 июля). Солнечная электростанция была создана Rewa Ultra Mega Solar Limited, совместным предприятием Мадхья-Прадеш Urja Vikas Nigam Limited и Индийской корпорацией солнечной энергии (SECI). Проект также получил финансовую помощь в размере 138 миллионов рупий от центрального правительства.

Завод состоит из трех солнечных энергоблоков, которые расположены на участке земли площадью 500 га внутри солнечного парка площадью 1500 га.Mahindra Renewables Pvt, Arinsun Clean Energy Pvt и ACME Jaipur Solar Power Pvt - три компании, получившие мандат на строительство трех энергоблоков, большая часть оборудования для которых поступает из Китая.

Это самая большая солнечная электростанция в Азии?

Солнечная электростанция мощностью 750 МВт является довольно большой по масштабу и, как ожидается, резко сократит выбросы в стране на сумму, эквивалентную 15 лакх тоннам углекислого газа в год.Но хотя это одна из крупнейших однопроцентных солнечных электростанций в Индии, она не является крупнейшей в Азии.

Вторая по величине в мире фотоэлектрическая электростанция досталась солнечному парку Бхадла мощностью 2245 МВт в районе Джодхпур в Раджастхане и солнечному парку Павагада в районе Тумкур, Карнатака, мощностью 2050 МВт. По данным Bloomberg New Energy Finance, девять солнечных электростанций больше, чем в Rewa.

📢 Express Explained теперь в Telegram. Нажмите здесь, чтобы присоединиться к нашему каналу (@ieexplained) и оставаться в курсе последних новостей

Солнечная электростанция Rewa будет обеспечивать электроэнергией Мадхья-Прадеш, а также метро Дели. (Фото PTI)

Из каких компонентов состоит установка?

В проекте три блока по 250 МВт каждый. Процесс обратного аукциона в торгах для проектов был впервые опробован в Индии для этого проекта, при этом Mahindra Renewables, ACME Solar Holdings и Solengeri Power стали победителями для трех единиц проекта по тарифам 2 рупия.979, 2,970 и 2,974 рупий соответственно за первый год.

Международная финансовая корпорация, компания группы Всемирного банка, инвестировала в проект около 440 миллионов долларов или 2800 крор рупий, а Power Grid Corporation of India разработала межгосударственную систему электропередачи 220/400 кВ в зеленом коридоре для облегчения эвакуации электроэнергии. с сайта проекта потребителям.

В проекте три блока по 250 МВт каждый. (Фото PTI)

Кто будет покупать электроэнергию в проекте?

Это первый солнечный проект в Индии, где различные категории потребителей заключили контракты на покупку электроэнергии - Madhya Pradesh Power Management Company Limited (которая будет получать 76 процентов электроэнергии от электростанции) и Delhi Metro Rail Corporation (DMRC является потребитель открытого доступа).Это также первый проект, получивший финансирование от Всемирного банка и Фонда чистых технологий в Индии.

Как работают солнечные панели? Пошаговое руководство

Время чтения: 5 минут

Поскольку стоимость солнечной энергии резко упала в последние годы наряду с значительным повышением технической эффективности и качества производства, многие домовладельцы в США начинают рассматривать солнечную энергию как жизнеспособное альтернативное энергетическое решение. И когда солнечная энергия выходит на основные энергетические рынки, большой вопрос : «Как работают солнечные панели?» В этой статье мы подробно разберем, как солнечные панели производят энергию для вашего дома и насколько прагматичен переход на солнечную энергию.

Посмотрите варианты использования солнечной энергии в вашем районе в 2021 году

Ключевые выводы: как работают солнечные панели?

  • Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния, который является полупроводником и может генерировать электричество
  • Этот процесс известен как «фотоэлектрический эффект»
  • Посмотрите, как солнечные панели могут работать для вас, с помощью специальных предложений на EnergySage Marketplace

Как солнечные панели работают в вашем доме? Пошаговый обзор

Солнечные панели работают, поглощая солнечный свет с помощью фотоэлектрических элементов, вырабатывая энергию постоянного тока (DC) и затем преобразовывая ее в полезную энергию переменного тока (AC) с помощью инверторной технологии.Затем энергия переменного тока проходит через электрическую панель дома и распределяется соответствующим образом. Вот основные этапы работы солнечных панелей в вашем доме:

  1. Фотоэлектрические элементы поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество постоянного тока
  2. Солнечный инвертор преобразует электричество постоянного тока от ваших солнечных модулей в электричество переменного тока, которое используется большинством бытовая техника
  3. Электроэнергия течет через ваш дом, питая электронные устройства
  4. Избыточное электричество, произведенное солнечными панелями, подается в электрическую сеть

Вот короткое видео, объясняющее, как солнечные панели работают для выработки электроэнергии для вашего дома:

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

Стандартная солнечная панель (также известная как солнечный модуль) состоит из слоя кремниевых элементов, металлического каркаса, стеклянного кожуха и различных проводов, позволяющих току течь от кремниевых элементов.Кремний (атомный номер 14 в периодической таблице) - неметалл с проводящими свойствами, которые позволяют ему поглощать и преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, что вызывает прохождение электрического тока. Это известно как «фотоэлектрический эффект», и он описывает общую функциональность технологии солнечных батарей.

Фотоэлектрический эффект

Наука о производстве электричества с помощью солнечных батарей сводится к фотоэлектрическому эффекту .Впервые он был обнаружен в 1839 году Эдмоном Беккерелем и в целом может рассматриваться как характеристика определенных материалов (известных как полупроводники ), которая позволяет им генерировать электрический ток при воздействии солнечного света.

Фотогальванический процесс состоит из следующих упрощенных этапов:

  1. Кремниевый фотоэлектрический солнечный элемент поглощает солнечное излучение
  2. Когда солнечные лучи взаимодействуют с кремниевым элементом, электроны начинают двигаться, создавая поток электрического тока
  3. Захват проводов и подайте это электричество постоянного тока (DC) в солнечный инвертор, чтобы преобразовать его в электричество переменного тока (AC)

Мы собрали инфографику ниже, чтобы объяснить, как работают солнечные панели:

Инфографика: как работают солнечные элементы ?

Как работает подключение к сети с солнечными батареями?

Хотя выработка электроэнергии с помощью солнечных панелей может иметь смысл для большинства людей, все еще существует большая путаница в отношении того, как сеть влияет на домашний солнечный процесс. В любом доме, подключенном к электросети, будет что-то, что называется счетчиком коммунальных услуг, который ваш поставщик энергии использует для измерения и подачи электроэнергии в ваш дом. Когда вы устанавливаете солнечные панели на крыше или на наземном основании на своем участке, они в конечном итоге подключаются к счетчику коммунальных услуг в вашем доме. С помощью этого измерителя можно получить доступ и измерить производство вашей солнечной системы.

Большинство домовладельцев в США имеют доступ к сетевым счетчикам, основным стимулом для солнечной энергии, который значительно улучшает экономику солнечной энергии.Если у вас есть нетто-счетчики, вы можете отправлять электроэнергию в сеть, когда ваша солнечная система перегружена (например, днем ​​в солнечные летние месяцы) в обмен на кредиты на счет за электричество. Затем, в часы низкого производства электроэнергии (например, в ночное время или в пасмурные дни), вы можете использовать свои кредиты для получения дополнительной энергии из сети и удовлетворения ваших потребностей в электроэнергии. В некотором смысле, нетто-учет предлагает бесплатное решение для хранения для владельцев недвижимости, которые используют солнечную энергию, что делает солнечную энергию универсальным энергетическим решением.

Учитывая, что наиболее распространенное отвращение, которое люди испытывают к использованию солнечной энергии, - это вопрос о том, что делать ночью или в дни с плохой погодой, бесплатное решение для хранения, столь же эффективное, как чистые замеры, меняет правила игры с точки зрения использования солнечной энергии. Эти типы стимулов, а также тот факт, что стоимость солнечной энергии упала почти на 70 процентов за последнее десятилетие, могут объяснить, почему солнечная промышленность растет в Соединенных Штатах экспоненциально.

Дополнительные важные детали к солнечным панелям

Помимо кремниевых солнечных элементов, типичный солнечный модуль включает в себя стеклянный кожух, который обеспечивает прочность и защиту кремниевых фотоэлементов.Под стеклянной внешней стороной панели имеется слой для изоляции и защитный задний лист, который защищает от рассеивания тепла и влажности внутри панели. Изоляция важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению производительности солнечных панелей.

Солнечные панели имеют антибликовое покрытие, которое увеличивает поглощение солнечного света и позволяет кремниевым элементам получать максимальное воздействие солнечного света. Кремниевые солнечные элементы обычно производятся в двух формах ячеек: монокристаллических или поликристаллических.Монокристаллические ячейки состоят из одного кристалла кремния, тогда как поликристаллические ячейки состоят из фрагментов или осколков кремния. Моно форматы предоставляют больше места для движения электронов и, таким образом, предлагают более эффективную солнечную технологию, чем поликристаллические, хотя обычно они более дорогие.

Как домовладельцы могут гарантировать значительную экономию на солнечной энергии

Для тех, кто начинает рассматривать солнечные панели для своего дома, необходимо учитывать ряд факторов, включая финансирование, оборудование, выбор установщика и гарантии.В дополнение ко всем этим темам стоит вопрос о том, как убедиться, что вы можете получить выгодную сделку и добиться значительной экономии энергии в долгосрочной перспективе. Для людей, плохо знакомых с процессом покупки солнечных батарей, у нас есть несколько ключевых советов, которые гарантируют, что вы получите лучшее предложение на свою систему солнечных модулей.

Три совета для покупателей солнечной энергии

  1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% или более

    Как и в случае любой крупной покупки билетов, покупка установки солнечной панели требует большого количества исследований и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в ваш район. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендуется, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли. Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагая более низкие цены, вам необходимо использовать сеть установщиков, такую ​​как EnergySage. Вы можете получить бесплатные расценки от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей - домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут сэкономить тысячи на установке солнечных батарей.

  2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

    Мантра больше - не всегда лучше - одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить самая реклама. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, обязательно сравните эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

  3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

    Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены - они также, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может существенно повлиять на производство электроэнергии вашей системой. Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам. При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов.Хотя одни панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестирование в современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности - это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который находится на начальном этапе покупки солнечной энергии и которому просто нужна приблизительная оценка установки, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительные оценки затрат и долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *