Aurinkoenergia Venäjällä: teknologiat ja tulevaisuudennäkymät. Suuret aurinkovoimalat Venäjällä

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Ihmiskunta on useiden vuosien ajan ollut huolissaan halvan energian saamisesta vaihtoehtoisista uusiutuvista luonnonvaroista. Ilmamassojen muuttuminen, v altamerten a altojen vuorovedet, geotermiset vedet - kaikki tämä nähdään loputtomana lisäpotentiaalina fossiilisten polttoaineiden sijaan.

Lupaavin uusiutuva lähde on aurinkoenergia. Loppujen lopuksi sillä on v altava resurssi, se kuljettaa valoa ja lämpöä ja saa liikkeelle kaikki planeettamme tärkeät järjestelmät. Siksi ihminen on ennakoinut itselleen v altavia näkymiä tässä. Huolimatta lukuisista tämänsuuntaisista puutteista aurinkoenergia Venäjällä on saamassa vauhtia.

Kuinka valosta valmistetaan sähköä

Auringonvalon muuntamista sähköenergiaksi kutsutaan valosähköiseksi efektiksi. Se tapahtuu, kun voimakas valo putoaa puolijohteen, tässä tapauksessa piin, pinnalle.virtaus. Sen vaikutuksesta irtautuvat elektronit, jotka ovat varautuneiden hiukkasten virtaa, jota kutsutaan sähköksi.

Aurinko tuottaa jatkuvasti v altavan määrän säteilyenergiaa. Jokainen pinta-alan neliömetri vapauttaa avaruuteen 63 MW. Kaikella tällä energialla ei tietenkään ole sähkön tuottamiseen tarvittavaa näkyvää spektriä.

Auringon ja Maan välisen etäisyyden ylittämisen jälkeen valovirta menettää voimakkuutensa, ja planeettamme pinta-alan neliömetriin kuluu vain 0,9 kW. Mutta tämä ei ole kaikki tappiot. Parhaat aurinkokennot voivat muuntaa 18 % valotehosta.

Siksi PV-kennot tuottavat parhaissa olosuhteissa 160 wattia neliömetriä kohti.

Kuka johtaa aurinkoenergiamarkkinoita

Nykyään aurinkoenergian kiistaton johtaja on Kiina. Sen osuus on 60 % koko maailman yhteisön tällä tavalla vastaanottamasta sähköstä. Yhdysvallat on toisella sijalla. Ne tuottavat 10,4 prosenttia. Intia on kunniakkaalla kolmannella sijalla. Sen osuus on 7,8 prosenttia. Japani, Saksa ja Brasilia seuraavat alenevassa järjestyksessä. Aurinkoenergian kehitys Venäjällä ei vielä salli sen nousta johtavien joukkoon. Mutta tarkoittaako tämä sitä, että lauhkea ilmasto ei salli tehokkaimman lähteen resurssien asianmukaista käyttöä?

Onko Venäjällä tarpeeksi aurinkoa

Venäjällä on v altava potentiaali Energy Strategy Instituten mukaanaurinkoenergiaa, joka ilmaistaan 2 300 miljardia tonnia tavanomaista polttoainetta. Taloudellinen resurssi on paljon pienempi - 12,5 miljoonaa tonnia vertailupolttoainetta. Mutta tämä on enemmän kuin tarpeeksi, kun otetaan huomioon, että Auringosta 3 päivässä saatu energiamäärä on enemmän kuin kaikki perinteisillä menetelmillä vuodessa tuotettu sähkö.

Auringon säteilyn määrä vaihtelee suuresti Venäjän maantieteellisen sijainnin vuoksi. Kuumilla alueilla se on 1400 kWh/m2 ja kylmillä alueilla 810 kWh/m2. Riippuu myös vuodenajasta. Se on korkeampi kesäkuukausina ja päinvastoin talvella.

Aurinkoenergian näkymät ovat joillakin alueilla erittäin korkeat.

Näitä ovat:

• Far Eastern District;
• Länsi- ja Etelä-Siperia;
• Mustaa ja Kaspianmerta ympäröivät alueet.

Unified Energy Systemin operaattorin mukaan aurinkoenergialla tuotetun sähkön osuus Venäjällä on 0,03 % kokonaisenergiasta.

Venäjällä toimii nykyään yli 10 aurinkovoimalaa, joiden kokonaiskapasiteetti on 72,5 MW.

Aurinkoenergian kehitys Venäjällä

Nyt Krimin niemimaan alueelle suunnitellaan aktiivisesti voimalaitosten rakentamishankkeita. Energiariippumattomaksi tekemiseksi on tarpeen tuottaa 2,5 miljardia kW lisätehoa. Tämä tarve on tarkoitus kattaa osittain aurinko- ja tuulienergian avulla, jotka lisäksi tulevatantaa 196 miljoonaa kW. julkiseen verkkoon.

Muihin osiin Venäjää, erityisesti Narimanovin kaupunkiin, suunnitellaan rakentavan aurinkovoimalaa, jonka kapasiteetti on 25 miljoonaa kWh/vuosi. Kaukoitä ei ole kaukana jäljessä. Energiantarpeen tyydyttämiseksi Sakhan tasav altaan suunnitellaan 40 MW:n aurinkovoimalan rakentamista.

Vuoden 2018 jälkeen toteutetaan vielä 5 hanketta. Näin ollen suurten aurinkovoimaloiden rakentaminen Venäjälle ei ole kaukana.

Autonominen virtalähde omakotitalon

Länsimaissa, kuten Saksassa, rohkaistaan omakotitalon muuttamista tuottamaan sähköä aurinkopaneeleilla. Lisäksi, jos resurssista muodostuu ylijäämää, ne ostetaan väestöltä. Näin ollen päivällä ne myydään sähköyhtiölle ja yöllä, kun aurinko ei paista, sähkö ostetaan takaisin. Venäjällä tällainen järjestelmä ei toimi. Jos aurinkopaneelit kuitenkin tuottavat enemmän energiaa kuin tarvitaan, se voidaan varastoida akkuihin.

Aurinkopaneelien lukumäärän laskeminen

Jotta voit laskea talon toimittamiseen tarvittavien aurinkopaneelien määrän, sinun on selvitettävä, kuinka monta kW kului kuukauden aikana. Jaa sitten saatu luku 30:llä. Tämä on tarvittavan sähkömäärän keskiarvo päivässä. Jotta akkujen lataamiseen jää tehoreservi, sinun on otettava lisäkerroin 1, 6. Sen jälkeen voit aloittaa aurinkopaneelien valinnan.

Autonomisen tehonsyöttöjärjestelmän toimintaa varten tarvitset aurinkopaneelien lisäksi vähintään invertterin, jota ilman kotiverkon jännite on vain 12 tai 24 volttia.

Aurinkopaneelit

Ilmiö auringonvalon energian muuntamisesta löydettiin jo 1800-luvulla. Seleeniä käytettiin puolijohteena, joka tuottaa sähköä. Sen hyötysuhde oli noin 1 %. Tänä aikana tekniikka on edistynyt ja nykyaikaisten yksityiskotien aurinkopaneelien hyötysuhde on jopa 35 %. Suunnittelunsa mukaan ne on jaettu kolmeen lajikkeeseen:

1. Yksikiteinen. Näiden paneelien valokennot on valmistettu yhdestä kiteestä. Niillä on korkeimmat hinnat ja tehokkuus. Nämä laitteet voidaan tunnistaa syvän sinisestä väristään.



2. Monikiteinen. Nämä akut on valmistettu useista piikiekoista, joilla on huonompi vaikutus valon muuntamiseen sähköksi. Kuitenkin alhaisemmat kustannukset vaikuttivat niiden laajaan jakeluun. Useimmiten tämän tyyppisiä aurinkopaneeleja asennetaan omakotitaloihin.
3. Ohutkalvo. Nämä akut ovat puolijohdejauhetta, joka on kerrostettu joustavalle alustalle. Siksi ne voidaan asentaa mille tahansa pinnalle. Haittapuolena on alhainen tehokkuus.

Aurinkoakun hinta riippuu valmistuksessa käytetystä periaatteesta.

Invertteri

Aurinkokenno koostuu useista aurinkosähkömoduuleista, jotka tuottavat 0,6 voltin jännitteen. Pienin osoitin, jonka akun pitäisi antaa, on 14volttia, joten energian muunnoselementit on kytketty sarjaan toistensa kanssa. Tämän jännitteen pitäisi riittää lataamaan akut, joihin ylimääräinen sähkö ohjataan. Mutta kuinka tehdä kodinkoneiden käyttö mahdolliseksi, koska kotiverkon jännite on 220 volttia?

Näihin tarkoituksiin käytetään invertteriä. Sen tehtävänä on muuntaa 12 volttia 220 voltiksi. Lisäksi verkko käyttää vaihtovirtaa, kun taas aurinkopaneelit tuottavat tasavirtaa. Se on invertteri, joka muuntaa sähköenergiaa siten, että se antaa kotiverkkoa vastaavat ominaisuudet.

Ohjain

Ohjain on autonomisen virransyöttöjärjestelmän tärkein jakelulaite. Siihen on kytketty invertteri, akut ja kaupungin verkon sähkökaapeli. Miksi näin tehdään?

Päivillä, kun aurinkopaneelit tuottavat liikaa sähköä, ohjain ohjaa ylijäämän akkujen lataamiseen. Sitten illalla ja yöllä, kun aurinkoenergiaa ei ole, tämä laite lähettää sähköä akuista talon verkkoon kytkettyyn invertteriin. Mutta on aikoja, jolloin niin sanottujen "säiliöiden" virta ei riitä tehtävien suorittamiseen. Sitten ohjain päättää ottaa tarvittavan sähkön kaupungin verkosta. Siten hän harjoittaa tehokasta johtamista.

Akut

Aurinkoenergian suurin ongelma on sen tarveakun käyttö. Nämä voimalaitoksen elementit lisäävät merkittävästi järjestelmän kustannuksia. Halvat autovaihtoehdot eivät sovellu tänne niiden nopean epäonnistumisen vuoksi. Jopa hellävaraisessa tilassa ne eivät toimi kolmea vuotta pidempään. Intensiivinen työskentely lyhentää niiden käyttöikää vuoteen. Jos energian varastointia tarvitaan, kannattaa harkita muita vaihtoehtoja:

1. Litium-rautafosfaattiakut (lifepo 4). Tämä on paras vaihtoehto, koska sen hyötysuhde on jopa 98 %. Tämä tarkoittaa, että hän luovuttaa lähes yhtä paljon energiaa kuin saa. Valmistajat lupaavat noin 15 vuoden käyttöiän, 3000 latauskertaa 80 %:n purkautumisella ja 5000 jaksoa 50 %:n purkautumisella. Tällaisen akun hinta, jonka kapasiteetti on 240 A/h, on yli 50 tuhatta ruplaa.
2. Traction lyijyakut. Tällaiset akut asennetaan sähköautoihin, sähkötrukkeihin. Ne kestävät syväpurkausta. Käyttöikä on 10-12 vuotta. Tällaisten akkujen hinnat alkavat 30 tuhannesta ruplasta.
3. Nikkelikadmiumparistot. Tämä on yksi kalleimmista lajikkeista. Akun, jonka kapasiteetti on 250 A / h, hinta alkaa 70 tuhannesta ruplasta. Nämä akut ovat hyviä, koska jos noudatetaan valmistajan suosituksia, ne kestävät pitkään. Lisäksi kun kapasiteetti pienenee ajan myötä, se voidaan palauttaa harjoituspurkaus-latausjaksoilla.

Akut ovat aurinkoenergian kulutusosia. Venäjällä sopivien akkujen hinnat ovat edelleen kohtuuttoman korkeat ja heikentävät suuresti luonnonvaran käytön kannattavuutta. Sinun tulee ostaa tällainen laite vain luotettavilta valmistajilta.

Kokemus yksityiskodeista

Paljonko aurinkopaneeli maksaa, onko niiden käytöstä taloudellista hyötyä?

Erilaisten lähteiden mukaan valmistajien auringosta sähkön tuottamiseen tarjoamien laitteiden kustannukset ovat 40-300 tuhatta ruplaa. keskikokoiseen kotiin. Tällä alueella on sekä valmiiden sarjojen että yksittäisten tuotteiden hinta.

Laitteet on suunniteltu vähintään 20 vuoden käyttöikään. Akut ovat poikkeus.

Jos otamme sähkön maksukustannukset, lisäämme siihen lämmityksen hinta, niin summa on vähintään 50 tuhatta ruplaa vuodessa. Tämä koskee Keski-Venäjää. Siten 300 tuhatta ruplaa maksava sarja, joka pystyy toimittamaan huippuarvollaan 3-5 kW, maksaa itsensä takaisin muutamassa vuodessa.

Jos analysoimme tällaisten tuotteiden hinnanalennusta, aurinkopaneelien käyttö on perusteltua.