Где в россии наиболее выгодно ставить солнечные электростанции?

ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ

4,5

Домашняя солнечная электростанция: как узнать, что солнечный модуль не китайский

О качестве китайской продукции можно дискутировать долго, но в данном случае речь пойдет о другом …

Administrator
30 марта 2020

4

Можно ли отапливать помещение с помощью солнечной энергии?

Отопление — самая большая статья расходов на содержание загородного дома, дачи для временного …

Administrator
7 апреля 2020

5

Как рассчитать мощность солнечной электростанции для дома и повысить КПД модулей

В этой статье мы будем говорить о выборе солнечной электростанции для дома и необходимых для этого …

Administrator
16 апреля 2020

Как извлечь выгоду

Беря во внимание тот факт, что солнечные батареи работают только в солнечную погоду, нужно подробно изучить их разновидности. В частности, материалы, из которых они производятся

Поликристаллические батареи могут преобразовывать не только прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет. И тогда облака, закрывающие солнечное освещение, уже не будут являться препятствием для их работы. Отзывы утверждают – чтобы получить наибольшее количество электроэнергии, нужно останавливать свой выбор именно на поликристаллических кремниевых батареях.

Но что же делать, если, к примеру, выпадет снег? Снегопад, как и иные виды осадков, не станут минусом в данном случае. Напротив, во время снегопада объем отраженных лучей увеличивается. И если подобраны именно батареи с кремниевыми фотоэлементами, энергии накопится еще больше. Однако частоту осадков тоже необходимо учитывать при установке панелей, ведь их нужно будет от этих осадков очищать.

Наука не дремлет и вполне может статься, что вскоре будут изобретены батареи, которые вовсе не будут иметь никаких недостатков. И тогда люди будут принимать гораздо больше участия в сохранении окружающей среды.

СЭС тарельчатого типа

Тарельчатые СЭС состоят из модулей, поэтому такие станции могут применяться не только самостоятельно. Их включают в группы, тем самым повышая мощность до нескольких мегаватт. Система имеет конструкторский характер сборки. Каждый модуль такой электростанции на солнечной энергии состоит из нескольких частей:

• Опоры. Она предназначена для крепления фермы, которая служит основанием для остальных элементов.
• Приемника. Выполняет функцию концентрации солнечных лучей. Приемником может выступать двигатель Стирлинга или парогенератор.
• Отражателя. Используется, чтобы сконцентрировать солнечные лучи в генератор, расположенный прямо перед ним. Именно форма отражателя в виде тарелок дала название таким СЭС. Зеркала расположены на ферме по радиусу. Каждое из них индивидуально настроено.

Диаметр зеркал может достигать 2 м. Автономные СЭС работают только на одном модуле. Другой вариант конструкции, когда параллельно работают сразу несколько десятков модулей. Подобные станции особенно распространены на территории Нидерландов и в штате Калифорния в США.

Стоимость установки солнечной генерации. И когда это все окупится?

Объективно, имеется тенденция к постоянному уменьшению стоимость солнечных электростанций, это приводит к постоянному удешевлению выработанной ими электроэнергии и снижению сроков окупаемости подобных проектов. На сегодняшний день наблюдается постепенное уравнивание цен на «солнечные» киловатт-часы и киловатт-часы, полученные традиционным способом.

Анализ окупаемости учитывает такие факторы как: тип и целевое назначение солнечной электростанции, ее географическое место расположения, мощность, а также стоимость альтернативных решений, с которыми она будет сравниваться.

Стоимость существенно зависит от поставленных задач. Для дачного дома с летним проживанием и небольшими подключенным мощностями стоимость будет одна, для коттеджа с круглогодичным проживанием, стоимость увеличится пропорционально подключаемой мощности. Для коммерческого объекта стоимость подключенного киловатта часто ниже, т.к. во многих случаях отсутствует необходимость в батарее АКБ.

Срок окупаемости электростанции коммерческого объекта 3 — 5 лет, дачная система, при использовании только по выходным, окупаться будет значительно дольше (не менее 15 лет). Солнечная установка коттеджа с постоянным проживанием окупится за 7-10 лет.

Многое зависит от стоимости кВт*ч, по которому заказчик покупает электроэнергию у государства и региона установки.

Иногда компании-инсталляторы стремятся «продавать мечту», обещая практически мгновенную окупаемость солнечной установки в домохозяйстве. В каком-то проценте случаев – так и получится, но таких случаев по опыту – меньше 20%. Срок окупаемости в большей степени зависит не от цены установки, не от производителя и даже не от цены киловатт часа, а от того как именно вы потребляете электроэнергию. Если потребление небольшое, то окупаться она будет долго. Хорошая новость в том, что при малом потреблении можно существенно уменьшить первоначальные затраты.

Солнечная установка в небольшом домохозяйстве – в первую инструмент комфорта и независимости, во вторую – способ экономии.

Устройство и принцип работы автономной СЭС

В комплект автономной электростанции входят:

• Аккумуляторные батареи. На данный момент на российском рынке представлены в основном свинцовые АКБ, которые довольно дешевые, но имеют ограниченный ресурс.
• При этом существует и другой тип АКБ — Li-Ion, которые многократно превосходят свинцовые по рабочему ресурсу, они служат дольше, но стоят дороже.
• Солнечные модули — отвечают за преобразование солнечной энергии в постоянный электрический ток. Гетероструктурные модули имеют низкий температурный коэффициент и высокую эффективность.
• Контролеры заряда/разряда — оптимизируют процесс энергообеспечения, минимизируют потери энергии и продлевают срок автономной работы системы.
• Инверторы — оборудование для преобразования постоянного тока, получаемого от солнечных панелей, в переменный 220В.
• Вспомогательные элементы — солнечный кабель, электрический щит, MC4 коннекторы.

В солнечные дни модули вырабатывают электрический ток постоянного напряжения. Этот ток поступает к контроллеру, который стабилизирует его в диапазоне, подходящем для заряда аккумуляторов. Владелец электростанции может на свое усмотрение настраивать схему работы оборудования. Первый вариант: когда АКБ получают полный заряд, излишки электроэнергии направляются к инвертору напряжения. Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и подает его в энергосистему объекта. Второй вариант: система подает энергию на потребителя, а потом уже на АКБ.
Когда солнечной активности нет (ночь) или ее недостаточно (пасмурный день, объект получает электрическую энергию из аккумуляторных батарей или сети при ее наличии В систему можно включать дополнительный источник альтернативной электрогенерации (обычно бензиновый, дизельный или ветровой генератор).
Пример — автономная СЭС, комплект «Расширенный+» 2,32 кВт ФЭМ, 9,6 кВт/ч АКБ от АО «Мосэнергосбыт».

Преимущества автономных СЭС

• Подходят для электрификации любых объектов;
• быстрый монтаж, не нужны разрешения;
• относительная доступность — в некоторых районах подключение к централизованным коммуникациям обойдется значительно дороже, плюс придется платить за израсходованную электроэнергию, солнечная энергия бесплатная;
• отсутствие скачков напряжения, внезапных отключений, которые провоцируют поломку бытовой техники/оборудования;
• стабильная подача электроэнергии — за счет АКБ обеспечивается ее резервирование.

Стоимость солнечной станции зависит от потребностей владельцев. Солнечная станция мощностью 4 кВт в среднем вырабатывает за год 5 МВт*ч. В зимние месяцы средний объем генерируемой энергии составляет 80 кВт, в летний период — до 700 кВт*ч.

Используемые источники

Наблюдая за природой, можно заметить различные источники возобновляемой энергии. Необходимо просто найти способ преобразовать этот ресурс в электрический:

• Солнечная энергия – это то, что можно получить от солнца. Его излучение поглощается солнечными батареями и преобразуется в электричество, которое может аккумулироваться или сбрасываться в электросеть. Существует также тепловая энергия солнца, применяемая для нагрева жидкости. Далее она превращается в пар и приводит в движение турбину, генерирующую электричество. Последний вариант наиболее выгоден для использования в жарких солнечных странах.
• Энергия ветра. В этом случае выработка электроэнергии осуществляется при помощи силы ветра. Она приводит во вращение вал ветрогенератора.
• Гидроэлектроэнергия. Одна из самых известных. Использует силу движущейся воды. Сюда же относится энергия приливов и морских волн.
• Геотермальная. Рождается в сердце Земли. Высокие температуры отложений (обычно вулканических) под земной поверхностью позволяют использовать эту энергию для генерации электричества. Данные ресурсы бывают двух видов: гидротермальные, позволяющие применить высокую температуру геотермальных вод, и петротермальные, использующие нагрев твердых горных пород.
• Биотопливо. Один из самых экономичных способов выработки электроэнергии на теплоэлектростанции. В качестве топлива применяют биоразлагаемые продукты – древесину, опилки, кору, выращенные для этой цели культуры и т. д.
• Биогаз. Образуется в результате биоразложения органического вещества посредством микроорганизмов в специальных устройствах без кислорода. Горючий газ используется для выработки электроэнергии.

Возобновляемая энергетика

Какую солнечную панель выбрать?

Выбор солнечных панелей для загородных домов на широте 45-60° не труден. Здесь стоит рассматривать лишь два варианта: поликристаллические и монокристаллические кремниевые панели.

При дефиците места предпочтение лучше отдать более эффективным моделям с односторонней ориентацией кристаллов, при неограниченной площади рекомендуется приобрести поликристаллические батареи.

Ориентироваться на прогнозы аналитических компаний развития рынка солнечных панелей не стоит, ведь лучшие их образцы, возможно, ещё не изобретены

Выбирать конкретного производителя, требуемую мощность и дополнительное оборудование лучше при участии менеджеров компаний, занимающихся продажей и установкой такого оборудования. Следует знать, что качество и цена фотоэлектрических модулей у крупнейших производителей отличаются мало.

Следует учитывать, что при заказе комплекта оборудования «под ключ», стоимость самих солнечных панелей будет составлять всего лишь 30-40% от общей суммы. Сроки окупаемости таких проектов составляют 5-10 лет, и зависят от уровня энергопотребления и возможности продажи излишков электроэнергии в городскую сеть.

Некоторые мастера предпочитают собирать солнечные батареи собственноручно. На нашем сайте есть статьи с подробным описанием технологии изготовления таких панелей, их подключению и обустройству отопительных гелиосистем .

Советуем ознакомиться:

1. Как сделать солнечную батарею своими руками: инструктаж по самостоятельной сборке
2. Солнечные системы отопления: разбор технологий обустройства отопления на базе гелиосистем
3. Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечные электростанции, сокращенно СЭС – специальные сооружение, которые преобразуют энергию солнца в электричество. Преобразователи различаются по строению и принципу работы. Преобразование солнечной энергии происходит с помощью оптических элементов, которые отражают лучи и концентрируют их на специальный приемник, наполненный водой или маслом. При повышении температуры жидкость нагревается, выделяя пар или повышая температуру маслянистого теплоносителя. Воздушные массы запускают генератор, который вырабатывает электроэнергию.

В противном случае коэффициент полезного действия станций сводился бы к минимуму. Вогнутая конструкция зеркал с отражающим покрытием обеспечивает максимальный сбор солнечной энергии. Для бесперебойной работы некоторые конструкции оснащены мощными аккумуляторами, так как в ночное время станции не вырабатывают энергию. Главным преимуществом данных конструкций является сохранение экологического покоя окружающей среды и постоянно возобновляемый источник солнечной энергии. Солнечные станции предназначены для тепловых, бытовых, промышленных нужд.

Принцип работы солнечных панелей

Подавляющее большинство солнечных панелей являются в физическом смысле фотоэлектрическими преобразователями. Электрогенерирующий эффект возникает в месте полупроводникового p-n перехода.

Именно кремниевые пластины составляют основу себестоимости солнечных панелей, но при их использовании в качестве круглосуточного источника электроэнергии придется дополнительно купить дорогостоящие аккумуляторные батареи

Панель состоит из двух кремниевых пластин с различными свойствами. Под действием света в одной из них возникает недостаток электронов, а в другой – их избыток. Каждая пластина имеет токоотводящие полоски из меди, которые подсоединяются к преобразователям напряжения.

Промышленная солнечная панель состоит из множества ламинированных фотоэлектрических ячеек, скрепленных между собой и закрепленных на гибкой или жесткой подложке.

КПД оборудования зависит во многом от чистоты кремния и ориентации его кристаллов. Именно эти параметры пытаются улучшить инженеры последние десятилетия. Основной проблемой при этом является высокая стоимость процессов, которые лежат в основе очищения кремния и расположения кристаллов в одном направлении на всей панели.

Ежегодно максимальные КПД различных солнечных панелей изменяются в большую сторону, потому что в исследования новых фотогальванических материалов вкладываются миллиарды долларов (+)

Полупроводники фотоэлектрических преобразователей могут изготавливаться не только из кремния, но и из других материалов – принцип работы батареи при этом не изменяется.

Типы СЭС

Их делят по принципу функционирования на два подвида:

1. использующие солнечную энергию для подогрева воды и пара, заставляющего вращаться турбины;
2. функционирующие благодаря применению фотоэлементов (прямое преобразование энергии солнца в электрическую).

Конструктивно электростанции бывают:

• башенными;
• тарельчатыми;
• имеющими параболический концентратор.

Общее у них то, что для аккумулирования тепла используют труба или емкость с водой.

Станции, использующие способность генерировать ЭДС в полупроводниковых переходах, облучаемых солнечным потоком, преобразуют его в энергию электрическую с КПД лежащем в пределах от 10 до 40%. Это высокий показатель подобных станций, даже с учетом суточного неравномерного освещения. Но, и площади для их монтажа тоже большие нужны.

Башенного типа

Он попадает в парогенератор и идет на обогрев. КПД таких устройств недостаточно большой, поскольку температура нагрева жидкости в жаркие дни может достигать 700 градусов, что для этого. Коэффициент превышает величину характерную для подобного типа устройств. Применяют этот альтернативный источник в промышленности.

Тарельчатые модульные установки

Принцип их действия схож с предыдущей конструкцией, но составляет их не сплошной материал, а зеркальные модули, а также приемник с жидкостью и отражатель. Сложность их монтажа в том, что проводить его приходится на высоте.

Работает это так:

Попавшие на один из имеющихся приемников солнечные лучи перенаправляются на отражатель. Последний, их отражает, и концентрированные лучи формирует в энергию. Очень распространены такие электростанции в Нидерландах и Америке, точнее в Калифорнии — самом солнечном регионе США.

Использующие фотобатареи

В их состав входят: разной мощности и размеров фотоэлементы (а также иных показателей). Подобные солнечные электростанции легко собрать самостоятельно. Они эффективны для снабжения энергией небольших промышленных объектов, дач и загородных домов.

Применяющие конденсаторы

Отличаются эти солнечные электростанции наличием инвертора. Используется подобное оборудование в регионах с ограниченным числом ярких и солнечных дней в году. Для увеличения концентрации лучей изменяют угол приемника.

Космические электростанции

Их еще называют аэростатными. Инновационные конструкции стали возможны благодаря уровню развития, который достигла современная наука. В них ходят помимо комплектов модулей, приемники с отражателями, расположены которые за пределами земной орбиты – на станциях орбитальных.

Комбинированные

Образованы они могут быть электростанциями:

• ветровыми;
• водяными;
• и, конечно, солнечными.

Самое сложное в их установке заключается в способности грамотно разработать проект, который позволит максимально эффективно использовать каждый тип, вошедших в состав электростанций.

Как рассчитать количество гелиопанелей

Автономная солнечная электростанция для дома начинается со сбора информации.

Необходимы все данные по количеству солнечных дней в вашей местности. В этом помогут специальные метеосправочники и интернет. Подсчитать общее количество за год и с разбивкой по месяцам. Ориентиром для подбора мощности будущей солнечной станции для дачи служат количество месяцев с самыми скромными показателями.

Теперь рассчитываются ваши общие потребности в электричестве и годовые и помесячные. Надо учитывать, что главное не только накопить энергию, но и правильно ее использовать. Если автономная солнечная электростанция будет с небольшими потребностями, соответственно количество панелей надо меньше. А это влияет на конечную стоимость домашней электростанции от солнца.

Необходимо помнить, что эффективность панелей держится на уровне 12–14%. То есть, если солнечная эффективность для вашего региона составляет 20 кВт-час/м², тогда только панель площадью 0.7 м² будет отдавать 1.68 кВт-час. Дальше всё просто. Если потребность в электричестве примерно 80кВт-час/месяц нужно 48 панелей, на которых и будет эффективно работать солнечная станция.

Преимущества использования

1. Главным плюсом преобразователей света в электрическую энергию можно считать то обстоятельство, что для их эксплуатации не требуется специальных знаний – станция 10 кВт работает в автоматическом режиме.
2. Кроме того, несомненным достоинствам следует считать неисчерпаемость источника энергии для работы станции. Расчеты ученых свидетельствуют: Солнце будет излучать около 5 млрд лет.

3. Долговечность и надежность работы электростанции на солнечных батареях объясняются тем, что эти батареи практически не изнашиваются и крайне редко выходят из строя, так как не содержат движущихся частей. Аккумуляторы солнечной энергии служат не менее 26 лет (некоторые источники свидетельствуют о полувековом сроке службы аккумуляторов), что подтверждают не только расчеты, но многолетняя практика использования.

4. Еще один немаловажный плюс мощность установки можно изменять, увеличивая или уменьшая количество батарей в схеме.
5. Электрическая энергия от таких электростанций мощностью 10 кВт достается владельцу совершенно бесплатно (не считая единовременной суммы, потраченной на приобретение самой станции) и является экологически чистой.
6. Подключение не требует больших временных затрат.
7. Если СЭС работает параллельно с традиционным электроснабжением, она может выступать в роли источника бесперебойного питания, и это тоже несомненный «плюс» в пользу установки 10 кВт.

Солнечные электростанции России – сегодня и завтра

Сегодня перечень крупнейших ТОП-5 российских СЭС выглядит так:

1. «Оренбургская» – 134,8 МВт (после завершения введения в строй третьей очереди в 2021);
2. «Владиславовка» — 111 МВт (к концу 2020);
3. «Перовская» — 104,8 МВт (действующая мощность);
4. «Старомарьевская» — 100 МВт (только что вышедшая на этот объем в Ставрополье); 
5. «Самарская» — 74,9 МВт (действующая мощность).

Себестоимость «зеленой» энергии на подобных станциях пока выше традиционной. Однако при столь малой доле в общей электрогенерации страны на формировании тарифов это не сказывается. Кроме того, целью введения в строй СЭС в России является не попытка заменить ими традиционно дешевую энергию АЭС, ГЭС и некоторых ТЭС, а создать задел в перспективной отрасли.

Крупнейшие солнечные электростанции мира

Для наглядного представления масштабов приведем ТОП-5 гелио парков планеты, которые успешно функционируют уже сегодня или выйдут на проектную мощность в ближайшем будущем:

1. Карнатака (Индия) = 2,0 ГВт – завершение в 2024 г.; 
2. Нубийская (Египет) = 1,8 ГВт – к 2022 г.; 
3. Тенгер Десерт (КНР) = 1,55 ГВт;
4. Rashid-Al-Mactum (ОАЭ) = 1,3 ГВт;
5. Лунь-Янь-Сян (Китай) = 0,86 ГВт.

Три последних СЭС в перспективе могут нарастить мощность до 5-6 ГВт каждая к 2030 году.

СЭС башенного типа

Башенные гелиостанции работают по тому же принципу, что и тарельчатые. Основу системы составляет башня, достигающая в высоту 18-24 м. Ее располагают по центру всей установки. Составляющие башни:

• Резервуар, наполненный водой. Чтобы поглощать максимум солнечного излучения, он покрашен в черный цвет..
• Насосная группа. Образующийся пар нужно доставить на турбогенератор, что и делает насос.

Вторая составляющая станции – гелиостаты, которые окружают башню. За счет включения в общую систему позиционирования зеркала подстраиваются под положение солнца, меняя свою ориентацию. Температура в резервуаре достигает 700 °C в яркую солнечную погоду, а КПД – 20%.

Крупнейшая солнечная электростанция РФ — технологии

Быстрое развитие солнечных технологий легко наглядно проследить на примере той же «Старомарьевки». Если для первой очереди станции использовались кремниевые панели мощностью 265 Вт, то для третьей – уже 315 Вт. В седьмой, последней очереди, мощность батарей наверняка превысит 400 Вт. И, возможно, классический кремний будет заменен инновационным материалом.

В будущем любая мощная солнечная электростанция будет становиться все более выгодной экономически и безопасной экологически. При этом большинство используемых на российских СЭС панелей будут производиться на отечественных заводах.

Достоинства и недостатки СЭС

Достоинства солнечных электростанций. (Достоинства СЭС)

• Общедоступность и неисчерпаемость источника.
• Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечных электростанций. (Недостатки СЭС)

• Зависимость от погоды и времени суток.
• Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
• При промышленном производстве – необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.
• Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
• Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.
• Нагрев атмосферы над электростанцией.

Преимущества солнечной энергии

Не требует подключения к центральной энергосети.

Установив солнечную электростанцию вы становитесь абсолютно независимы от внешних источников электричества. Вам даже не нужно подключаться к электросетям.

Теперь вам не нужно, копить на взятку чиновнику и оббивать пороги электросбытовой компании в поисках лишнего киловатта электроэнергии.

• Вы много платите за электричество?
• Нет не очень?
• А сколько это в год?
• А за десять лет?
• А за двадцать лет?

Преимущество солнечной электростанции в том, что вы платите только за ее приобретение, а дальше солнце будет работать на вас АБСОЛЮТНО БЕСПЛАТНО.

У поставщика электричества могут быть плановые отключения, неполадки и обрывы линии или повышения тарифов — вас это не касается! Вы сами устанавливаете правила на своем участке.

Возможность коллективного подключения.

Безусловно — стоимость станции это серьезное вложение. Солнечную станцию можно приобрести на несколько участков или домов. Скажем вы решили подключить не один а четыре дома. Цена при этом увеличится на 30-60%, но вы заплатите лишь 25% от этой суммы. Подключите систему совместно со своими соседями.

Солнечная электростанция (СЭС) будет служить вам около 25 лет. Причем она не выйдет из строя ежесекундно. Просто со временем могут ухудшится некоторые показатели. При этом не нужно менять всю станцию. Можно, например, докупить новый модуль к уже существующим за значительно меньшие деньги или дополнить станцию новым аккумулятором.

Нет всплесков и отключений энергии.

Вам когда-нибудь случалось переписывать все заново, после того, как от перепада напряжения завис ваш компьютер. Не стоит уже и говорить о том, что от электрических всплесков могут перегореть или воспламениться бытовые приборы, находящиеся в ждущем режиме.

С солнечной электростанцией такого не бывает. Это источник высококачественного напряжения в доме.

Существуют и другие альтернативы центральной сети энергопотребления: дизельный генератор, ветряная станция. Но согласитесь, что жить под грохот дизеля и запах солярки на террасе или ощущая постоянную вибрацию и гул ветряка это не то о чем вы мечтали.

Заключение

Итак, мобильные солнечные мини-электростанции способны обеспечить уровень комфорта и безопасности людей, в силу обстоятельств оказавшихся вдали от коммуникаций, необходимых для их жизнеобеспечения.

А стационарные станции, благодаря батареям, генерирующим электрическую энергию за счет излучения солнца и накапливающие ее в аккумуляторах, могут полностью или частично заменить электроснабжение от линии электропередач.

Кроме экономии денежных средств, солнечный генератор сэкономит немало нервов, и даст возможность испытать ни с чем не сравнимое чувство независимости от произвола энергетиков с их бесконечными «плановыми» и «веерными» отключениями электроэнергии.