Solenergi i Russland: teknologier og prospekter. Store solkraftverk i Russland

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

I mange år har menneskeheten vært opptatt av å skaffe billig energi fra alternative fornybare ressurser. Forvandlingen av luftmasser, tidevannet av havbølger, geotermisk vann - alt dette blir sett på som et ekstra uuttømmelig potensial i motsetning til fossilt brensel.

Den mest lovende fornybare kilden er solenergi. Tross alt har den en kolossal ressurs, bærer lys og varme, og setter i gang alle vitale systemer på planeten vår. Det er derfor mennesket har forutsett enorme utsikter for seg selv i dette. Til tross for en rekke mangler i denne retningen, får solenergi i Russland fart.

Hvordan elektrisitet er laget av lys

Omdannelsen av sollys til elektrisk energi kalles den fotoelektriske effekten. Det oppstår når et kraftig lys faller på overflaten av en halvleder, og i dette tilfellet silisium.strømme. Under dens virkning løsnes elektroner, som er en strøm av ladede partikler k alt elektrisitet.

Sola genererer hele tiden en enorm mengde strålende energi. Hver kvadratmeter av overflaten frigjør 63 MW til verdensrommet. Selvfølgelig har ikke all denne energien det synlige spekteret som trengs for å generere elektrisitet.

Etter å ha passert avstanden mellom Solen og Jorden, mister lysstrømmen sin intensitet, og en kvadratmeter av overflaten på planeten vår tar bare 0,9 kW. Men dette er ikke bare tap. De beste solcellecellene kan konvertere 18 % av lyseffekten.

Derfor, under de beste omstendighetene, vil PV-celler produsere 160 watt per kvadratmeter.

Hvem leder solenergimarkedet

I dag er Kina den ubestridte lederen innen prosessering av solenergi. Dens andel er 60 % av den totale elektrisiteten som mottas av verdenssamfunnet på denne måten. USA er på andreplass. De genererer 10,4 %. India inntar en hederlig tredjeplass. Dens andel er 7,8 %. Japan, Tyskland og Brasil følger etter i synkende rekkefølge. Utviklingen av solenergi i Russland tillater ennå ikke å bli en av lederne. Men betyr dette at det tempererte klimaet ikke tillater riktig bruk av ressursen til den kraftigste kilden?

Er det nok sol i Russland

Russland har et stort potensial, ifølge Energy Strategy Institutesolenergi, som er uttrykt i tilsvarende 2300 milliarder tonn konvensjonelt drivstoff. Den økonomiske ressursen er mye mindre - 12,5 millioner tonn referansedrivstoff. Men dette er mer enn nok, gitt at mengden energi som mottas fra solen i løpet av 3 dager vil være mer enn all elektrisiteten som genereres i løpet av et år med tradisjonelle metoder.

Mengden solstråling svinger mye på grunn av Russlands geografiske beliggenhet. I varme strøk er det 1400 kWh/m2, og i kalde strøk er det 810 kWh/m2. Det avhenger også av årstiden. Den er høyere i sommermånedene og omvendt om vinteren.

Utsiktene for solenergi er svært høye for noen regioner.

Disse inkluderer:

• Far Eastern District;
• vestlige og sørlige Sibir;
• områder rundt Svartehavet og det kaspiske hav.

I følge operatøren av Unified Energy System er andelen elektrisitet produsert av solenergi i Russland 0,03 % av totalen.

I dag opererer over 10 solkraftverk i Russland, som produserer en total kapasitet på 72,5 MW.

Utvikling av solenergi i Russland

Nå er det en aktiv vurdering av prosjekter for bygging av kraftverk på Krim-halvøyas territorium. For å gjøre den energiuavhengig, er det nødvendig å generere ytterligere 2,5 milliarder kW. Det er planlagt å delvis dekke dette behovet ved hjelp av sol- og vindenergi, som i tillegg vilgi 196 millioner kW. til det offentlige nettet.

I andre deler av Russland, spesielt i byen Narimanov, er det planlagt å bygge et solkraftverk med en kapasitet på 25 millioner kWh/år. Fjernøsten er ikke langt bak. For å dekke energibehovet er det planlagt å bygge et solkraftverk med en kapasitet på 40 MW i republikken Sakha.

Ytterligere 5 prosjekter vil bli implementert etter 2018. Dermed er byggingen av store solkraftverk i Russland ikke langt unna.

Autonom strømforsyning for et privat hus

Vestlige land, som Tyskland, oppfordrer til ombygging av et privat hus for å levere strøm fra solcellepaneler. Dessuten, hvis det dannes et overskudd av en ressurs, kjøpes de fra befolkningen. Dermed selges de på dagtid til strømselskapet, og om natten, når det ikke er sol, kjøpes strømmen tilbake. I Russland fungerer ikke et slikt system. Men hvis solcellepaneler produserer mer energi enn nødvendig, kan den lagres i batterier.

Hvordan antall solcellepaneler beregnes

For å beregne antall solcellepaneler som skal forsyne huset, må du finne ut hvor mange kW som ble brukt i løpet av måneden. Del deretter det resulterende tallet med 30. Dette vil være gjennomsnittsverdien av den nødvendige mengden elektrisitet per dag. For å ha en strømreserve for lading av batterier må du ta en tilleggsfaktor på 1, 6. Etter det kan du begynne å velge solcellepaneler.

For drift av et autonomt strømforsyningssystem må du i tillegg til solcellepaneler minst ha en inverter, uten hvilken spenningen i hjemmenettverket bare vil være 12 eller 24 volt.

Solpaneler

Fenomenet med å konvertere energien til sollys ble oppdaget tilbake på 1800-tallet. Selen ble brukt som en halvleder som genererer elektrisitet. Den hadde en effektivitet på rundt 1 %. I løpet av denne tiden har teknologien gått frem og moderne solcellepaneler for private hjem har en effektivitet på opptil 35 %. I henhold til deres design er de delt inn i 3 varianter:

1. Monokrystallinsk. Fotocellene til disse panelene er laget av en enkelt krystall. De har de høyeste prisene og effektiviteten. Disse enhetene kan gjenkjennes på den dype blå fargen.



2. Polykrystallinsk. Disse batteriene er laget av flere silisiumskiver, som har dårligere effekt på å omdanne lys til elektrisitet. Imidlertid påvirket de lavere kostnadene deres brede distribusjon. Oftest installeres solcellepaneler for private hus av denne typen.
3. Tynnfilm. Disse batteriene er et halvlederpulver avsatt på et fleksibelt underlag. Derfor kan de monteres på hvilken som helst overflate. Ulempen er lav effektivitet.

Kostnaden for et solcellebatteri vil avhenge av hvilket prinsipp som ble brukt i produksjonen.

Inverter

En solcelle består av mange solcellemoduler som produserer en spenning på 0,6 volt. Minimumsindikatoren som batteriet skal gi ut er 14volt, så elementene for energikonvertering er koblet i serie med hverandre. Denne spenningen skal være nok til å lade batteriene, som overflødig elektrisitet avledes til. Men hvordan gjøre det mulig å bruke husholdningsapparater, fordi spenningen i hjemmenettverket er 220 volt?

En omformer brukes til disse formålene. Dens oppgave er å konvertere 12 volt til 220. I tillegg bruker nettverket vekselstrøm, mens solcellepaneler genererer likestrøm. Det er omformeren som konverterer elektrisk energi på en slik måte at den gir de egenskapene som tilsvarer hjemmenettverket.

Controller

Kontrolleren er den viktigste distribusjonsenheten i et autonomt strømforsyningssystem. En omformer, batterier, en elektrisk kabel fra bynettverket er koblet til den. Hvorfor gjøres dette?

På dagtid, når solcellepanelene produserer for mye strøm, styrer kontrolleren overskuddet til å lade batteriene. Så, om kvelden og natten, når det ikke er solenergi, sender denne enheten strøm fra batteriene til en omformer koblet til husets nettverk. Men det er tider når strømmen i de såk alte "reservoarene" blir utilstrekkelig til å utføre noen oppgaver. Deretter bestemmer kontrolløren seg for å ta nødvendig strøm fra bynettet. Dermed utøver han effektiv ledelse.

Batteries

Hovedproblemet med solenergi er behovetbatteribruk. Disse elementene i kraftverket øker kostnadene for systemet betydelig. Billige bil alternativer er ikke egnet her på grunn av deres raske feil. Selv i en skånsom modus fungerer de ikke i mer enn tre år. Intensivt arbeid forkorter deres levetid til ett år. Hvis det er behov for energilagring, bør andre alternativer vurderes:

1. Litiumjernfosfatbatterier (lifepo 4). Dette er det beste alternativet fordi det har en effektivitet på opptil 98%. Dette betyr at han gir ut nesten like mye energi som han mottar. Produsenter lover en levetid på ca. 15 år, 3000 ladesykluser ved 80 % utladning og 5000 sykluser ved 50 % utladning. Kostnaden for et slikt batteri med en kapasitet på 240 A/t er over 50 tusen rubler.
2. Traksjonsblybatterier. Slike batterier er installert på elektriske biler, elektriske gaffeltrucker. De tåler dyp utladning. Levetiden er 10-12 år. Prisene for slike batterier starter på 30 tusen rubler.
3. Nikkel-kadmium-batterier. Dette er en av de dyreste variantene. Kostnaden for et batteri med en kapasitet på 250 A / t starter fra 70 tusen rubler. Disse batteriene er gode fordi hvis produsentens anbefalinger følges, varer de lenge. I tillegg, når kapasiteten reduseres over tid, kan den gjenopprettes med treningssykluser for utladning.

Batterier er forbruksvarer for solenergi. I Russland er prisene på passende batterier fortsatt urimelig høye, og reduserer lønnsomheten ved å bruke en naturressurs kraftig. Du trenger kun å kjøpe en slik enhet fra pålitelige produsenter.

Erfaring i private hjem

Hvor mye koster et solcellepanel, er det en økonomisk fordel ved å bruke dem?

I følge ulike kilder er kostnadene for utstyr som tilbys av produsenter for å generere strøm fra solen i området 40-300 tusen rubler. for et mellomstort hjem. I denne serien er prisen på både ferdige sett og enkeltvarer.

Utstyr er designet for en levetid på 20 år eller mer. Batterier er et unntak.

Hvis vi tar kostnadene for betalinger for elektrisitet, legg til prisen på oppvarming til den, så vil beløpet være minst 50 tusen rubler i året. Dette er for sentrale Russland. Dermed betaler et sett som koster 300 tusen rubler, som er i stand til å levere fra 3 til 5 kW på toppverdien, seg selv i løpet av få år.

Hvis vi analyserer prisreduksjonshastigheten for slike produkter, blir bruken av solcellepaneler berettiget.