Альтернативная энергетика и энергосбережение

О DESERTEC на этой ветке очень много... но читаем о японцах

Японцы «размножат» в Сахаре солнечную энергию и добудут из песка кремний для фотоэлементов

Учёные из Японии и их алжирские коллеги затеяли более чем амбициозный проект: они намерены соорудить в африканской пустыне сеть солнечных электростанций, которые смогут обеспечить 50% (!) мировых потребностей в энергии к 2050 году.

Проект, разработанный Японским агентством по науке и технологиям (JST) и Японским агентством по международному сотрудничеству (JICA), получил название Sahara Solar Breeder Project («Размножение солнца в Сахаре»). Он предполагает не только возведение комплексов фотоэлектрических батарей, но и их производство. Причём на месте. Здесь же, в Сахаре. И не из чего-нибудь привезённого, а из высокотехнологичного кремния, который можно получить из местного песка.

Солнечная ферма, питающая по ВТСП-кабелю завод фотоэлектрических батарей; в центре — «добыча» кварца и его транспортировка на упомянутый выше завод; справа — лесопосадки, поливаемые из искусственного озера:


Есть и ещё один симпатичный, на сей раз «зелёный» штрих: план предусматривает посадку в пустыне леса — ищите на схеме вверху слово «afforestation» (облесение).

Совокупная мощность солнечных электростанций составит 100 гигаватт. Для сравнения: самый мощный на сегодня объект такого рода — американский комплекс Solar Energy Generating Systems в пустыне Мохаве, способный производить 354 МВт энергии.

Энергия, генерируемая батареями, будет преобразована в постоянный ток, передающийся потребителям по ВТСП-кабелям. Руководитель проекта Хидеоми Коинума из Университета Токио считает такой способ оптимальным по соотношению «цена — качество».

Основная трудность кроется в особенности высокотемпературных сверхпроводников: несмотря на своё название, они могут работать только при сверхнизких температурах (около –240 ˚C). Поэтому их придётся не только охлаждать жидким азотом, но и поместить под землю, чтобы избежать температурных колебаний.

Задача первого этапа разворачивания Sahara Solar Breeder Project — проверка его жизнеспособности, выявление проблем и обучение инженеров и учёных из Африки.

Конкуренцию японцам и алжирцам наверняка составит группа европейских предпринимателей, объединенная в организацию Desertec Foundation. Её цель куда более скромна: к 2050 году компенсировать 15% энергетических потребностей Европы за счет «добычи солнца» в Сахаре.

Сорри, но -240 Цельсиев это 33 Кельвинов - вдвое "холоднее" жидкого азота.

Цитата: Dobryak от 17.12.2010 23:47:20
Энергия, генерируемая батареями, будет преобразована в постоянный ток, передающийся потребителям по ВТСП-кабелям.

Батареи итак генерируют постоянный ток.
Интересно, а кроме завода фотоэлектрических батарей кто ещё потребитель их этих 100 ГВт? Куда ещё ВТСП-кабеля тянуть?
Я не силён в сверхпроводниках, но что-то мне подсказывает, что сверхпроводники нужны для аккумуляторных батарей.

Цитата: Alexey K от 18.12.2010 19:48:50
Батареи итак генерируют постоянный ток.
Интересно, а кроме завода фотоэлектрических батарей кто ещё потребитель их этих 100 ГВт? Куда ещё ВТСП-кабеля тянуть?
Я не силён в сверхпроводниках, но что-то мне подсказывает, что сверхпроводники нужны для аккумуляторных батарей.

Низковольтное лепестричество от батарей никуда не передать... так что надо его перегонять в высоковольтное. А если для уменьшения потерь оправдан сверхпроводящий кабель, то сам Господь Бог требует линию постоянного тока.

Это из общих соображений. Даты там названы, на мой дилетантский взгляд, совершенно мюнхаузенские.

Хочу поздравить всех энергетиков с их профессиональным праздником!
Самый короткий день в году был и остаеться днем энергетика.

Теперь по делу.
На юге Одесской области в районе г. Арциз будет построена гелиостанция мощностью 150 МВт с дальнейшим расширением до 250 МВт. Работы идут полным ходом, сейчас реконструируют несколько подстанций для подключения станции к сети. Станция займет площадь 500 га, батареи не поворотные, поэтому максимальную мощность станция будет отдавать 3 часа. Мыть батареи будут в ручную поливая их из шланга. Строительство первой очереди планируют завершить в следующем году.

Все руки никак не доходили...

Вот так незатейливо работает осмотическая электростанция


прототип которой норвежская компания Statkraft построила и запустила в Тофте в фиорде Осло



Прототип работает уже год. Принцип работы известен давным давно: если синюю соленую и зеленую пресную воду залить по разные стороны мембраны, непроницаемой для соли, то пресная вода будет просачиваться в соленую, повышая давление в соленой части резервуара --- вот она на картинке выше пресной поднялась! И эту воду пускаем на турбину, как будто давление создано плотиной на реке. Никакого вечного двигателя, Французская Академия наук спокойно спит: воруем энергию, запасенную давным давно при растворении  солей в мировом океане.  

Вопрос упирался в мембрану, которая никак не хотела быть хорошо проницаемой. Если задуматься, то высокая проницаемость должна соповождаться механической прочностью, так что пленкой большой площади резервуар не прегородить. Первым теоретиком был некто
Sidney Loeb еще в 1970-х, затем в 1980-х за развитие технологии ухватились Torleif Holt и Thor Thorsen, которые в 1997 уговорили Statkcraft взяться за испытание прототипа мембран. В 2001 компания получила под эту инновацию еврогрант, и в 2003 все запатентовала. Пока вложено 18 млн Евро в основном от Research Council of Norway. Заметный вклад в развитие полимерных мембран внесли немцы из Института изучения полимеров при Научно-исследовательском центре GKSS в городке Гестхахт на севере Германии. Мембраны имеют толщину 0.1 микрометра, и осмотическое давление отвечает столбу воды в сотню метров. Как устроена перегородка технически --- не сказано нигде.

Вначале во здравие: прототип станции развивает мощность до уже 4 кВт. Если устья всех подходящих по качеству пресной воды впадающих в мировой океан  рек и ручьев застроить такими станциями и пустить аресную речную воду сквозь мембраны, то суммарный мировой потенциал осмотического энергопроизводства будет на калькуляторе 1600-1700 тераватт-часов в год - это половина энергопотребления всего Евросоюза. При этом (а) абсолютная экологическая чистота, (б) независимость ни от облаков, ни ветров --- речка втекает, море под боком, и днем и ночью и зимой и летом.

За упокой: мембраны не любят грязи, так что воду надо фильтровать и фильтровать. Statkraft полагает, что они  могут выйти на 10 центов за киловаттчас, а в Норвегии ГЭС отпускают за 5.7 сентов за киловатт час. Производство мембран не налажено, под 10 центов за киловаттчас их надо удешевить впятеро.

Разные вкусные подробности можно поискать здесь:

http://www.statkraft…tic-power/

http://www.globalpos…otic-power

Цитата: Dobryak от 17.12.2010 23:47:20
О DESERTEC на этой ветке очень много... но читаем о японцах

Японцы «размножат» в Сахаре солнечную энергию и добудут из песка кремний для фотоэлементов

Учёные из Японии и их алжирские коллеги затеяли более чем амбициозный проект: они намерены соорудить в африканской пустыне сеть солнечных электростанций, которые смогут обеспечить 50% (!) мировых потребностей в энергии к 2050 году.

Что то разогнались с превышением

Типичный для СЭС коэффициент использования 4000 часов

Получаем 400 ТВт-ч = 100 америк

Куды дэвать будем

Опять же типичный сейчас 6 м2 на Киловатт..

Считаем.. Семь на ум пошло..

600 тыс км2

Неслабо однако..

Инженеры из США и Швейцарии разработали прототип устройства, которое превращает энергию Солнца в топливо. С помощью кварцевого окна и объёмного резонатора солнечные лучи концентрируются на цилиндре, покрытом диоксидом церия, который поглощает кислород при нагревании и отдаёт его при охлаждении.


Если в окружающее цилиндр пространство закачать воду и (или) углекислый газ, металл быстро разберётся с кислородом, в результате чего образуются водород и (или) угарный газ.
Водород пойдёт на подпитку автомобильных топливных элементов, а комбинация водорода и оксида углерода пригодится для производства синтетического горючего газа.
Суть прорыва заключается как раз в использовании давно известных свойств двуокиси церия на благо солнечной энергетики. Кстати, это один из самых распространённых из редкоземельных металлов.
Прототип пока неэффективен. Он способен «поймать» только 0,7–0,8% солнечной энергии. Основная часть теряется из-за уноса тепла через стенки реактора и в результате вторичного излучения через окошко.
Учёные всё же уверены, что им удастся довести КПД до 19%, если улучшить изоляцию и уменьшить размер окна. В этом случае устройство ждёт коммерческое будущее.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science, передает "Компьюлента".

Р.S. Насколько работает воображение, там кварцевое не окно, а линза... может это все в фокусе большой линзы? Аннотацию в Science подсмотреть могу, а на саму статью требуется подписка --- вот кончатся каникулы и буду в институте, загляну.

Цитата: Dobryak от 31.12.2010 09:32:34
Р.S. Насколько работает воображение, там кварцевое не окно, а линза... может это все в фокусе большой линзы?

Наверное, в фокусе зеркала. И "финальная" линза бесполезна.

Цитата: НикВик от 31.12.2010 18:26:22
Наверное, в фокусе зеркала. И "финальная" линза бесполезна.

Может и зеркало, но часто как концентратор используют линзу Френеля - дешевше!
Кварцевое окошко плоское, ясное дело, дешевше, чем кварцевая линза, но и линза не исключается.

Цитата: москвич от 31.12.2010 18:32:01
Может и зеркало, но часто как концентратор используют линзу Френеля - дешевше!
Кварцевое окошко плоское, ясное дело, дешевше, чем кварцевая линза, но и линза не исключается.

Для получения высокой Т в "зайчике" необходима большая светосила и входной диаметр. Такие линзы дороже зеркала.
Линза около самого зайчика бесполезна. Годится как единственный концентратор, и пример недавно был. Там мелкие линзы служили концентраторами для миниатюрных фотоэлементов.

Товарищи, кто может прокомментировать этот крик души? Человек уверен, что нас хотят снова финансово наказать, через кратную переоценку стоимости внедрения тепловых счетчиков в жилые дома. Однако суммарная оценка оснащения счетчиками всех домов в РФ, получается зашкаливает за 200 млрд. рублей (4000 * 50 млн. платежеспособного населения грубо), если приводимые цифры на "обдираемое" население умножить. Что-то уж совсем немыслимое получается...
Мне то казалось, что финансовое насилие закончится с внедрением "энергоэффективных" ламп под совершенно дефективный в этом плане патрон E27, и основанные на нем светильники.

Цитата: Dobryak от 31.12.2010 09:32:34
Инженеры из США и Швейцарии разработали прототип устройства, которое превращает энергию Солнца в топливо. С помощью кварцевого окна и объёмного резонатора солнечные лучи концентрируются на цилиндре, покрытом диоксидом церия, который поглощает кислород при нагревании и отдаёт его при охлаждении.

Всё то же самое только словами и без картинок, которые только с толку сбивают http://eco.rian.ru/d…37131.html , а простыми словами это хитрая схема получения синтез газа (смесь оксида углерода с водородом), способов получения которого великое множество например: http://www.pereplet.…s/282.html  - более эффективных, правда без солнца.

Цитата: ДядяВася от 03.01.2011 16:13:56
Всё то же самое только словами и без картинок, которые только с толку сбивают http://eco.rian.ru/d…37131.html , а простыми словами это хитрая схема получения синтез газа (смесь оксида углерода с водородом), способов получения которого великое множество например: http://www.pereplet.…s/282.html  - более эффективных, правда без солнца.

Процесс Фишера-Тропша, основа топливной энергетики ЮАР, в глубинах этой ветки или "Как оно тикает" обсуждался не раз...

Получать топливо из биомассы будет легче после её «обжарки»

По сравнению с ископаемыми видами топлива биомасса может «давать» энергию более «углеродно нейтральной формы». Многие угольные электростанции уже начали сжигать биомассу, но только в небольших количествах: сложно и дорого измельчать древесину в порошок, который должен гореть вместе с угольной пылью.

Для решения этой проблемы Дженни Джонс из Университета Лидса (Великобритания) и её коллеги провели эксперименты с подсушиванием — имеется в виду «обжарка», при которой растительный материал нагревается в безвоздушном контейнере.
Подсушивание уже используется для производства биоугля, который представляет собой особым образом переработанный растительный материал. Его применяют для улучшения почвы и снижения выбросов двуокиси углерода при разложении растений. Группа г-жи Джонс показала, что различные методы обжига могут сделать биомассу подходящим топливом для электростанций наряду с углём.

Учёные выяснили, что иву и веерник нужно нагревать до 300 ˚C. Время «приготовления» зависит от диаметра ветви или стебля. В ходе экспериментов растительный материал терял небольшую часть своей массы, но сохранял практически всю энергию. Энергетический выход составлял около 75% угольного.

Кроме того, обжиг сделал растительный материал более хрупким, так что размолоть его в порошок было так же легко, как и качественный уголь.

Подсушивание имеет и другие преимущества. Оно делает биомассу гидрофобной, а это означает, что её проще хранить.
Теперь учёные разбираются с елями и соснами, а также рассчитывают экологические последствия применения технологии в промышленном масштабе.

Единственная известная мне история о патентах из первоисточника (мог и не все точно запомнить):

в конце 90-х только кончивший аспирантуру парень занимался нанотрубками в лаборатории Ричарда Смолли (нобелевская премия за открытие фуллеренов), Однослойные наотрубки --- т.е., свернутые в трубу листики графена --- никак не хотели расти. И тут паря пришел к Смолли с идеей, на которую Смолли сказал: "На такую херню так и быть, позволю потратить выходные". Паря нашел какой-то сосуд с оптическим окном, вставил катализатор, закачал туда под предельным давлением угарный газ, засветил катализатор лазером, в понедельник соскреб с катализатора сажу, засунул в электронный микроскоп, и показал Смолли что она кишмя кипит монослойными нанотрубами. На что Смолли сказал: "Всю прочую херню побок, разобраться до конца с этим!".

А на исходе рабочего дня вдруг появились два университетских юриста и сказали: "Сдать на ночь в сейф лабораторный журнал. Утром получишь. И так будет, пока мы не оформим патент".  И только после того, как заявка патентная ушла, в журнал была отправлена статья. А расклад примерно такой: первые лет пять после начала промышленного освоения техники все патентные права за университетом, а потом какие-то доли собственно физикам откроются, за этом парей что-то около 20 (?) процентов.

Где-то через полгода паря получил работу в НАСА и стал свою установку делать по-новой. И месяца три только получал мульён разрешений по технике безопасности: оказывается, в своем университетском подвале он нарушил все мыслимые и немыслимые законы по обращению с угарным газом высокого давления и с мощным лазером... а в комбинации тянуло на многие годы неба в клеточку...

Цитата: Alexander Petrov от 03.01.2011 12:39:16
Товарищи, кто может прокомментировать этот крик души? Человек уверен, что нас хотят снова финансово наказать, через кратную переоценку стоимости внедрения тепловых счетчиков в жилые дома. Однако суммарная оценка оснащения счетчиками всех домов в РФ, получается зашкаливает за 200 млрд. рублей (4000 * 50 млн. платежеспособного населения грубо), если приводимые цифры на "обдираемое" население умножить. Что-то уж совсем немыслимое получается...
Мне то казалось, что финансовое насилие закончится с внедрением "энергоэффективных" ламп под совершенно дефективный в этом плане патрон E27, и основанные на нем светильники.

Я не совсем понял, о каком теплосчётчике идёт речь? Если об учёте тепла, потребляемого домом, то могу сказать следующее:

По опыту нашего дома (Санкт-Петербург) - цена похожа на настоящую. У нас в доме счётчик потребляемого отоплением тепла был предусмотрен проектом и изначально существовал. Но обслуживающая компания его расхреначила, также как и управляющую автоматику теплообменников и элеваторного узла. В результате ГУП ТЭК списывал с дома "по полной", то бишь по площади помещений * тариф. После восстановления учитывающей аппаратуры и регулирующей автоматики выплаты ГУП ТЭК резко упали. В РАЗЫ. Самое сложное было в этой процедуре - пробить бумаги на оплату по этим счётчикам, а не по фиксированному тарифу, ибо ТЭК это абсолютно не выгодно. Окупаемость установки счётчиков и регулирующей аппаратуры - пара месяцев. То есть за один отопительный сезон она себя окупает многократно. Вы просто не представляете себе, наверное, какие огромные деньги отдаёт дом за отопительный сезон ТЭКу.

В нашем доме имеется:
1. Учёт температуры и количества приходящей и уходящей ("обратки") воды во внешнем контуре отопления
2. Автоматика, регулирующая интенсивность работы теплообменников в зависимости от уличной температуры. То есть при -5 дом потребляет меньше, чем при -15, а при +5 ещё меньше. Это тоже очень важно.

Что касается цен на установку и почему они такие разные - они, видимо, зависят от наличия/отсутствия/конструкции теплообменников и конструкции элеваторных узлов. Там всё бывает очень и очень по-разному устроено.

Я уверен, что установка счётчиков потребляемого тепла во все дома необходима. Ибо другого способа заставить ТЭК шевелиться нету - в случае фиксированного тарифа им глубоко пофигу, насколько эффективно работают их котельные и сколько тепла теряется в теплотрассах.

В Германии домовладельцев стимулировали налоговыми скидками ставить крыши из фотоэлементов. Точно не сказуху, но эти субсидии они сокращают и 2-3 года тому назад было последним временем, когда ставить солнечные батареи все еще было выгодным. Судя по коллегам, сейчас в моде тепловые насосы. Обратим внимание на последнии абзац.


Меркель: Cубсидирование альтернативных источников энергии будет продолжено

Канцлер ФРГ Меркель обсудила с главами концернов энергетическую политику ЕС. Глава правительства развеяла опасения экологов о возможном сокращении финансирования программ развития альтернативных источников энергии.

Канцлер Германии Ангела Меркель (Angelf Merkel) обсудила с главами ведущих концернов энергетическую политику Европейского Союза. Как сообщает в четверг, 13 января, агентство AFP со ссылкой на официального представителя правительства ФРГ Штеффена Зайберта (Steffen Seibert), в ходе состоявшейся в ведомстве федерального канцлера встречи были затронуты такие вопросы, как повышение эффективности производства энергии, расширение сети электропередач, а также развитие внутреннего энергетического рынка.

В ходе обсуждения было подчеркнуто, что подготовленные еврокомиссаром по вопросам энергетики Гюнтером Эттингером (Günther Öttinger) предложения к предстоящему в начале февраля заседанию совета министров ЕС по вопросам энергетики "представляют неплохую основу для формирования эффективной и последовательной энергетической политики". В ходе встречи Меркель развеяла опасения представителей организаций защитников природы в связи с тем, что предпринимаемая в рамках ЕС гармонизация национальных систем субсидирования производства экологически чистой электроэнергии может привести к сокращению поддержки правительством ФРГ программ развития альтернативных источников энергии.

"Встреча не была секретной"

Отвечая на вопросы журналистов, Штеффен Зайберт пояснил, что встреча в Берлине не была секретной. Он подтвердил, что министры экономики Райнер Брюдерле (Rainer Brüpderle) и окружающей среды, охраны природы и безопасности ядерных реакторов Норберт Рёттген (Norbert Röttgen) в обсуждении не участвовали, однако они были подробно проинформированы о темах и содержании дискуссии. На встречу были приглашены главы концернов Eon, RWE, EnBW и Vattenfall.

Между тем глава Федерального союза производителей энергии из возобновляемых источников  (BEE) Дитмар Шюц (Dietmar Schütz) призвал Норберта Рёттгена к немедленным действиям. "Мы просим принять меры в целях противодействия намечаемой в ЕС гармонизации национальных систем субсидирования производства экологически чистой электроэнергии", - говорится в обращении главы ВЕЕ. По его мнению, решение Евросоюза может привести не только к сокращению рабочих мест, но и станет ударом для многих фирм, разрабатывающих энергетические технологии будущего.

Цитата: Dobryаk от 09.01.2011 20:04:32
Получать топливо из биомассы будет легче после её «обжарки»
Подсушивание имеет и другие преимущества. Оно делает биомассу гидрофобной, а это означает, что её проще хранить.
Теперь учёные разбираются с елями и соснами, а также рассчитывают экологические последствия применения технологии в промышленном масштабе.

Интересно, выведение генномодифицированной топливной ольхи, вырастающей за 10 лет вместо 30, тоже будет считаться особо опасным для потребителей изобретением?  ;)

PS Я тут был некоторое время в лесу и впервые увидел, как у соседа работает ветряк (предыдущие несколько лет, как я уже писал, скорости ветра для этого устройства не хватало). Надо сказать, что при хорошем ветре пропеллер воет, так, что очень хотелось кинуть ему провод от своего генератора -- лишь бы он ветряк остановил.  8)
Ох уж эти "альтернативщики"  :D

Юг России – территория Солнца

Неизбежность включения в энергобаланс возобновляемых источников энергии (ВИЭ) стала общим местом в российской эколого-энерго-экономической риторике: уже в ближайшие если не месяцы, то годы произойдет качественный переход ВИЭ из области научных изысканий в область сугубо коммерческих проектов.

В целом по России доля газа в выработке электроэнергии превышает 53%. В европейской части страны она еще выше. С учетом того, что спрос на газ неэластичен, рост цен не решит проблему дефицита поставок и будет способствовать кризису преимущественно газовой российской электроэнергетики, росту тарифов на электроэнергию, а также стоимости технологического подключения к газо- и электросетям. В случае снижения подачи газа велика вероятность масштабных отключений электроэнергии. Pезкий рост цен на газ и электроэнергию уже в 2011 г. повысит экономическую привлекательность проектов в области ВИЭ и энергосбережения в два раза:


Рис. 1 Рост внутренних цен на газ до равнодоходного уровня


К перечисленному можно добавить еще ряд процессов, стимулирующих коммерциализацию альтернативной энергии. По мнению Ивана Егорова, быстрому развитию рынка ВИЭ будут способствовать следующие факторы:
- наступающий продолжительный кризис в российской газодобыче (см. рис. 2);
- высокая степень износа элементов централизованных систем электро- и газоснабжения, генерации;
- рост тарифов на газ и электроэнергию, уровень которых в ближайшие годы станет сравним с европейским;
- совершенствование российского законодательства в сфере возобновляемых источников энергии.


Рис. 2 Добыча газа на действующих месторождениях Газпрома, млрд. куб.м.


Превращение Солнца в конкурентный продукт

Когда речь заходит об уже существующих возможности коммерциализации ВИЭ, мнения экспертов расходятся. Кто-то считает, что сегодня подобные проекты уже могут быть рентабельными, кто-то уверен, что альтернативная генерация не сможет держать конкуренции пока не будут введены государственные дотации для производителей «зеленой энергии». Иногда даже один и тот же специалист может высказывать обе точки зрения. Например, в ходе одного из докладов главный специалист института «Ростовтеплоэлектропроект» Адольф Чернявский сообщил, что по его оценкам в южных регионах России уже имеются условия для строительства рентабельных солнечных установок. В то же время он посетовал, что, несмотря на существование закона об альтернативной энергетики, не существует механизмов привлечения бюджетных дотаций и другой помощи, чтобы довести срок окупаемости проекта ВИЭ до приемлемого срока 7-8 лет.

Некоторый дуализм в рассуждениях эксперта можно объяснить тем, что в разных нишах энергетического рынка экономика работает по-разному. Если говорить о поставке электроэнергии в общую сеть, то ВИЭ пока проигрывают традиционным технологиям. По оценке Адольфа Чернявского, при работе в этом сегменте, солнечные установки смогут работать рентабельно, если выработанная ими электроэнергия будет продаваться по цене в 3-4 раза превышающей цену традиционных киловаттов. Однако в России есть места, где основным источником электроэнергии является дизель генератор, а цена 1 кВт•ч доходит до 15-20, а то и до 100 руб. Вот там уже сейчас можно использовать электростанции на ВИЭ без всякой государственной поддержки.

Подобных воззрений придерживается Иван Егоров. По его мнению, уже сегодня в ряде энергодефицитных регионов страны вложения собственную генерацию на основе ВИЭ окупаются на этапе инвестиций. Кроме того, как считает эксперт, у технологий ВИЭ есть ряд важных преимуществ перед традиционными технологиями выработки электроэнергии. Рынок альтернативной энергетики в России является одним из немногих секторов российской экономики, который будет стремительно расти в ближайшие годы, его привлекательность повышает обилие небольших по размеру вложений проектов, что обеспечивает доступность для инвестиций, в том числе со стороны мелких и средних компаний. Кроме того, большинству крупных российских госкомпаний по этой причине сектор пока не интересен, соответственно, в нем сохраняется рыночная среда. Заинтересованность властей в развитии рынка определила, пожалуй, наиболее либеральное отношение к его участниками - иностранным инвесторам и поставщикам оборудования.

Ну и, конечно же, не стоит забывать о постоянном удешевлении технологий ВИЭ. Выступая недавно на московском форуме Energy Fresh президент Energieteam AG (ФРГ) Гюнтер Беник заметил, что, фото-ячейки для солнечных электростанций сегодня стоят вдвое ниже (на единицу установленной мощности) чем 3-4 года назад. В частности за последний год цена снизилась на 35%. Параллельно снижается стоимость 1 кВт•ч. По мнению эксперта, сегодня, используя зеркала концентраторы можно довести стоимость солнечной электроэнергии до вполне приемлемого показателя 9-13 евроцентов за 1 кВт•ч. Кстати, как заметил Гюнтер Беник, в Европе в 2010 году солнечная генерация приросла в объеме на 64%.

Перспективы южных регионов

Если посмотреть на распределение солнечной радиации по территории России (рис. 3),


Рис. 3 Среднедневные суммы солнечной радиации на горизонтальную поверхность, квт•ч/(сут. кв.м)


то видно, что приемлемые условия для использования солнечной энергии имеют только Южный и Северо-Кавказский федеральные округа и Дальний Восток. Но это только если речь идет об использовании неподвижных солнечных панелей.  
 
Когда же в дело вступают другие солнечные технологии, то картина резко меняется. Например, если использовать панели, автоматически ориентирующиеся по Солнцу,

Рис. 4 Среднедневные суммы солнечной радиации на оптимально-ориентированную поверхность, квт•ч/(сут. кв.м)


то окажется, что почти вся Россия находится в зоне, где можно эффективно использовать солнечную энергию. Правда, как замечает Адольф Чернявский, и в этом случае Южная часть и Дальний Восток России остаются наиболее благоприятными регионами для развития солнечной энергетики. По его мнению, в этих регионах уже сегодня имеется экономический потенциал позволяющий строить солнечные установки, работающие с положительной рентабельностью. Сегодня можно получить на юге России 420 млрд. кВт•ч в год электроэнергии или больше 1 млрд. кКал в год тепловой энергии. Если же использовать совместно солнечную и ветровую энергию – считает эксперт – то это позволит обеспечить все потребности юга России в электроэнергии на десятилетия вперед без сооружения новых тепловых и атомных электростанций.

Собственно, именно в южных регионах развитие генерирующих мощностей «на солнечной тяге» идет наиболее интенсивно. Пока это единичные и маломощные объекты, но есть уже проекты станций вполне промышленной мощности с реально посчитанной экономикой и четко обозначенной перспективой введения в строй. Впрочем, для начала – день сегодняшний. Вот перечень наиболее интересных существующих объектов.
1. На большом оптическом телескопе в Карачаево-Черкесии установлена система мощностью 600 Вт (6 панелей по 100 Вт) для обеспечения энергоснабжения информационно-вычислительного комплекса телескопа.
2. На территории Сочинского Государственного университета туризма и курортного дела установлена фотоэлектрическая установка для обеспечения работы насосов системы теплоснабжения.
3. Все потребности в электричестве жилого дома (рис. 4) в Дагестане (полигон ОИВТ РАН) обеспечиваются солнечной установкой.
4. Солнечная фотоэлектрическая установка на нефтебазе в ставропольском крае.

Что касается ближайших перспектив, то в первую очередь следует упомянуть о проекте двух крупных фотоэлектрических солнечных станций в районе Кисловодска. Это Кисловодская СЭС-1 (пиковая мощность 13 МВт) и Кисловодская СЭС-2 (пиковая мощность 5 МВт). Для их размещения уже определены площадки, расположенные соответственно, на северо-западе и на юге Кисловодска. Любопытно, что первый проект солнечной станции для этой местности был разработан еще 20 лет назад. Тогда специалисты института «Ростовтеплоэлектропроект» предложили вариант с использованием концентраторов солнечного излучения. Тогда решались задачи уменьшения поверхности солнечных элементов и получения одновременно электрической и тепловой энергии. Были разработаны специальные элементы, выдерживающие 20-30 Солнц, спроектированы конструкции модулей. Но дальше работы не пошли.

Позже рассматривался вариант с использованием фотоэлектрических модулей без концентраторов, но со слежением за Солнцем. Однако дальнейшее снижение цен на солнечные модули привело к тому, что наиболее экономичным для данной местности оказался проект с использованием просто солнечных модулей, в неподвижном положении, без слежения за солнцем.

Еще один любопытный проект – это Темрюкские СЭС с суммарной пиковой мощностью 100 МВт. Как заметил Адольф Чернявский, в данной местности имеются почти идеальные условия для строительства солнечных электростанций. Администрация Темрюкского района выделила под строительство станций две площадки. Землеотвод согласован с администрацией Краснодарского края.

Солнечная экзотика

Помимо «классических» фотоэлектрических станций на юге России предусмотрено возведение ряда объектов солнечной энергетики, основанных на иных физических принципах. В частности в Ростовской области планируется строительство термодинамической солнечной станции пиковой мощностью 10 МВт. Вырабатывать электроэнергию будет обычная паровая турбина, а вот пар для нее будет получаться благодаря солнечному излучению с помощью устройств подобных параболическим концентраторам, описанным выше. Кстати, в США на таком принципе работает несколько электростанций суммарной мощностью 450 МВт.

Еще один российский проект на перспективу – использование в солнечной энергетике цикла Стирлинга (двигатель внешнего сгорания). Параболоид концентрирует солнечные лучи – за счет сконцентрированного тепла работает поршневая система – вырабатывается электроэнергия. По мнению Адольфа Чернявского, еще одна перспективная технология, способная вырабатывать достаточно дешевую энергию – это парогазовые солнечно-топливные системы. В них отработанный пар отдает свое тепло газу и в установке работают параллельно паровая и газовая турбина. КПД такой установки может достигать 30% (для классических фотоэлектрических станций считается хорошим показателем КПД от 18%). В качестве газового топлива в паро-газовом цикле предполагается использовать водород, который так же можно вырабатывать электролизом за счет использования солнечной энергии.

Всего на период до 2030 года на юге России планируется реализовать целый комплекс разработок в области ВИЭ.
- Фотоэлектрические солнечные станции мощностью до 300 МВт в Краснодарском и Ставропольском краях, в Ростовской и Астраханской областях, в Дагестане, Карачаево-Черкессии и Кабардино-Балкарии;
- Термодинамические солнечные электростанции мощностью до 500 МВт в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах;
- Комбинированные солнечно-биогазовые и солнечно-ветровые электростанции мощностью по 50-300 МВт;
- Солнечные станции теплоснабжения в ЮФО общей мощностью до 1000 МВт.

Андрей ГУБАНОВ, Energyland.info

При подготовке статьи использованы материалы докладов президента Energieteam AG (ФРГ) Гюнтера Беника, директора биогазовых проектов AEnergy Ивана Егорова и главного специалиста института «Ростовтеплоэлектропроект» Адольфа Чернявского на II Центральном форуме возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий Energy Fresh.