Tenaga suria di Rusia: teknologi dan prospek. Loji tenaga solar yang besar di Rusia

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Selama bertahun-tahun, manusia telah mengambil berat tentang mendapatkan tenaga murah daripada sumber alternatif yang boleh diperbaharui. Transformasi jisim udara, pasang surut ombak lautan, perairan geoterma - semua ini dilihat sebagai potensi tambahan yang tidak habis-habis berbanding bahan api fosil.

Sumber boleh diperbaharui yang paling menjanjikan ialah tenaga suria. Lagipun, ia mempunyai sumber yang sangat besar, membawa cahaya dan haba, menggerakkan semua sistem penting di planet kita. Itulah sebabnya manusia telah meramalkan prospek yang besar untuk dirinya dalam hal ini. Walaupun terdapat beberapa kelemahan dalam arah ini, tenaga suria di Rusia mendapat momentum.

Cara elektrik dibuat daripada cahaya

Penukaran cahaya matahari kepada tenaga elektrik dipanggil kesan fotoelektrik. Ia berlaku apabila cahaya berkuasa jatuh pada permukaan semikonduktor, dan dalam kes ini silikon.aliran. Di bawah tindakannya, elektron tertanggal, yang merupakan aliran zarah bercas yang dipanggil elektrik.

Matahari sentiasa menghasilkan sejumlah besar tenaga pancaran. Setiap meter persegi permukaannya melepaskan 63 MW ke angkasa. Sudah tentu, bukan semua tenaga ini mempunyai spektrum yang boleh dilihat yang diperlukan untuk menjana elektrik.

Selepas melepasi jarak antara Matahari dan Bumi, fluks bercahaya kehilangan keamatannya, dan satu meter persegi permukaan planet kita mengambil masa hanya 0.9 kW. Tetapi ini bukan semua kerugian. Sel fotovoltaik terbaik boleh menukar 18% daripada output cahaya.

Oleh itu, dalam keadaan terbaik, sel PV akan menghasilkan 160 watt setiap meter persegi.

Siapa yang menerajui pasaran tenaga suria

Hari ini, peneraju yang tidak dipertikaikan dalam pemprosesan tenaga suria ialah China. Bahagiannya ialah 60% daripada jumlah tenaga elektrik yang diterima oleh masyarakat dunia dengan cara ini. Amerika Syarikat berada di tempat kedua. Mereka menjana 10.4%. India menduduki tempat ketiga terhormat. Bahagiannya ialah 7.8%. Jepun, Jerman dan Brazil mengikut tertib menurun. Pembangunan tenaga suria di Rusia belum membenarkan ia menjadi salah satu pemimpin. Tetapi adakah ini bermakna bahawa iklim sederhana tidak membenarkan penggunaan sumber yang paling berkuasa dengan betul?

Adakah cukup matahari di Rusia

Rusia mempunyai potensi besar, menurut Institut Strategi Tenagatenaga suria, yang dinyatakan dalam bersamaan 2,300 bilion tan bahan api konvensional. Sumber ekonomi adalah lebih kurang - 12.5 juta tan bahan api rujukan. Tetapi ini adalah lebih daripada mencukupi, memandangkan jumlah tenaga yang diterima daripada Matahari dalam 3 hari adalah lebih daripada semua tenaga elektrik yang dijana dalam setahun melalui kaedah tradisional.

Jumlah sinaran suria sangat turun naik disebabkan oleh lokasi geografi Rusia. Di kawasan panas, ia adalah 1400 kWh/m2, dan di kawasan sejuk ia adalah 810 kWh/m2. Ia juga bergantung pada masa tahun. Ia lebih tinggi pada musim panas dan sebaliknya pada musim sejuk.

Prospek tenaga suria sangat tinggi untuk sesetengah wilayah.

Ini termasuk:

• Daerah Timur Jauh;
• Siberia barat dan selatan;
• kawasan sekitar Laut Hitam dan Caspian.

Menurut pengendali Sistem Tenaga Bersepadu, bahagian tenaga elektrik yang dihasilkan oleh tenaga suria di Rusia ialah 0.03% daripada jumlah keseluruhan.

Hari ini, lebih 10 loji tenaga solar beroperasi di Rusia, yang menghasilkan jumlah kapasiti 72.5 MW.

Pembangunan tenaga suria di Rusia

Kini terdapat pertimbangan aktif projek untuk pembinaan loji kuasa di wilayah semenanjung Crimea. Untuk menjadikannya bebas tenaga, perlu menjana tambahan 2.5 bilion kW. Ia dirancang untuk menampung sebahagian keperluan ini dengan bantuan tenaga suria dan angin, yang akan menjadi tambahanberikan 196 juta kW. ke grid awam.

Di bahagian lain di Rusia, khususnya, di bandar Narimanov, ia dirancang untuk membina loji tenaga solar dengan kapasiti 25 juta kWj/tahun. Timur Jauh tidak ketinggalan. Untuk memenuhi permintaan tenaga, sebuah loji tenaga solar berkapasiti 40 MW dirancang untuk dibina di Republik Sakha.

5 lagi projek akan dilaksanakan selepas 2018. Oleh itu, pembinaan loji tenaga solar yang besar di Rusia tidaklah jauh.

Bekalan kuasa autonomi untuk rumah persendirian

Negara Barat, seperti Jerman, menggalakkan penukaran rumah persendirian untuk membekalkan elektrik daripada panel solar. Lebih-lebih lagi, jika lebihan sumber terbentuk, maka ia dibeli daripada penduduk. Oleh itu, pada waktu siang mereka dijual kepada syarikat elektrik, dan pada waktu malam, apabila tiada matahari, elektrik dibeli semula. Di Rusia, sistem sedemikian tidak berfungsi. Walau bagaimanapun, jika panel solar menghasilkan lebih banyak tenaga daripada yang diperlukan, ia boleh disimpan dalam bateri.

Cara bilangan panel solar dikira

Untuk mengira bilangan panel solar untuk membekalkan rumah, anda perlu mengetahui berapa banyak kW telah dibelanjakan pada bulan tersebut. Kemudian bahagikan nombor yang terhasil dengan 30. Ini akan menjadi nilai purata jumlah elektrik yang diperlukan setiap hari. Untuk mempunyai rizab kuasa untuk mengecas bateri, anda perlu mengambil faktor tambahan sebanyak 1, 6. Selepas itu, anda boleh mula memilih panel solar.

Untuk pengendalian sistem bekalan kuasa autonomi, sebagai tambahan kepada panel solar, anda mesti sekurang-kurangnya mempunyai penyongsang, yang tanpanya voltan dalam rangkaian rumah hanya 12 atau 24 volt.

Panel solar

Fenomena menukar tenaga cahaya matahari telah ditemui pada abad ke-19. Selenium digunakan sebagai semikonduktor yang menjana elektrik. Ia mempunyai kecekapan kira-kira 1%. Pada masa ini, teknologi telah melangkah ke hadapan dan panel solar moden untuk rumah persendirian mempunyai kecekapan sehingga 35%. Mengikut reka bentuk mereka, mereka dibahagikan kepada 3 jenis:

1. Monocrystalline. Fotosel panel ini diperbuat daripada kristal tunggal. Mereka mempunyai harga dan kecekapan tertinggi. Peranti ini boleh dikenali dengan warna biru tuanya.



2. Polycrystalline. Bateri ini diperbuat daripada beberapa wafer silikon, yang mempunyai kesan yang lebih buruk untuk menukar cahaya kepada elektrik. Walau bagaimanapun, kos yang lebih rendah menjejaskan pengedaran meluas mereka. Selalunya, panel solar untuk rumah persendirian dipasang jenis ini.
3. Filem nipis. Bateri ini adalah serbuk semikonduktor yang didepositkan pada substrat yang fleksibel. Oleh itu, mereka boleh dipasang pada mana-mana permukaan. Kelemahannya ialah kecekapan rendah.

Kos bateri solar akan bergantung pada prinsip yang digunakan dalam pembuatan.

Penyongsang

Sel suria terdiri daripada banyak modul fotovoltaik yang menghasilkan voltan 0.6 volt. Penunjuk minimum yang harus dikeluarkan oleh bateri ialah 14volt, jadi unsur-unsur untuk penukaran tenaga disambung secara bersiri antara satu sama lain. Voltan ini sepatutnya mencukupi untuk mengecas bateri, yang mana lebihan elektrik dialihkan. Tetapi bagaimana untuk menjadikannya mungkin untuk menggunakan perkakas rumah, kerana voltan dalam rangkaian rumah ialah 220 volt?

Penyongsang digunakan untuk tujuan ini. Tugasnya adalah untuk menukar 12 volt kepada 220. Selain itu, rangkaian menggunakan arus ulang alik, manakala panel solar menjana arus terus. Penyongsanglah yang menukarkan tenaga elektrik sedemikian rupa untuk memberikan ciri yang sepadan dengan rangkaian rumah.

Pengawal

Pengawal ialah peranti pengedaran utama dalam sistem bekalan kuasa autonomi. Penyongsang, bateri, kabel elektrik rangkaian bandar disambungkan kepadanya. Mengapa ini dilakukan?

Pada waktu siang, apabila panel solar menghasilkan elektrik secara berlebihan, pengawal mengarahkan lebihan untuk mengecas bateri. Kemudian, pada waktu petang dan pada waktu malam, apabila tiada tenaga suria, peranti ini menghantar elektrik dari bateri ke penyongsang yang disambungkan ke rangkaian rumah. Tetapi ada kalanya arus dalam apa yang dipanggil "takungan" menjadi tidak mencukupi untuk melaksanakan sebarang tugas. Kemudian pengawal memutuskan untuk mengambil elektrik yang diperlukan dari rangkaian bandar. Oleh itu, dia melaksanakan pengurusan yang berkesan.

Bateri

Masalah utama tenaga suria ialah keperluanpenggunaan bateri. Unsur-unsur loji janakuasa ini meningkatkan kos sistem dengan ketara. Pilihan kereta murah tidak sesuai di sini kerana kegagalannya yang cepat. Walaupun dalam mod lembut, mereka tidak berfungsi selama lebih dari tiga tahun. Kerja intensif memendekkan hayat perkhidmatan mereka kepada setahun. Jika terdapat keperluan untuk penyimpanan tenaga, maka pilihan lain harus dipertimbangkan:

1. Bateri litium besi fosfat (lifepo 4). Ini adalah pilihan terbaik kerana ia mempunyai kecekapan sehingga 98%. Ini bermakna dia memberikan hampir sama banyak tenaga seperti yang dia terima. Pengilang menjanjikan hayat perkhidmatan kira-kira 15 tahun, 3000 kitaran pengecasan pada pelepasan 80% dan kitaran 5000 pada pelepasan 50%. Kos bateri sedemikian dengan kapasiti 240 A/j adalah melebihi 50 ribu rubel.
2. Bateri asid plumbum daya tarikan. Bateri sedemikian dipasang pada kereta elektrik, forklift elektrik. Mereka mampu menahan pelepasan dalam. Hayat perkhidmatan adalah 10-12 tahun. Harga untuk bateri sedemikian bermula pada 30 ribu rubel.
3. Bateri nikel-kadmium. Ini adalah salah satu jenis yang paling mahal. Kos bateri dengan kapasiti 250 A / h bermula dari 70 ribu rubel. Bateri ini bagus kerana, jika cadangan pengeluar diikuti, ia bertahan lama. Selain itu, apabila kapasiti berkurangan dari semasa ke semasa, ia boleh dipulihkan dengan kitaran pelepasan latihan.

Bateri adalah bahan habis guna untuk tenaga suria. Di Rusia, harga untuk bateri yang sesuai masih tinggi tidak munasabah, dan sangat mengurangkan keuntungan menggunakan sumber semula jadi. Anda perlu membeli peranti sedemikian hanya daripada pengeluar yang dipercayai.

Pengalaman di rumah persendirian

Berapa kos panel solar, adakah terdapat faedah ekonomi daripada menggunakannya?

Menurut pelbagai sumber, kos peralatan yang ditawarkan oleh pengeluar untuk menjana elektrik dari matahari adalah dalam lingkungan 40-300 ribu rubel. untuk rumah bersaiz sederhana. Dalam julat ini ialah harga kedua-dua kit siap dan item individu.

Peralatan direka untuk hayat perkhidmatan selama 20 tahun atau lebih. Bateri adalah pengecualian.

Jika kita mengambil kos pembayaran untuk elektrik, tambahkan harga pemanasan kepadanya, maka jumlahnya sekurang-kurangnya 50 ribu rubel setahun. Ini untuk Rusia tengah. Oleh itu, kit berharga 300 ribu rubel, yang mampu menghantar dari 3 hingga 5 kW pada nilai puncaknya, membayar sendiri dalam beberapa tahun.

Jika kami menganalisis kadar penurunan harga untuk produk tersebut, maka penggunaan panel solar menjadi wajar.