Россияда күн энергиясы: технологиялар жана перспективалар. Россияда ири күн электр станциялары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Адамзат көп жылдар бою альтернативдүү кайра жаралуучу булактардан арзан энергия алуу жөнүндө тынчсызданып келет. Аба массаларынын өзгөрүшү, океан толкундарынын толкундары, геотермалдык суулар - мунун баары күйүүчү майларга караганда кошумча түгөнгүс потенциал катары каралат.

Эң перспективдүү кайра жаралуучу булак бул күн энергиясы. Анткени, ал эбегейсиз зор ресурска ээ, жарыкты жана жылуулукту алып жүрөт, биздин планетадагы бардык маанилүү системаларды кыймылга келтирет. Мына ушундан улам адам өзү үчүн бул жагынан эбегейсиз зор келечекти алдын ала көргөн. Бул багыттагы бир катар кемчиликтерге карабастан, Россияда күн энергиясы күч алууда.

Электр жарыгынан кантип жаралат

Күн нурунун электр энергиясына айланышы фотоэффект деп аталат. Жарым өткөргүчтүн, мында кремнийдин бетине күчтүү жарык түшкөндө пайда болот.агым. Анын таасири астында электрондор ажыратылат, алар электр деп аталган заряддалган бөлүкчөлөрдүн агымы болуп саналат.

Күн тынымсыз эбегейсиз нурлуу энергияны жаратат. Анын ар бир чарчы метри космоско 63 МВт бөлүп чыгарат. Албетте, бул энергиянын баары эле электр энергиясын өндүрүү үчүн керектүү көрүнүүчү спектрге ээ эмес.

Күн менен Жердин ортосундагы аралыкты басып өткөндөн кийин жарык агымы өзүнүн интенсивдүүлүгүн жоготот жана планетабыздын бетинин бир чарчы метри 0,9 кВт гана алат. Бирок бул бардык жоготуулар эмес. Эң мыкты фотоэлектрдик элементтер жарыктын 18%ын өзгөртө алат.

Ошондуктан, эң жакшы шарттарда PV клеткалары чарчы метрге 160 Вт өндүрөт.

Күн энергиясы рыногун ким жетектейт

Бүгүнкү күндө күн энергиясын кайра иштетүү боюнча талашсыз лидер Кытай болуп саналат. Анын үлүшү ушундай жол менен дүйнөлүк коомчулук тарабынан алынган жалпы электр энергиясынын 60% түзөт. Экинчи орунда АКШ турат. Алар 10,4% түзөт. Индия ардактуу үчүнчү орунду ээлейт. Анын үлүшү 7,8% түзөт. Жапания, Германия жана Бразилия төмөндөө иретинде. Россияда күн энергетикасынын өнүгүшү али лидерлердин бири болууга мүмкүндүк бербейт. Бирок бул мелүүн климат эң кубаттуу булактын ресурсун туура пайдаланууга жол бербейт дегенди билдиреби?

Россияда күн жетиштүүбү

Энергетикалык стратегия институтунун айтымында, Россиянын потенциалы чоңкүн энергиясы, бул 2300 миллиард тонна шарттуу отунга барабар. Экономикалык ресурс алда канча аз - 12,5 миллион тонна эталондук отун. Бирок Күндөн 3 күндө алынган энергиянын көлөмү салттуу ыкмалар менен бир жылда өндүрүлгөн бардык электр энергиясынан көп болорун эске алганда, бул жетиштүү.

Күн радиациясынын көлөмү Россиянын географиялык абалына байланыштуу абдан өзгөрүп турат. Ысык аймактарда 1400 кВт.саат/м2, суук аймактарда 810 кВт.саат/м2 түзөт. Ошондой эле жылдын мезгилине жараша болот. Жай айларында ал жогору, ал эми кышында тескерисинче.

Кээ бир аймактарда күн энергиясынын келечеги абдан жогору.

Буларга төмөнкүлөр кирет:

• Ыраакы Чыгыш району;
• батыш жана түштүк Сибирь;
• Кара жана Каспий деңиздерин курчаган аймактар.

Бирдиктүү энергетика системасынын операторунун маалыматы боюнча, Россияда күн энергиясы менен өндүрүлгөн электр энергиясынын үлүшү жалпы көлөмдүн 0,03% түзөт.

Бүгүнкү күндө Россияда 10дон ашык күн электр станциялары иштейт, алар жалпы кубаттуулугу 72,5 МВт түзөт.

Россияда күн энергиясын өнүктүрүү

Азыр Крым жарым аралынын аймагында электр станцияларын куруу боюнча долбоорлор активдүү каралып жатат. Аны энергетикалык көз карандысыз кылуу үчүн кошумча 2,5 миллиард кВт электр энергиясын өндүрүү керек. Бул муктаждыкты жарым-жартылай күн жана шамал энергиясынын жардамы менен жабуу пландаштырылууда, ал кошумчалайткВт 196 млн. коомдук тармакка.

Россияныи башка райондорунда, атап айтканда, Нариманов шаарында кубаттуулугу жылына 25 миллион киловатт-саат болгон кун электр станциясын куруу пландаштырылган. Ыраакы Чыгыш да артта калган жок. Энергияга болгон суроо-талапты канааттандыруу үчүн Саха Республикасында кубаттуулугу 40 МВт болгон күн электр станциясын куруу пландаштырылууда.

Дагы 5 долбоор 2018-жылдан кийин ишке ашырылат. Ошентип, Россияда ири күн электр станцияларын куруу алыс эмес.

Жеке үй үчүн автономдуу электр энергиясы

Германия өңдүү батыш өлкөлөрү жеке үйдү күн батареяларынан электр энергиясы менен камсыздоого айландырууну кубаттайт. Анын үстүнө ресурстун ашыкчасы түзүлсө, алар калктан сатылып алынат. Ошентип күндүзү электр ишканасына сатылса, түнкүсүн күн көрүнбөй калганда кайра электр энергиясы сатылып алынат. Орусияда мындай система иштебейт. Бирок, эгер күн панелдери керектүүдөн көбүрөөк энергия өндүрсө, аны батарейкаларда сактаса болот.

Күн панелдеринин саны кантип эсептелет

Үйдү камсыз кылуу үчүн күн батареяларынын санын эсептөө үчүн ай ичинде канча кВт сарпталганын билүү керек. Андан кийин пайда болгон санды бөлүү 30. Бул суткасына электр энергиясынын керектүү көлөмүнүн орточо мааниси болот. Батареяларды кубаттоо үчүн резервге ээ болуу үчүн кошумча 1, 6 коэффициентин алышыңыз керек. Андан кийин күн батареяларын тандай баштасаңыз болот.

Автономдуу электр менен жабдуу тутумунун иштеши үчүн күн батареяларынан тышкары жок дегенде инвертор болушу керек, ансыз үй тармагындагы чыңалуу 12 же 24 вольтту гана түзөт.

Күн панелдери

Күн нурунун энергиясын айландыруу кубулушу 19-кылымда ачылган. Селен электр энергиясын өндүрүүчү жарым өткөргүч катары колдонулган. Анын эффективдүүлүгү болжол менен 1% болгон. Бул убакыттын ичинде, технология алдыга кадам таштады жана жеке үйлөр үчүн заманбап күн панелдери 35% га чейин эффективдүүлүккө ээ. Дизайн боюнча, алар 3 сортко бөлүнөт:

1. Монокристаллдык. Бул панелдердин фотоэлементтери монокристалдан жасалган. Алар эң жогорку баага жана эффективдүүлүккө ээ. Бул түзмөктөрдү терең көк түсүнөн таанууга болот.



2. Поликристаллдык. Бул батареялар бир нече кремний пластинкаларынан жасалган, бул жарыкты электр энергиясына айлантууга начарыраак таасир этет. Бирок, төмөнкү наркы алардын кеңири жайылышына таасирин тийгизген. Көбүнчө жеке үйлөр үчүн күн батареялары ушул типте орнотулат.
3. Жука пленка. Бул батарейкалар ийкемдүү субстраттын үстүнө салынган жарым өткөргүч порошок болуп саналат. Ошондуктан, алар ар кандай бетине орнотулган болот. Кемчилиги - натыйжалуулугу төмөн.

Күн батареясынын баасы өндүрүштө кандай принцип колдонулганына жараша болот.

Инвертор

Күн батареясы 0,6 вольт чыңалуу чыгарган көптөгөн фотоэлектрдик модулдардан турат. Батарея чыгара турган минималдуу көрсөткүч 14вольт, ошондуктан энергияны айландыруу үчүн элементтер бири-бири менен катар туташтырылган. Бул чыңалуу батарейкаларды заряддоо үчүн жетиштүү болушу керек, ага ашыкча электр энергиясы бурулат. Бирок үй тармагындагы чыңалуу 220 вольт болгондуктан, тиричилик техникасын кантип колдонууга болот?

Бул максаттар үчүн инвертор колдонулат. Анын милдети - 12 вольтту 220га айландыруу. Мындан тышкары, тармак өзгөрмө токту колдонот, ал эми күн батареялары түз токту жаратат. Бул үй тармагына ылайыктуу мүнөздөмөлөрдү бере тургандай кылып электр энергиясын айландыруучу инвертор.

Controller

Контроллер автономдуу электр менен камсыздоо системасындагы негизги бөлүштүрүүчү түзүлүш болуп саналат. Ага инвертор, аккумуляторлор, шаардык тармактын электр кабели кошулган. Бул эмне үчүн жасалып жатат?

Күндүз, күн панелдери ашыкча электр энергиясын өндүргөндө, контроллер ашыкча энергияны батарейкаларды заряддоого багыттайт. Андан кийин, кечинде жана түнкүсүн күн энергиясы жок болгондо, бул аппарат үйдүн тармагына кошулган инверторго батареялардан электр энергиясын жөнөтөт. Бирок «суу сактагычтар» деп аталган жердеги агым кандайдыр бир иштерди аткарууга жетишсиз болуп калган учурлар болот. Андан кийин контролер шаар тармагынан керектүү электр энергиясын алууну чечет. Ошентип, ал натыйжалуу башкарууну ишке ашырат.

Батареялар

Күн энергиясынын негизги көйгөйү – муктаждыкбатареяны колдонуу. Электр станциясынын бул элементтери системанын баасын бир кыйла жогорулатат. Бул жерде арзан унаа опциялары туура эмес, анткени алардын тез иштебей калышы. Жумшак режимде да алар үч жылдан ашык иштебейт. Интенсивдүү иштөө алардын иштөө мөөнөтүн бир жылга чейин кыскартат. Эгерде энергияны сактоого муктаждык бар болсо, анда башка варианттарды карап чыгуу керек:

1. Литий темир фосфат батарейкалар (lifepo 4). Бул эң жакшы вариант, анткени анын эффективдүүлүгү 98% га чейин. Бул ал канча энергия алса, ошончолук энергия берет дегенди билдирет. Өндүрүүчүлөр болжол менен 15 жыл кызмат мөөнөтүн убада кылышат, 80% разрядда 3000 заряд цикли жана 50% разрядда 5000 цикл. 240 А/саат кубаттуулуктагы мындай аккумулятордун баасы 50 миң рублдан жогору.
2. Тартуу коргошун-кислота батареялары. Мындай аккумуляторлор электромобилдерге, электр жүк көтөргүчтөрүнө орнотулат. Алар терең разрядга туруштук бере алышат. Кызмат мөөнөтү 10-12 жыл. Мындай батарейкалардын баасы 30 миң рублдан башталат.
3. Никель-кадмий батареялары. Бул эң кымбат сорттордун бири. 250 А/саат кубаттуулугу бар батареянын баасы 70 миң рублден башталат. Бул батарейкалар жакшы, анткени, эгерде өндүрүүчүнүн сунуштары аткарылса, алар узак убакытка жетет. Кошумчалай кетсек, убакыттын өтүшү менен кубаттуулук азайганда, аны машыгуу разряд-кубаттоо циклдери менен калыбына келтирүүгө болот.

Батареялар күн энергиясы үчүн керектелүүчү материалдар. Россияда ылайыктуу батарейкалардын баасы дагы эле негизсиз жогору жана табигый ресурсту пайдалануунун кирешелүүлүгүн бир топ төмөндөтөт. Мындай аппаратты ишенимдүү өндүрүүчүлөрдөн гана сатып алышыңыз керек.

Жеке үйлөрдө тажрыйба

Күн панелинин баасы канча турат, аларды колдонуудан экономикалык пайда барбы?

Ар кандай булактардын маалыматы боюнча, күндөн электр энергиясын өндүрүү үчүн өндүрүүчүлөр сунуш кылган жабдуулардын баасы 40-300 миң рублди түзөт. орто үй үчүн. Бул диапазондо даяр топтомдордун да, жеке буюмдардын да баасы көрсөтүлгөн.

Жабдуу 20 жыл же андан ашык кызмат кылуу мөөнөтүнө ылайыкталган. Батареялар өзгөчө болуп саналат.

Эгер электр энергиясы үчүн төлөмдөрдүн баасын алсак, ага жылуулуктун баасын кошсок, анда сумма жылына 50 миң рублдан кем эмес болот. Бул борбордук Россия үчүн. Ошентип, баасы 300 миң рубль болгон комплект 3-5 кВт чейин эң жогорку баада жеткирүүгө жөндөмдүү, өзүн бир нече жылдын ичинде актайт.

Эгерде биз мындай продукцияга болгон баанын төмөндөшүнүн темптерин талдасак, анда күн батареяларын колдонуу өзүн актайт.