Rossiyada quyosh energiyasi: texnologiyalar va istiqbollar. Rossiyadagi yirik quyosh elektr stantsiyalari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Ko'p yillar davomida insoniyat qayta tiklanadigan muqobil manbalardan arzon energiya olish haqida qayg'urib keladi. Havo massalarining o'zgarishi, okean to'lqinlarining to'lqinlari, geotermal suvlar - bularning barchasi qazib olinadigan yoqilg'idan farqli o'laroq, qo'shimcha tuganmas salohiyat sifatida ko'riladi.

Eng istiqbolli qayta tiklanadigan manba quyosh energiyasidir. Axir, u ulkan resursga ega, yorug'lik va issiqlikni olib yuradi, sayyoramizdagi barcha hayotiy tizimlarni harakatga keltiradi. Shuning uchun ham bunda inson o'zi uchun ulkan istiqbollarni ko'zlagan. Bu yoʻnalishdagi qator kamchiliklarga qaramay, Rossiyada quyosh energiyasi jadal rivojlanmoqda.

Elektr toki yorug'likdan qanday hosil bo'ladi

Quyosh nurining elektr energiyasiga aylanishiga fotoelektr effekti deyiladi. Yarimo'tkazgich yuzasiga kuchli yorug'lik tushganda paydo bo'ladi va bu holda kremniy.oqim. Uning ta'siri ostida elektronlar ajralib chiqadi, ular elektr deb ataladigan zaryadlangan zarralar oqimidir.

Quyosh doimo juda katta miqdorda nurli energiya ishlab chiqaradi. Uning sirtining har kvadrat metri koinotga 63 MVt chiqaradi. Albatta, bu energiyaning hammasi ham elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun zarur bo‘lgan ko‘rinadigan spektrga ega emas.

Quyosh va Yer orasidagi masofani bosib o'tgandan so'ng, yorug'lik oqimi o'z intensivligini yo'qotadi va sayyoramiz yuzasining kvadrat metri atigi 0,9 kVtni oladi. Ammo bu barcha yo'qotishlar emas. Eng yaxshi fotovoltaik hujayralar yorug'likning 18% ni o'zgartira oladi.

Shuning uchun, eng yaxshi sharoitlarda PV xujayralari kvadrat metrga 160 vatt ishlab chiqaradi.

Quyosh energiyasi bozorini kim boshqaradi

Bugungi kunda quyosh energiyasini qayta ishlash boʻyicha soʻzsiz yetakchi Xitoy hisoblanadi. Uning ulushi jahon hamjamiyati shu tarzda qabul qilinadigan umumiy elektr energiyasining 60 foizini tashkil qiladi. Ikkinchi o‘rinda AQSh joylashgan. Ular 10,4% hosil qiladi. Hindiston faxriy uchinchi o'rinni egallaydi. Uning ulushi 7,8% ni tashkil qiladi. Yaponiya, Germaniya va Braziliya pasayish tartibida. Rossiyada quyosh energetikasining rivojlanishi hali uning yetakchilardan biriga aylanishiga imkon bermaydi. Ammo bu mo''tadil iqlim eng kuchli manba resursidan to'g'ri foydalanishga imkon bermasligini anglatadimi?

Rossiyada quyosh yetarlimi

Energetika strategiyasi instituti ma'lumotlariga ko'ra, Rossiya ulkan salohiyatga egaquyosh energiyasi, bu 2300 milliard tonna an'anaviy yoqilg'i ekvivalentida ifodalanadi. Iqtisodiy resurs ancha kam - 12,5 million tonna mos yozuvlar yoqilg'isi. Ammo Quyoshdan 3 kun ichida olinadigan energiya an'anaviy usullar bilan bir yilda ishlab chiqarilgan barcha elektr energiyasidan ko'proq bo'lishini hisobga olsak, bu etarli.

Quyosh radiatsiyasi miqdori Rossiyaning geografik joylashuvi tufayli juda oʻzgarib turadi. Issiq hududlarda u 1400 kVt / m2, sovuq hududlarda esa 810 kVt / m2 ni tashkil qiladi. Bu, shuningdek, yilning vaqtiga bog'liq. Yoz oylarida u yuqoriroq, qishda esa aksincha.

Quyosh energiyasidan foydalanish istiqbollari ayrim hududlar uchun juda yuqori.

Bularga quyidagilar kiradi:

• Uzoq Sharq okrugi;
• gʻarbiy va janubiy Sibir;
• Qora va Kaspiy dengizlari atrofidagi hududlar.

Yagona energetika tizimining operatori ma'lumotlariga ko'ra, Rossiyada quyosh energiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasining ulushi jami energiyaning 0,03% ni tashkil qiladi.

Bugungi kunda Rossiyada 10 dan ortiq quyosh elektr stansiyalari ishlamoqda, ularning umumiy quvvati 72,5 MVt.

Rossiyada quyosh energiyasini rivojlantirish

Hozirda Qrim yarim oroli hududida elektr stansiyalarini qurish loyihalari faol koʻrib chiqilmoqda. Uni energiyadan mustaqil qilish uchun qo‘shimcha 2,5 milliard kVt quvvat ishlab chiqarish zarur. Ushbu ehtiyojni qisman quyosh va shamol energiyasi yordamida qoplash rejalashtirilgan, bu esa qo'shimcha bo'ladi196 million kVt quvvat beradi. umumiy tarmoqqa.

Rossiyaning boshqa hududlarida, xususan, Narimanov shahrida yiliga 25 million kVt/soat quvvatga ega quyosh elektr stansiyasini qurish rejalashtirilgan. Uzoq Sharq ham ortda qolmagan. Energiyaga bo'lgan talabni qondirish uchun Saxa Respublikasida quvvati 40 MVt bo'lgan quyosh elektr stansiyasini qurish rejalashtirilgan.

Yana 5 ta loyiha 2018-yildan keyin amalga oshiriladi. Shunday qilib, Rossiyada yirik quyosh elektr stantsiyalari qurilishi uzoq emas.

Xususiy uy uchun avtonom quvvat manbai

G'arbiy davlatlar, masalan, Germaniya, xususiy uyni quyosh panellaridan elektr energiyasi bilan ta'minlashga aylantirishni rag'batlantiradi. Bundan tashqari, agar resursning ortiqcha qismi shakllansa, ular aholidan sotib olinadi. Shunday qilib, kunduzi ular elektr tarmog'iga sotiladi, kechasi esa quyosh bo'lmaganida, elektr energiyasi qayta sotib olinadi. Rossiyada bunday tizim ishlamaydi. Biroq, quyosh panellari kerak bo'lgandan ko'proq energiya ishlab chiqarsa, uni batareyalarda saqlash mumkin.

Quyosh panellari soni qanday hisoblanadi

Uyni ta'minlash uchun quyosh panellari sonini hisoblash uchun siz oy davomida qancha kVt sarflanganligini aniqlashingiz kerak. Keyin olingan sonni 30 ga bo'ling. Bu kuniga kerakli miqdordagi elektr energiyasining o'rtacha qiymati bo'ladi. Batareyalarni zaryad qilish uchun quvvat zaxirasiga ega bo'lish uchun siz qo'shimcha 1, 6 koeffitsientini olishingiz kerak. Shundan so'ng siz quyosh panellarini tanlashni boshlashingiz mumkin.

Avtonom elektr ta'minoti tizimining ishlashi uchun quyosh panellaridan tashqari sizda kamida inverter bo'lishi kerak, ularsiz uy tarmog'idagi kuchlanish atigi 12 yoki 24 volt bo'ladi.

Quyosh panellari

Quyosh nuri energiyasini aylantirish hodisasi 19-asrda kashf etilgan. Selen elektr energiyasini ishlab chiqaradigan yarimo'tkazgich sifatida ishlatilgan. Uning samaradorligi taxminan 1% edi. Shu vaqt ichida texnologiya oldinga qadam tashladi va xususiy uylar uchun zamonaviy quyosh panellari 35% gacha samaradorlikka ega. Dizayniga ko'ra, ular 3 turga bo'lingan:

1. Monokristalli. Ushbu panellarning fotoelementlari bitta kristalldan qilingan. Ular eng yuqori narx va samaradorlikka ega. Bu qurilmalarni quyuq ko‘k rangidan bilish mumkin.



2. Polikristal. Ushbu batareyalar bir nechta kremniy gofretlardan ishlab chiqariladi, bu yorug'likni elektrga aylantirishga yomon ta'sir qiladi. Biroq, past narx ularning keng tarqalishiga ta'sir qildi. Ko'pincha xususiy uylar uchun quyosh panellari ushbu turdagi o'rnatiladi.
3. Yupqa plyonka. Ushbu batareyalar egiluvchan substratga yotqizilgan yarim o'tkazgich kukunidir. Shuning uchun ular har qanday sirtga o'rnatilishi mumkin. Kamchilik - past samaradorlik.

Quyosh batareyasining narxi ishlab chiqarishda qanday printsip qo'llanganiga bog'liq bo'ladi.

Invertor

Quyosh batareyasi 0,6 volt kuchlanish ishlab chiqaradigan ko'plab fotovoltaik modullardan iborat. Batareya chiqishi kerak bo'lgan minimal ko'rsatkich - 14volt, shuning uchun energiyani aylantirish uchun elementlar bir-biriga ketma-ket ulanadi. Bu kuchlanish batareyalarni zaryad qilish uchun etarli bo'lishi kerak, unga ortiqcha elektr toki yo'n altiriladi. Lekin uy tarmog'idagi kuchlanish 220 volt bo'lgani uchun maishiy texnikadan qanday foydalanish mumkin?

Ushbu maqsadlar uchun invertor ishlatiladi. Uning vazifasi 12 voltni 220 ga aylantirishdir. Bundan tashqari, tarmoq o'zgaruvchan tokni ishlatadi, quyosh panellari esa to'g'ridan-to'g'ri oqim hosil qiladi. Bu inverter elektr energiyasini uy tarmog'iga mos keladigan xususiyatlarni beradigan tarzda aylantiradi.

Controller

Tekshirgich avtonom elektr ta'minoti tizimidagi asosiy tarqatuvchi qurilmadir. Unga invertor, batareyalar, shahar tarmog'ining elektr kabeli ulangan. Bu nima uchun qilinmoqda?

Kunduzi quyosh panellari ortiqcha elektr energiyasi ishlab chiqarsa, kontroller ortiqcha energiyani batareyalarni zaryad qilishga yo'n altiradi. Keyin, kechqurun va tunda, quyosh energiyasi yo'q bo'lganda, bu qurilma batareyalardan uyning tarmog'iga ulangan inverterga elektr energiyasini yuboradi. Ammo "suv omborlari" deb ataladigan oqimning har qanday vazifani bajarish uchun etarli bo'lmagan paytlari bo'ladi. Keyin nazoratchi zarur elektr energiyasini shahar tarmog'idan olishga qaror qiladi. Shunday qilib, u samarali boshqaruvni amalga oshiradi.

Batareyalar

Quyosh energiyasining asosiy muammosi - bu ehtiyojbatareyadan foydalanish. Elektr stantsiyasining ushbu elementlari tizimning narxini sezilarli darajada oshiradi. Arzon avtomobil variantlari bu erda tez ishlamay qolganligi sababli mos kelmaydi. Hatto yumshoq rejimda ham ular uch yildan ortiq ishlamaydi. Intensiv ish ularning xizmat muddatini bir yilgacha qisqartiradi. Agar energiyani saqlash zarurati bo'lsa, boshqa variantlarni ko'rib chiqish kerak:

1. Lityum temir fosfatli batareyalar (lifepo 4). Bu eng yaxshi variant, chunki u 98% gacha samaradorlikka ega. Bu shuni anglatadiki, u o'zi olgan energiyani deyarli chiqaradi. Ishlab chiqaruvchilar taxminan 15 yil xizmat qilish muddatini, 80% zaryadsizlanishda 3000 ta zaryadlash davrini va 50% zaryadsizlanishda 5000 tsiklni va'da qiladilar. 240 A/soat quvvatga ega bunday batareyaning narxi 50 ming rubldan oshadi.
2. Traktsion qoʻrgʻoshinli akkumulyatorlar. Bunday akkumulyatorlar elektromobillarga, elektr yuk ko'taruvchi mashinalarga o'rnatiladi. Ular chuqur oqimga bardosh bera oladilar. Xizmat muddati 10-12 yil. Bunday batareyalar narxi 30 ming rubldan boshlanadi.
3. Nikel-kadmiyli batareyalar. Bu eng qimmat navlardan biridir. 250 A / soat quvvatga ega batareyaning narxi 70 ming rubldan boshlanadi. Bu batareyalar yaxshi, chunki ishlab chiqaruvchining tavsiyalariga amal qilinsa, ular uzoq vaqt xizmat qiladi. Bundan tashqari, vaqt o'tishi bilan sig'im pasayganda, uni o'quv zaryadsizlantirish-zaryadlash davrlari bilan tiklash mumkin.

Batareyalar quyosh energiyasi uchun sarflanadigan materiallardir. Rossiyada mos batareyalar narxi hali ham asossiz darajada yuqori va tabiiy resursdan foydalanish rentabelligini sezilarli darajada kamaytiradi. Bunday qurilmani faqat ishonchli ishlab chiqaruvchilardan xarid qilishingiz kerak.

Xususiy uylarda tajriba

Quyosh paneli qancha turadi, ulardan foydalanishdan iqtisodiy foyda bormi?

Turli manbalarga ko'ra, quyoshdan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlab chiqaruvchilar tomonidan taklif qilinadigan uskunalarning narxi 40-300 ming rubl oralig'ida. o'rta kattalikdagi uy uchun. Bu diapazonda ham tayyor to'plamlar, ham alohida buyumlar narxi ko'rsatilgan.

Uskuna 20 yil yoki undan koʻproq xizmat qilish uchun moʻljallangan. Batareyalar bundan mustasno.

Agar biz elektr energiyasi uchun to'lovlar narxini olsak, unga isitish narxini qo'shsak, unda bu miqdor yiliga kamida 50 ming rublni tashkil qiladi. Bu markaziy Rossiya uchun. Shunday qilib, narxi 300 ming rubl bo'lgan to'plam 3 dan 5 kVtgacha eng yuqori qiymatida etkazib berishga qodir, bir necha yil ichida o'zini to'laydi.

Agar biz bunday mahsulotlar narxini pasaytirish tezligini tahlil qilsak, quyosh panellaridan foydalanish oqlanadi.