Rusya'da güneş enerjisi: teknolojiler ve beklentiler. Rusya'da büyük güneş enerjisi santralleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Uzun yıllardır insanlık alternatif yenilenebilir kaynaklardan ucuz enerji elde etme kaygısı taşıyor. Hava kütlelerinin dönüşümü, okyanus dalgalarının gelgitleri, jeotermal sular - tüm bunlar fosil yakıtların aksine tükenmez ek bir potansiyel olarak görülüyor.

En umut verici yenilenebilir kaynak güneş enerjisidir. Ne de olsa devasa bir kaynağa sahip, ışık ve ısı taşıyor, gezegenimizdeki tüm hayati sistemleri harekete geçiriyor. Bu yüzden insan bu konuda kendisi için büyük umutlar öngörmüştür. Bu yöndeki bir takım eksikliklere rağmen Rusya'da güneş enerjisi ivme kazanıyor.

Işıktan elektrik nasıl yapılır

Güneş ışığının elektrik enerjisine dönüştürülmesine fotoelektrik etki denir. Bir yarı iletkenin ve bu durumda silikonun yüzeyine güçlü bir ışık düştüğünde meydana gelir.akış. Etkisi altında, elektrik adı verilen yüklü parçacıkların bir akışı olan elektronlar ayrılır.

Güneş sürekli olarak büyük miktarda ışıma enerjisi üretir. Yüzeyinin her metrekaresi uzaya 63 MW salıyor. Tabii ki, bu enerjinin tamamı elektrik üretmek için gereken görünür spektruma sahip değil.

Güneş ile Dünya arasındaki mesafeyi geçtikten sonra ışık akısı yoğunluğunu kaybeder ve gezegenimizin yüzeyinin bir metrekaresi sadece 0,9 kW alır. Ancak bu tüm kayıplar değil. En iyi fotovoltaik hücreler, ışık çıkışının %18'ini dönüştürebilir.

Bu nedenle, en iyi koşullar altında, PV hücreleri metrekare başına 160 watt üretecektir.

Güneş enerjisi pazarına kim liderlik ediyor

Güneş enerjisinin işlenmesinde tartışmasız lider Çin'dir. Dünya toplumunun bu şekilde aldığı toplam elektriğin %60'ı payına sahiptir. Amerika Birleşik Devletleri ikinci sırada. %10,4 üretirler. Hindistan onurlu bir üçüncü sırada yer alıyor. Onun payı %7,8'dir. Japonya, Almanya ve Brezilya azalan sırada takip ediyor. Rusya'da güneş enerjisinin gelişimi henüz liderlerden biri olmasına izin vermiyor. Ancak bu, ılıman iklimin en güçlü kaynağın kaynağının doğru kullanımına izin vermediği anlamına mı geliyor?

Rusya'da yeterince güneş var mı

Enerji Stratejisi Enstitüsü'ne göre Rusya'nın büyük bir potansiyeli var2.300 milyar ton konvansiyonel yakıta eşdeğer olarak ifade edilen güneş enerjisi. Ekonomik kaynak çok daha az - 12,5 milyon ton referans yakıt. Ancak Güneş'ten 3 günde alınan enerji miktarının, geleneksel yöntemlerle bir yılda üretilen tüm elektrikten daha fazla olacağı düşünülürse, bu fazlasıyla yeterli.

Güneş radyasyonu miktarı, Rusya'nın coğrafi konumu nedeniyle büyük ölçüde dalgalanıyor. Sıcak bölgelerde 1400 kWh/m2, soğuk bölgelerde ise 810 kWh/m2'dir. Aynı zamanda yılın zamanına da bağlıdır. Yaz aylarında daha yüksek, kışın ise tam tersi.

Güneş enerjisi için beklentiler bazı bölgeler için çok yüksektir.

Bunlar şunları içerir:

• Uzak Doğu Bölgesi;
• batı ve güney Sibirya;
• Kara ve Hazar Denizlerini çevreleyen alanlar.

Birleşik Enerji Sistemi operatörüne göre, Rusya'da güneş enerjisiyle üretilen elektriğin payı toplamın %0,03'ü.

Bugün Rusya'da toplam 72,5 MW kapasiteye sahip 10'dan fazla güneş enerjisi santrali faaliyet gösteriyor.

Rusya'da güneş enerjisinin gelişimi

Artık Kırım yarımadasının topraklarında enerji santrallerinin inşası için projeler aktif olarak değerlendiriliyor. Enerjiden bağımsız hale getirmek için ek 2,5 milyar kW üretmek gerekiyor. Bu ihtiyacın güneş ve rüzgar enerjisi ile kısmen karşılanması planlanmaktadır.196 milyon kW verir. genel şebekeye.

Rusya'nın diğer bölgelerinde, özellikle Narimanov şehrinde, 25 milyon kWh/yıl kapasiteli bir güneş enerjisi santrali kurulması planlanıyor. Uzak Doğu çok geride değil. Enerji talebini karşılamak için Saha Cumhuriyeti'nde 40 MW kapasiteli bir güneş enerjisi santrali kurulması planlanmaktadır.

2018'den sonra 5 proje daha hayata geçirilecek. Böylece Rusya'da büyük güneş enerjisi santrallerinin inşası da çok uzak değil.

Özel bir ev için otonom güç kaynağı

Almanya gibi Batı ülkeleri, güneş panellerinden elektrik sağlamak için özel bir evin dönüştürülmesini teşvik ediyor. Ayrıca, bir kaynak fazlası oluşursa, bunlar nüfustan satın alınır. Böylece gündüz elektrik şirketine satılır, gece güneş olmadığında elektrik geri alınır. Rusya'da böyle bir sistem çalışmıyor. Ancak güneş panelleri gereğinden fazla enerji üretiyorsa pillerde depolanabilir.

Güneş paneli sayısı nasıl hesaplanır

Evi besleyecek güneş paneli sayısını hesaplamak için ay boyunca kaç kw harcandığını bulmanız gerekir. Ardından, elde edilen sayıyı 30'a bölün. Bu, günlük gerekli elektrik miktarının ortalama değeri olacaktır. Pilleri şarj etmek için bir güç rezervine sahip olmak için 1,6 gibi ek bir faktör almanız gerekiyor. Ondan sonra güneş panelleri seçimine başlayabilirsiniz.

Otonom bir güç kaynağı sisteminin çalışması için, güneş panellerine ek olarak, ev ağındaki voltajın sadece 12 veya 24 volt olacağı en azından bir invertörünüz olmalıdır.

Güneş panelleri

Güneş ışığının enerjisini dönüştürme olgusu 19. yüzyılda keşfedildi. Selenyum, elektrik üreten bir yarı iletken olarak kullanıldı. Yaklaşık %1'lik bir verimliliğe sahipti. Bu süre zarfında teknoloji öne çıktı ve özel evler için modern güneş panelleri %35'e varan verimliliğe sahip. Tasarımlarına göre 3 çeşide ayrılırlar:

1. Monokristal. Bu panellerin fotoselleri tek kristalden yapılmıştır. En yüksek fiyatlara ve verimliliğe sahipler. Bu cihazlar koyu mavi renklerinden tanınabilir.



2. Polikristal. Bu piller, ışığı elektriğe dönüştürmede daha kötü bir etkiye sahip olan birkaç silikon levhadan yapılmıştır. Ancak, düşük maliyet, geniş dağıtımlarını etkiledi. Çoğu zaman, özel evler için güneş panelleri bu tipte kurulur.
3. İnce film. Bu piller, esnek bir alt tabaka üzerinde biriken yarı iletken bir tozdur. Bu nedenle herhangi bir yüzeye monte edilebilirler. Dezavantajı düşük verimliliktir.

Güneş pilinin maliyeti, üretimde hangi ilkenin uygulandığına bağlı olacaktır.

İnvertör

Bir güneş pili, 0,6 voltluk bir voltaj üreten birçok fotovoltaik modülden oluşur. Pilin vermesi gereken minimum gösterge 14'tür.volt, böylece enerji dönüşümü için elemanlar birbirine seri olarak bağlanır. Bu voltaj, fazla elektriğin yönlendirildiği pilleri şarj etmek için yeterli olmalıdır. Ancak ev ağındaki voltaj 220 volt olduğu için ev aletlerini kullanmayı nasıl mümkün kılar?

Bu amaçlar için bir invertör kullanılır. Görevi 12 volt'u 220'ye çevirmektir. Ayrıca şebeke alternatif akım kullanırken güneş panelleri doğru akım üretir. Elektrik enerjisini ev ağına karşılık gelen özellikleri verecek şekilde dönüştüren inverterdir.

Denetleyici

Kontrolör, otonom bir güç kaynağı sisteminde ana dağıtım cihazıdır. Bir invertör, piller, şehir ağının bir elektrik kablosu ona bağlı. Bu neden yapılıyor?

Gündüz saatlerinde, güneş panelleri fazla elektrik ürettiğinde, kontrolör pilleri şarj etmek için fazlalığı yönlendirir. Daha sonra akşamları ve geceleri güneş enerjisi olmadığında bu cihaz pillerden elektriği evin şebekesine bağlı bir invertöre gönderir. Ancak, sözde "rezervuarlardaki" akımın herhangi bir görevi yerine getirmek için yetersiz kaldığı zamanlar vardır. Daha sonra kontrolör gerekli elektriği şehir şebekesinden almaya karar verir. Böylece etkili yönetim uygular.

Piller

Güneş enerjisinin temel sorunu ihtiyaçtırpil kullanımı. Santralin bu unsurları sistemin maliyetini önemli ölçüde artırmaktadır. Ucuz araba seçenekleri, hızlı arızalanmaları nedeniyle burada uygun değildir. Nazik modda bile, üç yıldan fazla çalışmazlar. Yoğun çalışma, hizmet ömrünü bir yıla kadar kıs altır. Enerji depolamaya ihtiyaç varsa, o zaman diğer seçenekler dikkate alınmalıdır:

1. Lityum demir fosfat piller (lifepo 4). Bu en iyi seçenektir çünkü %98'e varan verimliliğe sahiptir. Bu, neredeyse aldığı kadar enerji verdiği anlamına gelir. Üreticiler, yaklaşık 15 yıllık bir hizmet ömrü, %80 deşarjda 3000 şarj döngüsü ve %50 deşarjda 5000 döngü vaat ediyor. 240 A/h kapasiteli böyle bir pilin maliyeti 50 bin rublenin üzerinde.
2. Çekişli kurşun-asit aküler. Bu tür piller elektrikli arabalara, elektrikli forkliftlere kurulur. Derin deşarja dayanabilirler. Hizmet ömrü 10-12 yıldır. Bu tür pillerin fiyatları 30 bin ruble'den başlıyor.
3. Nikel-kadmiyum piller. Bu en pahalı çeşitlerden biridir. 250 A / s kapasiteli bir pilin maliyeti 70 bin ruble'den başlıyor. Bu piller iyidir çünkü üreticinin tavsiyelerine uyulursa uzun süre dayanırlar. Ayrıca kapasite zamanla azaldığında, eğitim deşarj-şarj döngüleri ile geri yüklenebilir.

Piller güneş enerjisi için sarf malzemeleridir. Rusya'da uygun pil fiyatları hala makul olmayan bir şekilde yüksek ve doğal bir kaynak kullanmanın karlılığını büyük ölçüde az altıyor. Böyle bir cihazı yalnızca güvenilir üreticilerden satın almanız gerekir.

Özel evlerde deneyim

Güneş panelinin maliyeti ne kadar, kullanmanın ekonomik bir faydası var mı?

Çeşitli kaynaklara göre, üreticilerin güneşten elektrik üretmek için sunduğu ekipmanların maliyeti 40-300 bin ruble aralığında. orta büyüklükte bir ev için. Bu aralıkta hem hazır kitlerin hem de bireysel ürünlerin fiyatıdır.

Ekipman 20 yıl veya daha fazla hizmet ömrü için tasarlanmıştır. Piller bir istisnadır.

Elektrik için ödemelerin maliyetini alırsak, buna ısıtma fiyatını eklersek, miktar yılda en az 50 bin ruble olacaktır. Bu, merkezi Rusya için. Böylece 300 bin rubleye mal olan ve en yüksek değerde 3 ila 5 kW arası güç verebilen bir kit, birkaç yıl içinde kendini amorti ediyor.

Bu tür ürünler için fiyat indirim oranını analiz edersek, güneş panellerinin kullanımı haklı çıkar.