انرژی خورشیدی در روسیه: فناوری ها و چشم اندازها. نیروگاه های خورشیدی بزرگ در روسیه

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

سالهاست که بشر نگران به دست آوردن انرژی ارزان از منابع تجدیدپذیر جایگزین بوده است. دگرگونی توده‌های هوا، جزر و مد امواج اقیانوس، آب‌های زمین گرمایی - همه اینها به عنوان یک پتانسیل پایان ناپذیر اضافی در مقابل سوخت‌های فسیلی دیده می‌شود.

امیدوارکننده ترین منبع تجدیدپذیر انرژی خورشیدی است. از این گذشته، منبع عظیمی دارد، نور و گرما را حمل می کند و تمام سیستم های حیاتی سیاره ما را به حرکت در می آورد. به همین دلیل است که انسان در این امر چشم اندازهای عظیمی برای خود پیش بینی کرده است. با وجود تعدادی کاستی در این جهت، انرژی خورشیدی در روسیه در حال افزایش است.

چگونه برق از نور ساخته می شود

تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی را اثر فوتوالکتریک می نامند. زمانی اتفاق می افتد که یک نور قدرتمند بر روی سطح یک نیمه هادی و در این مورد سیلیکون می افتد.جریان. تحت تأثیر آن، الکترون ها جدا می شوند که جریانی از ذرات باردار به نام الکتریسیته هستند.

خورشید دائماً مقدار زیادی انرژی تابشی تولید می کند. هر متر مربع از سطح آن 63 مگاوات در فضا آزاد می کند. البته، تمام این انرژی طیف مرئی مورد نیاز برای تولید الکتریسیته را ندارد.

بعد از گذر از فاصله بین خورشید و زمین، شار نوری شدت خود را از دست می دهد و یک متر مربع از سطح سیاره ما تنها 0.9 کیلو وات می گیرد. اما این همه ضرر نیست. بهترین سلول های فتوولتائیک می توانند 18 درصد از نور خروجی را تبدیل کنند.

بنابراین، در بهترین شرایط، سلول های PV 160 وات بر متر مربع تولید می کنند.

چه کسی بازار انرژی خورشیدی را رهبری می کند

امروز، رهبر بلامنازع در پردازش انرژی خورشیدی، چین است. سهم آن 60 درصد از کل برق دریافتی جامعه جهانی از این طریق است. ایالات متحده در رتبه دوم قرار دارد. آنها 10.4 درصد تولید می کنند. هند مقام سوم پر افتخار را به خود اختصاص داده است. سهم آن 7.8 درصد است. ژاپن، آلمان و برزیل به ترتیب نزولی دنبال می‌شوند. توسعه انرژی خورشیدی در روسیه هنوز به آن اجازه نمی دهد که به یکی از رهبران تبدیل شود. اما آیا این بدان معناست که آب و هوای معتدل اجازه استفاده مناسب از منبع قدرتمندترین منبع را نمی دهد؟

آیا خورشید به اندازه کافی در روسیه وجود دارد

به گفته موسسه استراتژی انرژی، روسیه دارای پتانسیل عظیمی استانرژی خورشیدی که معادل 2300 میلیارد تن سوخت معمولی بیان می شود. منبع اقتصادی بسیار کمتر است - 12.5 میلیون تن سوخت مرجع. اما با توجه به اینکه میزان انرژی دریافتی از خورشید در 3 روز بیشتر از تمام برق تولید شده در یک سال به روش های سنتی خواهد بود.

میزان تابش خورشیدی به دلیل موقعیت جغرافیایی روسیه در نوسانات زیادی است. در مناطق گرم 1400 کیلووات ساعت بر متر مربع و در مناطق سردسیر 810 کیلووات ساعت بر متر مربع است. به زمان سال نیز بستگی دارد. در ماه های تابستان و بالعکس در زمستان بیشتر است.

چشم انداز انرژی خورشیدی برای برخی مناطق بسیار زیاد است.

اینها عبارتند از:

• منطقه خاور دور؛
• سیبری غربی و جنوبی؛
• مناطق اطراف دریای سیاه و خزر.

طبق گزارش اپراتور سیستم یکپارچه انرژی، سهم برق تولید شده توسط انرژی خورشیدی در روسیه 0.03٪ از کل است.

امروز، بیش از 10 نیروگاه خورشیدی در روسیه کار می کنند که مجموعاً 72.5 مگاوات ظرفیت تولید می کنند.

توسعه انرژی خورشیدی در روسیه

اکنون پروژه هایی برای ساخت نیروگاه های برق در قلمرو شبه جزیره کریمه بررسی می شود. برای اینکه آن را مستقل از انرژی کند، باید 2.5 میلیارد کیلووات اضافی تولید کرد. قرار است تا حدودی این نیاز با کمک انرژی خورشیدی و بادی پوشش داده شود که علاوه بر آن تامین خواهد شد196 میلیون کیلووات بدهد. به شبکه عمومی.

در سایر نقاط روسیه، به ویژه در شهر نریمانوف، قرار است یک نیروگاه خورشیدی با ظرفیت ۲۵ میلیون کیلووات ساعت در سال احداث شود. خاور دور هم عقب نیست. برای تامین نیاز انرژی، یک نیروگاه خورشیدی با ظرفیت 40 مگاوات در جمهوری سخا برنامه ریزی شده است.

5 پروژه دیگر بعد از سال 2018 اجرا می شود. بنابراین ساخت نیروگاه های خورشیدی بزرگ در روسیه دور از دسترس نیست.

منبع برق مستقل برای یک خانه خصوصی

کشورهای غربی، مانند آلمان، تبدیل یک خانه خصوصی برای تامین برق از صفحات خورشیدی را تشویق می کنند. علاوه بر این، اگر یک منبع مازاد تشکیل شود، آنها از جمعیت خریداری می شوند. بنابراین، در طول روز به شرکت برق فروخته می شود و در شب که آفتاب نیست، برق دوباره خریداری می شود. در روسیه، چنین سیستمی کار نمی کند. با این حال، اگر پنل های خورشیدی بیش از نیاز انرژی تولید کنند، می توان آن را در باتری ها ذخیره کرد.

چگونه تعداد پنل های خورشیدی محاسبه می شود

برای محاسبه تعداد پنل های خورشیدی برای تامین خانه، باید بدانید که در طول ماه چند کیلو وات مصرف شده است. سپس عدد حاصل را بر 30 تقسیم کنید. این مقدار میانگین مقدار برق مورد نیاز در روز خواهد بود. برای اینکه ذخیره انرژی برای شارژ باتری ها داشته باشید، باید یک ضریب اضافی 1، 6 بگیرید. پس از آن، می توانید شروع به انتخاب پنل های خورشیدی کنید.

برای عملکرد یک سیستم منبع تغذیه مستقل، علاوه بر پنل های خورشیدی، حداقل باید یک اینورتر داشته باشید که بدون آن ولتاژ در شبکه خانگی تنها ۱۲ یا ۲۴ ولت خواهد بود.

پانل های خورشیدی

پدیده تبدیل انرژی نور خورشید در قرن نوزدهم کشف شد. سلنیوم به عنوان نیمه هادی برای تولید برق استفاده می شد. بازدهی حدود 1% داشت. در طول این مدت، تکنولوژی پا به جلو گذاشته است و پنل های خورشیدی مدرن برای خانه های شخصی تا 35 درصد راندمان دارند. با توجه به طراحی آنها، آنها به 3 نوع تقسیم می شوند:

1. مونوکریستالی. فتوسل های این پنل ها از یک کریستال ساخته شده اند. بالاترین قیمت و کارایی را دارند. این دستگاه ها را می توان با رنگ آبی تیره آنها تشخیص داد.



2. پلی کریستال. این باتری ها از چندین ویفر سیلیکونی ساخته شده اند که تاثیر بدتری در تبدیل نور به برق دارد. با این حال، هزینه کمتر بر توزیع گسترده آنها تأثیر گذاشت. اغلب پانل های خورشیدی برای خانه های خصوصی از این نوع نصب می شوند.
3. فیلم نازک. این باتری ها یک پودر نیمه هادی هستند که بر روی یک بستر انعطاف پذیر قرار گرفته اند. بنابراین، آنها را می توان بر روی هر سطحی نصب کرد. عیب کارایی پایین است.

هزینه یک باتری خورشیدی به این بستگی دارد که چه اصولی در ساخت به کار رفته است.

اینورتر

یک سلول خورشیدی از بسیاری از ماژول های فتوولتائیک تشکیل شده است که ولتاژ 0.6 ولت تولید می کنند. حداقل شاخصی که باتری باید بدهد 14 استولت، بنابراین عناصر تبدیل انرژی به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند. این ولتاژ باید برای شارژ باتری ها کافی باشد که الکتریسیته اضافی به آن منحرف می شود. اما چگونه می توان از لوازم خانگی استفاده کرد، زیرا ولتاژ در شبکه خانگی 220 ولت است؟

برای این منظور از اینورتر استفاده می شود. وظیفه آن تبدیل 12 ولت به 220 است. علاوه بر این، شبکه از جریان متناوب استفاده می کند، در حالی که پنل های خورشیدی جریان مستقیم تولید می کنند. اینورتر است که انرژی الکتریکی را به گونه ای تبدیل می کند که ویژگی های مربوط به شبکه خانگی را بدهد.

کنترل

کنترل کننده دستگاه توزیع کننده اصلی در یک سیستم منبع تغذیه مستقل است. یک اینورتر، باتری، یک کابل برق شبکه شهری به آن متصل است. چرا این کار انجام می شود؟

در طول روز، زمانی که پنل های خورشیدی بیش از حد الکتریسیته تولید می کنند، کنترل کننده انرژی اضافی را برای شارژ باتری ها هدایت می کند. سپس در عصر و شب که انرژی خورشیدی وجود ندارد، این دستگاه برق را از باتری ها به یک اینورتر متصل به شبکه خانه می فرستد. اما مواقعی وجود دارد که جریان در به اصطلاح "مخزن ها" برای انجام هر کار کافی نیست. سپس کنترلر تصمیم می گیرد برق لازم را از شبکه شهری بگیرد. بنابراین، او مدیریت موثری را اعمال می کند.

باتری

مشکل اصلی انرژی خورشیدی نیاز استاستفاده از باتری این عناصر نیروگاه به طور قابل توجهی هزینه سیستم را افزایش می دهند. آپشن های خودروی ارزان به دلیل خرابی سریع در اینجا مناسب نیستند. حتی در حالت ملایم، بیش از سه سال کار نمی کنند. کار فشرده عمر آنها را به یک سال کاهش می دهد. اگر نیاز به ذخیره انرژی وجود دارد، باید گزینه های دیگری را در نظر گرفت:

1. باتری های لیتیوم فسفات آهن (lifepo 4). این بهترین گزینه است زیرا راندمان آن تا 98٪ است. این بدان معنی است که او تقریباً به همان اندازه انرژی می دهد که دریافت می کند. سازندگان وعده عمر سرویس حدود 15 سال، 3000 چرخه شارژ در 80٪ دشارژ و 5000 چرخه در دشارژ 50٪ را می دهند. هزینه چنین باتری با ظرفیت 240 A/h بیش از 50 هزار روبل است.
2. باطری های سرب-اسید کششی. چنین باتری هایی روی ماشین های الکتریکی، لیفتراک های برقی نصب می شوند. آنها قادر به مقاومت در برابر ترشحات عمیق هستند. عمر مفید 10-12 سال است. قیمت چنین باتری هایی از 30 هزار روبل شروع می شود.
3. باتری های نیکل کادمیوم. این یکی از گران ترین انواع است. هزینه باتری با ظرفیت 250 A / h از 70 هزار روبل شروع می شود. این باتری ها خوب هستند زیرا در صورت رعایت توصیه های سازنده، عمر طولانی دارند. علاوه بر این، زمانی که ظرفیت به مرور زمان کاهش می‌یابد، می‌توان آن را با چرخه‌های تخلیه-شارژ آموزشی بازیابی کرد.

باتری ها مواد مصرفی برای انرژی خورشیدی هستند. در روسیه، قیمت باتری های مناسب هنوز به طور غیر منطقی بالا است و سودآوری استفاده از یک منبع طبیعی را تا حد زیادی کاهش می دهد.شما باید چنین دستگاهی را فقط از سازندگان قابل اعتماد خریداری کنید.

تجربه در خانه های شخصی

هزینه پنل خورشیدی چقدر است، آیا استفاده از آنها سود اقتصادی دارد؟

طبق منابع مختلف، هزینه تجهیزات ارائه شده توسط تولید کنندگان برای تولید برق از خورشید در محدوده 40-300 هزار روبل است. برای یک خانه متوسط در این محدوده قیمت کیت های آماده و اقلام جداگانه است.

تجهیزات برای عمر مفید 20 سال یا بیشتر طراحی شده اند. باتری ها یک استثنا هستند.

اگر هزینه پرداختی برای برق را در نظر بگیریم، قیمت گرمایش را به آن اضافه کنیم، آنگاه مبلغ حداقل 50 هزار روبل در سال خواهد بود. این برای روسیه مرکزی است. بنابراین، یک کیت به قیمت 300 هزار روبل، که قادر است از 3 تا 5 کیلو وات در اوج ارزش خود را تحویل دهد، ظرف چند سال هزینه خود را پرداخت می کند.

اگر نرخ کاهش قیمت برای چنین محصولاتی را تحلیل کنیم، استفاده از پنل های خورشیدی موجه می شود.