Energia solar a Rússia: tecnologies i perspectives. Grans centrals d'energia solar a Rússia

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Des de fa molts anys, la humanitat ha estat preocupada per obtenir energia barata a partir de recursos renovables alternatius. La transformació de les masses d'aire, les marees de les ones oceàniques, les aigües geotèrmiques, tot això es veu com un potencial addicional inesgotable en comparació amb els combustibles fòssils.

La font renovable més prometedora és l'energia solar. Al cap i a la fi, té un recurs colossal, porta llum i calor, posant en marxa tots els sistemes vitals del nostre planeta. És per això que l'home ha previst grans perspectives per a si mateix en això. Malgrat una sèrie de deficiències en aquesta direcció, l'energia solar a Rússia està guanyant impuls.

Com es fa l'electricitat a partir de la llum

La conversió de la llum solar en energia elèctrica s'anomena efecte fotoelèctric. Es produeix quan una llum potent cau sobre la superfície d'un semiconductor, i en aquest cas el silici.fluir. Sota la seva acció, es desprenen electrons, que són un corrent de partícules carregades anomenades electricitat.

El sol genera constantment una gran quantitat d'energia radiant. Cada metre quadrat de la seva superfície allibera 63 MW a l'espai. Per descomptat, no tota aquesta energia té l'espectre visible necessari per generar electricitat.

Després de passar la distància entre el Sol i la Terra, el flux lluminós perd la seva intensitat, i un metre quadrat de la superfície del nostre planeta només necessita 0,9 kW. Però això no són pèrdues. Les millors cèl·lules fotovoltaiques poden convertir el 18% de la sortida de llum.

Per tant, en les millors circumstàncies, les cèl·lules fotovoltaiques produiran 160 watts per metre quadrat.

Qui lidera el mercat de l'energia solar

Avui, el líder indiscutible en el processament d'energia solar és la Xina. La seva quota és del 60% de l'electricitat total que rep d'aquesta manera la comunitat mundial. Els Estats Units estan en segon lloc. Generen un 10,4%. L'Índia ocupa un honorable tercer lloc. La seva quota és del 7,8%. El Japó, Alemanya i el Brasil segueixen en ordre descendent. El desenvolupament de l'energia solar a Rússia encara no li permet convertir-se en un dels líders. Però vol dir això que el clima temperat no permet l'ús adequat del recurs de la font més potent?

Hi ha prou sol a Rússia

Rússia té un gran potencial, segons l'Institut d'Estratègia Energèticaenergia solar, que s'expressa en l'equivalent a 2.300 mil milions de tones de combustible convencional. El recurs econòmic és molt menor: 12,5 milions de tones de combustible de referència. Però això és més que suficient, atès que la quantitat d'energia rebuda del Sol en 3 dies serà més que tota l'electricitat generada en un any pels mètodes tradicionals.

La quantitat de radiació solar fluctua molt a causa de la ubicació geogràfica de Rússia. A les regions càlides, és de 1400 kWh/m2, i a les regions fredes és de 810 kWh/m2. També depèn de l'època de l'any. És més alt durant els mesos d'estiu i viceversa a l'hivern.

Les perspectives d'energia solar són molt altes per a algunes regions.

Aquests inclouen:

• Districte de l'Extrem Orient;
• Sibèria occidental i meridional;
• zones que envolten el mar Negre i el mar Caspi.

Segons l'operador del sistema energètic unificat, la proporció d'electricitat produïda per l'energia solar a Rússia és del 0,03% del total.

Avui, més de 10 centrals solars funcionen a Rússia, que produeixen una capacitat total de 72,5 MW.

Desenvolupament de l'energia solar a Rússia

Ara hi ha una consideració activa dels projectes per a la construcció de centrals elèctriques al territori de la península de Crimea. Per fer-lo independent energèticament, cal generar 2.500 milions de kW addicionals. Es preveu cobrir parcialment aquesta necessitat amb l'ajuda de l'energia solar i eòlica, que també ho faràdonar 196 milions de kW. a la xarxa pública.

En altres parts de Rússia, en particular, a la ciutat de Narimanov, està previst construir una central d'energia solar amb una capacitat de 25 milions de kWh/any. L'Extrem Orient no es queda enrere. Per satisfer la demanda energètica, es preveu construir una central solar amb una capacitat de 40 MW a la República de Sakha.

A partir del 2018 s'implementaran 5 projectes més. Per tant, la construcció de grans centrals solars a Rússia no està lluny.

Font d'alimentació autònoma per a una casa privada

Els països occidentals, com Alemanya, fomenten la conversió d'una casa privada per subministrar electricitat a partir de plaques solars. A més, si es forma un excedent d'un recurs, es compren a la població. Així, durant el dia es venen a la companyia elèctrica, i a la nit, quan no hi ha sol, es torna a comprar l'electricitat. A Rússia, aquest sistema no funciona. Tanmateix, si els panells solars produeixen més energia de la necessària, es poden emmagatzemar en bateries.

Com es calcula el nombre de plaques solars

Per calcular el nombre de plaques solars per subministrar la casa, cal saber quants kW es van gastar durant el mes. A continuació, divideix el nombre resultant per 30. Aquest serà el valor mitjà de la quantitat necessària d'electricitat per dia. Per tenir una reserva d'energia per carregar bateries, cal que agafeu un factor addicional d'1, 6. Després d'això, podeu començar a triar plaques solars.

Per al funcionament d'un sistema d'alimentació autònom, a més de plaques solars, cal tenir com a mínim un inversor, sense el qual la tensió a la xarxa domèstica serà només de 12 o 24 volts.

Panels solars

El fenomen de convertir l'energia de la llum solar es va descobrir al segle XIX. El seleni es va utilitzar com a semiconductor que genera electricitat. Tenia una eficiència d'aproximadament l'1%. Durant aquest temps, la tecnologia ha avançat i les modernes plaques solars per a habitatges particulars tenen una eficiència de fins a un 35%. Segons el seu disseny, es divideixen en 3 varietats:

1. Monocristal·lí. Les fotocèl·lules d'aquests panells estan fetes d'un sol cristall. Tenen els preus i l'eficiència més alts. Aquests dispositius es poden reconèixer pel seu color blau intens.



2. Policristal·lí. Aquestes bateries estan fetes de diverses hòsties de silici, la qual cosa té un efecte pitjor en convertir la llum en electricitat. Tanmateix, el menor cost va afectar la seva àmplia distribució. Molt sovint, s'instal·len panells solars per a cases particulars d'aquest tipus.
3. Película fina. Aquestes bateries són una pols semiconductora dipositada sobre un substrat flexible. Per tant, es poden muntar a qualsevol superfície. El desavantatge és la baixa eficiència.

El cost d'una bateria solar dependrà del principi aplicat en la fabricació.

Inversor

Una cèl·lula solar està formada per molts mòduls fotovoltaics que produeixen una tensió de 0,6 volts. L'indicador mínim que hauria d'apagar la bateria és 14volts, de manera que els elements per a la conversió d'energia estan connectats en sèrie entre ells. Aquesta tensió hauria de ser suficient per carregar les bateries, a les quals es desvia l'excés d'electricitat. Però, com fer possible l'ús d'electrodomèstics, perquè la tensió a la xarxa domèstica és de 220 volts?

S'utilitza un inversor per a aquests propòsits. La seva tasca és convertir 12 volts en 220. A més, la xarxa utilitza corrent altern, mentre que les plaques solars generen corrent continu. És l'inversor que converteix l'energia elèctrica de manera que doni les característiques corresponents a la xarxa domèstica.

Controlador

El controlador és el principal dispositiu de distribució en un sistema d'alimentació autònom. Hi connecten un inversor, bateries, un cable elèctric de la xarxa de la ciutat. Per què es fa això?

Durant el dia, quan les plaques solars produeixen electricitat en excés, el controlador dirigeix l'excedent per carregar les bateries. Després, al vespre i a la nit, quan no hi ha energia solar, aquest aparell envia l'electricitat de les bateries a un inversor connectat a la xarxa de la casa. Però hi ha moments en què el corrent als anomenats "embassaments" esdevé insuficient per realitzar qualsevol tasca. Aleshores, el controlador decideix agafar l'electricitat necessària de la xarxa de la ciutat. Així, exerceix una gestió eficaç.

Piles

El principal problema de l'energia solar és la necessitatús de la bateria. Aquests elements de la central elèctrica augmenten significativament el cost del sistema. Les opcions de cotxe barats no són adequades aquí a causa de la seva ràpida fallada. Fins i tot en un mode suau, no funcionen durant més de tres anys. El treball intens escurça la seva vida útil a un any. Si cal emmagatzemar energia, s'han de considerar altres opcions:

1. Bateries de fosfat de ferro de liti (lifepo 4). Aquesta és la millor opció perquè té una eficiència de fins al 98%. Això vol dir que dóna gairebé tanta energia com rep. Els fabricants prometen una vida útil d'uns 15 anys, 3000 cicles de càrrega amb un 80% de descàrrega i 5000 cicles amb un 50% de descàrrega. El cost d'aquesta bateria amb una capacitat de 240 A/h supera els 50 mil rubles.
2. Bateries de plom-àcid de tracció. Aquestes bateries s'instal·len en cotxes elèctrics, carretons elevadors elèctrics. Són capaços de suportar descàrregues profundes. La vida útil és de 10-12 anys. Els preus d'aquestes bateries comencen a partir de 30 mil rubles.
3. Bateries de níquel-cadmi. Aquesta és una de les varietats més cares. El cost d'una bateria amb una capacitat de 250 A / h comença a partir de 70 mil rubles. Aquestes bateries són bones perquè, si se segueixen les recomanacions del fabricant, duren molt. A més, quan la capacitat disminueix amb el temps, es pot restaurar amb cicles d'entrenament de descàrrega-descàrrega.

Les bateries són consumibles per a l'energia solar. A Rússia, els preus de les bateries adequades segueixen sent molt alts i redueixen molt la rendibilitat de l'ús d'un recurs natural. Només heu de comprar aquest dispositiu a fabricants de confiança.

Experiència en cases particulars

Quant costa un panell solar, hi ha un benefici econòmic en utilitzar-los?

Segons diverses fonts, el cost dels equips que ofereixen els fabricants per generar electricitat a partir del sol és d'entre 40 i 300 mil rubles. per a una casa de mida mitjana. En aquest rang hi ha el preu dels kits fets i dels articles individuals.

L'equip està dissenyat per a una vida útil de 20 anys o més. Les bateries són una excepció.

Si prenem el cost dels pagaments de l'electricitat, afegim el preu de la calefacció, la quantitat serà d'almenys 50 mil rubles a l'any. Això és per a Rússia central. Així, un kit que costa 300 mil rubles, capaç de produir de 3 a 5 kW al seu valor màxim, es compensa en pocs anys.

Si analitzem la taxa de reducció de preus d'aquests productes, l'ús de plaques solars es justifica.