Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция1 ЭНИЭ основные данные о развитии энергет...doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
550.4 Кб
Скачать

Нкрэ Украины 27.10.2011 г. Повысила размер "зеленого тарифа"

Национальная комиссия регулирования электроэнергетики (НКРЭ) Украины повысила размер "зеленого тарифа" для предприятий электрогенерации в ноябре 2011 г. Соответствующее решение принято на заседании 27 октября, передает корреспондент РБК-Украина. Решением НКРЭ приняты следующие тарифы:

для предприятий, производящих электроэнергию из энергии ветра - 124,54 коп. за кВт.ч, из биомассы - 136,4 коп.

Для солнечных электростанций тариф установлен на уровне 512,38 коп. для наземных и 469,68 коп. для панелей до 100 кВт, размещенных на крышах домов.

Для субъектов хозяйствования, которые эксплуатируют малые ГЭС, тариф установлен на уровне 85,39 коп. Как известно, НКРЭ ежемесячно пересматривает размер "зеленых тарифов" в связи с изменением курса евро к гривне.

Фотоэлектрические преобразователи

В основе работы фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) используется электронно-дырочная проводимость полупроводниковых материалов, возникающая под воздействием квантов света (фотонов). В качестве материалов фотоэлементов, из которых состоят модули солнечных электрических станций, применяют полупроводниковые материалы: кремний, арсенид галлия и другие полупроводники.. Интенсивность солнечного потока, достигающего поверхности Земли, составляет 1, 366 кВт / квадратный метр. Коэффициент фотоэлектрического преобразования составляет ( 9 – 24)%, уже изготовлены ФЭП с коэффициентом преобразования 43%. ФЭП являются наиболее эффективными устройствами для превращения солнечной энергии в эдектрическую. ФЭП имеют много преимуществ. Они имеют высокую надежность (25 – 30 ) лет работы, высокую доступность сырья и возможность массового производства, приемлемые сроки окупаемости затрат, минимальные расходы энергии и массы, удобство технического обслуживания.

Типы солнечных электрических станций Все солнечные электростанции (СЭС) подразделяют на несколько типов:

- СЭС башенного типа

- СЭС тарельчатого типа

- СЭС, использующие фотобатареи

- СЭС, использующие параболические концентраторы

- Комбинированные СЭС

- Аэростатные солнечные электростанции

Сэс башенного типа

Данные электростанции основаны на принципе получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метров (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрашен в чёрный цвет для поглощения теплового излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты. Гелиостат — зеркало площадью в несколько квадратных метров, закреплённое на опоре и подключённое к общей системе позиционирования. В зависимости от положения солнца, зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Основная и самая трудная задача - это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отраженные лучи от них попали на резервуар. В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигать 700 градусов. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %) и высокие мощности. <Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 году.

СЭС тарельчатого типа

Данный тип СЭС использует принцип получения электроэнергии, схожий с башенными СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал - нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).

СЭС, использующие фотобатареи

СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением небольшого посёлка.

В 2011 году в Крыму возле села Охотниково компания Activ Solar построила солнечную электростанцию общей мощностью 80 МВт на более чем 160 гектарах. Электростанция состоит из примерно 360 000 модулей и может вырабатывать до 100 ГВтч электроэнергии в год, что достаточно для обеспечения потребностей до 20000 домохозяйств. Проект разделен на четыре очереди по 20 МВт каждая. Строительство первых двух очередей было завершено в июле 2011, третья и четвертая в октябре того же года. [2]

Та же компания Activ Solar в январе 2012 года объявила о завершении строительства и начале ввода в эксплуатацию солнечной электростанции «Перово» на 100 МВт. По состоянию на январь 2012 года это самая мощная электростанция в мире.

СЭС использующие параболические концентраторы

Принцип работы данных СЭС заключается в нагревании теплоносителя до параметров, пригодных к использованию в турбогенераторе.

Конструкция СЭС: на ферменной конструкции устанавливается параболическое зеркало большой длины, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет теплоноситель (чаще всего масло). Пройдя весь путь, теплоноситель разогревается и в теплообменных аппаратах отдаёт теплоту воде, которая превращается в пар и поступает на турбогенератор.

Комбинированные СЭС

Часто на СЭС различных типов дополнительно устанавливают теплообменные аппараты для получения горячей воды, которая используется как для технических нужд, так и для горячего водоснабжения и отопления. В этом и состоит суть комбинированных СЭС. Также на одной территории возможна параллельная установка концентраторов и фотобатарей, что тоже считается комбинированной СЭ

Таблица 7. Лидеры солнечной энергетики в мире

Месторасположение электростанции

Пиковая мощность, МВт

Перово, Украина, Крым

100,0

Сарния, Канада

97,0

Монтальто-ди-Кастро, Италия

84,2

Финстервальде, Германия

80,2

Охотниково, Украина

80,0

Лопбури, Таиланд

73,0

Турнов – Прайлак, Германия

71,0

Сан-Беллино, Италия

70,6

Виттрок, Германия

70,0

В 2009 г. Украина приняла льготный тариф ,на электроэнергию СЭС , который является одним из самых высоких в мире - 5,0509 грн ( 0,46Є), в 1.5 раза выше чем в Европе. Это обусловило приток инвестиций. Австрийская компания «Актив Солар» начала строить СЭС в Украине.

Таблица 8. Солнечные электрические станции, построенные компанией «Актив Солар» в Украине

Местополо-

жение

СЭС

Пиковая мощность,

МВт

Кол-во модулей

Занимае-

мая

площадь,

га

Годовая энерго-

выр.,

кВт ч

Сокращ.

выбросов

СО2 т/год

Перово, Крым, декабрь 2011 г.

100

440 000

200

132 500 000

105 000

Охотниково, Сакский район, Крым , 20 км от Сак

80

360 000

160

106 000 000

Родниковое, Крым, в 3 км от Симферополя

7,5

33 800

15

9 940 000

7 607

Митяево. Крым, апрель 2012 г.

31,55

134 000

40 000 000

Староказачье, Одесская область, июль 2012 г.

42,95

185 952

80

54 106 000

44 000

Дунайская СЭС , Одесская обл.

Ноябрь, 2012 г

43,14

182 380

54 300 000

Всего

305,14

396 846 000

В декабре 2011 г. австрийская компания «Activ Solar» завершила строительство в Крыму последней, пятой, 20-мегаваттной очереди солнечного парка «Перово», в результате чего его суммарная установленная мощность возросла до рекордных 100 МВт. Activ Solar выступила девелопером этого проекта.

Перово в составе пяти очередей, согласно открытым источникам, стал крупнейшим действующим фотоэлектрическим парком в мире по показателю установленной мощности. За ним следуют канадская электростанция Sarnia (97 МВт), итальянская Montalto di Castro (84,2 МВт) и немецкая Finsterwalde (80,7 МВт).

Замыкает мировую пятерку крупнейших фотоэлектрических парков другой проект «Activ Solar» в Крыму – 80мегаваттная электростанция «Охотниково», инсталлированная девелопером также в уходящем году в Сакском районе полуострова. Парк Охотниково на данный момент является самым мощным в Центральной и Восточной Европе.

Установленная мощность Перово эквивалента пиковым нагрузкам в энергосистеме рядом расположенного Симферополя, то есть электростанция в светлое время суток может производить столько же электроэнергии, сколько потребляет город в период максимальных нагрузок, что значительно повысит надежность и качество электроснабжения всего региона, отметили в компании.

Инсталляция из 440 тысяч наземных фотоэлектрических (PV) модулей на площади в более чем 200 га будет ежегодно производить 132,5 млн кВт-ч экологически чистой электроэнергии. Работа парка Перово, по данным «Activ Solar», также позволит сократить выбросы углекислого газа на 105 тысяч тонн в год.

В 2012 г. ООО Токмак –Солар – Энерджи открыло в Токмакском районе Запорожской области первую очередь комплекса солнечных электростанций мощностью 1,5 МВт. Общую мощность комплекса планируется довести до 10 МВт.Проект планируется реализовать до конца 2013 г., срок окупаемости 4,5 года, в его реализацию вложено 40 миллионов долларов. Комплекс расположится на 33 га земли. Это будет четвертая по мощности солнечная электрическая станция в Украине.

В настоящее время продолжается строительство 5 солнечных и 4 ветровых электростанций в Бердянском, Приазовском, Приморском, Мелитопольском и Запорожском районах. Для их реализации привлечены средства инвесторов, которые составляют более 1 млрд евро.

Аналитики Macquarie Research считают, что солнечная энергетика будет развиваться в Украине интенсивнее, чем в таких странах как Болгария, Словакия, Чехия, Австрия, Португалия, Голландия, Швейцария, Швеция и Дания, но медленнее, чем в Германии, Франции, Италии, Бельгии и Греции.

Отмечается, что лидерами развития отрасли в следующие четыре года будут Китай, США и Германия.

За последние 2,5 года в Украине было построено и введено в эксплуатацию более 20 солнечных электростанций суммарной мощностью свыше 270 МВт. Кроме того, Верховная Рада Украины в июле 2012 г. одобрила в первом чтении законопроект, который призван значительно упростить доступ домохозяйств к механизму зeлeного тарифа. Принятие этого документа может придать новый мощный импульс развитию солнечной энергетики в Украине, так как сделает экономически привлекательной установку фотоэлектрических панелей для граждан на крышах собственных домов.

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2010 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов в мире составила 196,6 гигаватт. В том же году количество электрической энергии, произведённой всеми ветрогенераторами мира, составило 430 тераватт-часов (2,5 % всей произведённой человечеством электрической энергии). Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику, в частности, на 2009 год в Дании с помощью ветрогенераторов производится 20 % всего электричества, в Португалии — 16 %, в Ирландии — 14 %,[4], в Испании — 13 % и в Германии — 8 %.[5] В мае 2009 года 80 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе.[3]

Крупные ветровые электростанции включаются в общую сеть, более мелкие используются для снабжения электричеством удалённых районов. В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична. Однако, сооружение ветровых электростанций сопряжено с некоторыми трудностями технического и экономического характера, замедляющими распространение ветроэнергетики. В частности, непостоянство ветровых потоков не создаёт проблем при небольшой пропорции ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии, однако при росте этой пропорции, возрастают также и проблемы надёжности производства электроэнергии.[Для решения подобных проблем используется интеллектуальное управление распределением электроэнергии.

Мощность ветрогенератора зависит от площади, ометаемой лопастями генератора, и высоты над поверхностью. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы Vestas имеют общую высоту 115 метров, высоту башни 70 метров и диаметр лопастей 90 метров.

Ветрогенератор начинает производить ток при ветре 3 м/с и отключается при ветре более 25 м/с. Максимальная мощность достигается при ветре 15 м/с. Отдаваемая мощность пропорциональна третьей степени скорости ветра: при увеличении ветра вдвое, от 5 м/с до 10 м/с, мощность увеличивается в восемь раз.

Мощности ветрогенераторов и их размеры

Параметр

1 МВт

2 МВт

2,3 МВт

Высота мачты

50 м — 60 м

80 м

80 м

Длина лопасти

26 м

37 м

40 м

Диаметр ротора

54 м

76 м

82,4 м

Вес ротора на оси

25 т

52 т

52 т

Полный вес машинного отделения

40 т

82 т

82,5 т

Таблица 9. Параметры действующих ветрогенераторов. Пори, Финляндия

В августе 2002 года компания Enercon построила прототип ветрогенератора E-112 мощностью 4,5 МВт. До декабря 2004 года турбина оставалась крупнейшей в мире. В декабре 2004 года германская компания REpower Systems построила свой ветрогенератор мощностью 5,0 МВт. Диаметр ротора этой турбины 126 метров, масса гондолы — 200 тонн, высота башни  120 м. В конце 2005 года Enercon увеличил мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт. Диаметр ротора составил 114 метров, высота башни 124 метра. Компания Clipper Windpower разрабатывает ветрогенератор мощностью 10,0 МВт для офшорного применения. В 2009 году турбины класса 1,5 — 2,5 МВт занимали 82 % в мировой ветроэнегетике.

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Наиболее эффективной конструкцией для территорий с малой скоростью ветровых потоков признаны ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, т.н. роторные, или карусельного типа. Сейчас все больше производителей переходят на производство таких установок, так как далеко не все потребители живут на побережьях, а скорость континентальных ветров обычно находится в диапазоне от 3 до 12 м/с. В таком ветрорежиме эффективность вертикальной установки намного выше. Стоит отметить, что у вертикальных ветрогенераторов есть еще несколько существенных преимуществ: они практически бесшумны, и не требуют совершенно никакого обслуживания, при сроке службы более 20 лет. Системы торможения, разработанные в последние годы, гарантируют стабильную работу даже при периодических шквальных порывах до 60 м/с.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. Но стоимость инвестиций по сравнению с сушей выше в 1,5 — 2 раза. В море, на расстоянии 10—12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

5 июня 2009 года компании Siemens AG и норвежская Statoil объявили об установке первой в мире коммерческой плавающей ветроэнергетической турбины мощностью 2,3 МВт, производства Siemens Renewable Energy.[15]