Солнечная энергия
Наиболее перспективной в использовании является достигающая поверхности Земли солнечная энергия, общее количество которой в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия [2].
Для размещения разного типа солнечных электростанций характерна зональность, которая обусловлена экономической эффективностью и эксплуатационными качествами: гелиотермальные CSP-станции строятся в экваториальной зоне (в пределах 38 широты), фотовольтаические PV-станции – в северных районах (в пределах 55 широты).
CSP-станция Gemosolar (рис. 1) в Андалусии (Испания) мощностью 20МВт – первый европейский опыт по строительству солнечных электростанций. Эта электростанция башенного типа основана на работе 2650 зеркал-гелиостатов, размещенных на территории в 185 га и фокусирующих солнечное излучение на бетонную башню с установкой расплавленной соли, которая разогревается до 9000° С и используется в ночное время. Эта станция позволяет сберечь Испании 30000 тонн углекислого газа по Киотскому протоколу [4].
Рисунок 1 - CSP-станция Gemosolar, Андалусия, Испания, 20МВт
В Испании были также построены крупнейшая гелиотермальная электростанция PS10 мощностью 11-300МВт и PV-станция SolarParkOlmedilla – электростанция фотоэлектрического типа (рис. 2), работающая на основе 26 тыс. солнечных панелей [4].
Рисунок 2 - PV-станция Solar Park Olmedilla, Омелдилла, Испания, 60МВт
Кроме того, в США построена CSP-станция Acciona Nevada Solar One мощностью 60 МВт. и в Канаде – PV-станция Sarnia, Онтарио, 97МВт [4].
В настоящее время широкое распространение получило использование энергосберегающих технологий на основе солнечной энергии для снабжения электроэнергией домов. Для этого на крышах домов устанавливаются солнечные батареи, применение которых позволяет снизить энергопотребление от общей сети до 60%. В качестве примера успешного применения этих технологий можно отметить проект «2000 солнечных крыш» в Германии. В США солнечные водонагреватели общей мощностью 1400 МВт установлены в 1,5 млн. домов [8].
Перспективы гелиоэнергетики в Саратовской области
Структура экономики Саратовской области во многом похожа на структуру экономики России в целом. Область, несмотря на последствия экономического кризиса, является развивающимся регионом. По уровню и масштабам промышленного производства Саратовская область занимает одно из самых высоких мест в Поволжском экономическом районе. На долю области приходится около 54% выпускаемых в России троллейбусов, 24% химических волокон и нитей, 8% холодильников и морозильных установок и многое другое [5]. При этом рост производства и введение в эксплуатацию новых предприятий влечет за собой увеличение количества потребляемой электроэнергии.
По итогам 2013 года в условиях ухудшения общеэкономической ситуации и стагнации других отраслей промышленности предприятия энергетики Саратовской области выступали драйвером экономического роста. Так, по итогам года выработка электроэнергии составила около 41804 млн. кВт*час или 100,7% к уровню 2012 года. По мнению специалистов на ситуацию повлияло увеличение производства электроэнергии на Саратовской ГЭС.
Сегодня соотношение производства и потребления электроэнергии в Саратовской области составляет 344,5%. А благодаря мероприятиям по энергосбережению, которые проводят предприятия региона, потребление электроэнергии ежегодно снижается. При этом известно, что каждый дополнительный процент роста в энергетике дается с большим трудом [6].
Одной из характерных особенностей саратовской энергосистемы является наличие трех обособленных энергорайонов: Саратовский, Балаковский и Балашовский (транзитный район не имеет собственной генерации). Саратовский энергорайон характеризуется дефицитом генерирующей электрической мощности, а Балаковский – наоборот, наличием значительного их избытка. Установленная электрическая мощность объектов генерации электрической энергии, расположенных в Балаковском энергорайоне (левый берег Волги), составляет 5788МВт, или 86,3 процента от общей установленной мощности. При этом Саратовский и Балашовский энергорайоны (правый берег Волги) потребляет 56% от общего потребления энергосистемы. Реализованный в 2012 году проект по строительству ВЛ 500 кВ Балаковская АЭС – Курдюм позволил увеличить предел передаваемой мощности от избыточного Балаковского энергорайона в дефицитный Саратовский энергорайон, при этом увеличив показатели надежности схемы [6].
В этой связи для Саратовской области актуальным является использование альтернативных источников энергии, в том числе, солнечной. Обусловлено это тем, что количество солнечных дней в среднем многолетнем ходе составляет 134, облачных 170 [8].
На территории Саратовской области альтернативные источники могут применяться в разных районах, особенно это актуально для удаленных мест, не подключенных к централизованным системам энергообеспечения, в связи с чем, стоимость электроэнергии получаемой за счет привозного топлива высока. Кроме того, использование солнечных батарей для получения электроэнергии, замена автотранспорта с двигателями внутреннего сгорания на электромобили позволит решить многие задачи связанные с экологическими проблемами.