2.4. Перспективы развития солнечной энергетики в России

В 1985 г. в п. Щелкино Крымской области была введена в эксплуатацию первая в СССР солнечная электростанция башенного типа СЭС-5 электрической мощностью 5 МВт (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Схема работы Крымской экспериментальной солнечной электростанции мощностью 5000 кВт: 1–солнечные лучи; 2–парогенератор-гелиоприемник; 3 – пароводяной аккумулятор энергии вместимостью 500 м³; 4 – гелиостаты с площадью зеркал 25,5 м² (общее число 1600 штук)

1600 гелиостатов (плоских зеркал) площадью 25,5 м² каждый, и имеющие коэффициент отражения 0,71, концентрируют солнечную энергию на центральный приемник. Это парогенератор установленный на башне высотой 70 м. Площадь поверхности нагрева парогенератора – 154 м². Параметры пара – t = 250 C, p = 4 МПа. Паропроизводительность парогенератора – 28 т/ч. Расчетное число часов работы СЭС – 1920 в год. Расчетное годовое производство электроэнергии – 5,8 млн. кВтч.

Несмотря на то, что самые южные районы России расположены севернее 42-й параллели, за счет использования солнечной энергии может быть достигнута экономия органического топлива.

В России наибольшая солнечная радиация наблюдается на побережьях Черного, Каспийского и Азовского морей, Северном Кавказе, юге Западный Сибири, Прибайкалье и Дальнем Востоке.

Для солнечной энергетики перспективными являются фотоэлектрические установки и электростанции с прямым преобразованием солнечного

излучения в электроэнергию с помощью солнечных батарей из моно- (поли-) кристаллического или аморфного кремния.

В настоящее время в мире наблюдается значительное увеличение производства фотоэлементов для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. Ежегодные темпы роста составляли 30 %.

Фотоэлектрическое преобразование дает возможность получать электроэнергию при рассеянном солнечном свете. Меняя количество модулей, можно создавать установки и электростанции различной мощности. Такие установки имеют небольшой расход энергии на собственные нужды, безопасны в эксплуатации и легко автоматизируются. Они надежны в эксплуатации. Но, несмотря на то, что за последние 15 лет стоимость электроэнергии получаемой на фотоэлектрических установках снизилась со 100 до 20 центов за 1 кВтч, она по-прежнему велика.

Солнечные фотоэлектрические установки могут работать как автономно, так и на сеть и состоят из солнечной батареи, инвертора, аккумулятора и системы автоматического управления. В России такие установки производят: ФГУП НПО «Машиностроение»; ООО «Научно-производственный центр завода «Красное знамя»; ООО «Фирма «Солнечный ветер» и ряд других предприятий [7].

В 90-х годах НПО «Астрофизика» изготовило и испытало гелиоэнергетические установки и блочные модульные электростанции мощностью 2,5 и 5 кВт с параболическими концентраторами диаметром 5 и 7 м и различными преобразователями (двигатели Стирлинга, термоэмиссионные преобразователи и т.д.) Эти установки оснащены автоматическими системами слежения за солнцем.

Ростовским институтом «Теплоэлектропроект» разработано технико-экономическое обоснование строительства комбинированный солнечной экспериментальной электростанции мощностью 1,5 МВт в г. Кисловодске. С учетом опыта проектирования Кисловодской СЭС предполагается построить подобную солнечную электростанцию в Ростовской области. На станции предусматривается применение фотоэлектрической и паросиловых частей с использованием параболоцилиндрических концентраторов.

Производство солнечных коллекторов в России составляет 10…20 тыс. м² в год. Они используются для автономного теплоснабжения в южных регионах – в Краснодарском и Ставропольском краях, Республике Дагестан, Ростовской области.

Наиболее перспективным является создание солнечных комплексных установок теплоснабжения и горячего водоснабжения для индивидуальных потребителей. Даже в средней полосе России 1 м² солнечного коллектора экономит 100…150 кг условного топлива в год.

В ближайшие годы намечается строительство 391 гелиоустановки горячего водоснабжения общей мощностью свыше 10 Гкал/ч для жилых домов и четыре солнечные станции с дублирующими котлами на органическом топливе мощностью 1,5 Гкал/ч для крупных поселков Ростовской области. В Республике Северная Осетия создается установка солнечно-геотермального теплоснабжения пансионата «Уредон». В республике Дагестан будут построены три солнечные водонагревательные установки для больниц и установка солнечно-теплонасосного теплоснабжения поселка. Также получат дальнейшее развитие башенные термодинамические солнечные электростанции [1].