Энергетика будущего: Энергия солнца

По данным Института энергетической стратегии, Россия обладает огромным потенциалом солнечной энергии, который выражается в эквиваленте 2 300 млрд тонн условного топлива. Экономический ресурс гораздо меньше — 12,5 млн тонн условного топлива. Но и этого более чем предостаточно, учитывая, что количество энергии, полученной от Солнца за 3 дня, будет больше, чем вся электроэнергия, произведенная за год традиционными способами.

Несмотря на то что наши широты не ассоциируются с круглогодичным солнцем, развитие солнечной энергетики в России набирает работы.  У нас немало регионов, где инсоляция — степень облучения земной поверхности солнечным светом — достигает уровней юга Германии и севера Италии, лидеров развития такого типа генерации. Причем это не только Кубань и другие южные области, но и Дальний Восток, Алтай, Хакасия. Лидером по общей мощности работающих здесь фотопанелей является Оренбуржье. 

Это направление электроэнергетики на сегодня считается самым перспективным. По сведениям ассоциации «Совет рынка», на начало осени в России было построено несколько десятков солнечных электростанций (СЭС) общей мощностью 320 МВт. С одной стороны, это не так много — такую же нагрузку несет, к примеру, одна-единственная и далеко не самая мощная московская ТЭЦ-11.

Все эти энергообъекты введены в эксплуатацию за какие-то четыре года. И пусть их доля в общем энергетическом котле невелика, каждая из солнечных станций на своем месте приносит несомненную пользу: повышает энергобезопасность, снижает выбросы вредных веществ, а на муниципальном уровне альтернативные источники энергии при пике выработки способны полностью удовлетворять потребности целых населенных пунктов.

В середине ноября ПАО «Т Плюс», в рамках инвестиционной программы по развитию альтернативной энергетики «Солнечная система», запустило под Оренбургом две самые крупные солнечные станции, построенных в России. Общая мощность СЭС «Уран» и СЭС «Нептун» — 105 мегаватт.

СЭС «Уран». Самая крупная СЭС в Росии. Мощность — 60 МВт. Фото: Александр Попов

СЭС «Уран», самая крупная станция на сегодня, расположилась на 120 гектарах в окрестностях города Сорочинска. Мощность в 60 МВт достигается благодаря 202 тысячам отдельных фотоэлементов, размещенных на специальных столах под углом в 34 градуса к горизонту. Расстояние между рядами — 8,6 метров. Эти параметры были подобраны благодаря математической модели, которая определяет оптимальную конфигурацию солнечной станции в привязке к конкретным географическим условиям.

Сергей Алексеев, который руководит эксплуатацией «Солнечной системы»», объяснил: «Фиксированный угол наклона — неизбежность при такой площади. Конечно, в теории с поворотным механизмом можно было бы повысить коэффициент полезного действия. Но любая выгода в этом случае нивелируется стоимостью обслуживания: если у вас 120 гектаров постоянно движущихся узлов, неизбежны частые поломки. Это затраты и на персонал, и на запасные части. Кроме того, пришлось бы увеличить площадь застройки, чтобы панели не затеняли друг друга при повороте. Для обслуживания же статичных панелей даже на такой огромной пощади достаточно всего-навсего шести человек».

СЭС «Нептун». Мощность — 45 МВТ. Фото: Александр Попов

СЭС «Нептун» расположилась ближе к Оренбургу, недалеко от поселка Новосергиевка. Её характеристики: 45 МВт, 92 га (что равно 130 футбольным полям международного класса) и 150 тысяч элементов. 

Станции способны обеспечить энергией 10 тысяч индивидуальных домохозяйств. В ясный день станции полностью закрывают потребности Сорочинского городского округа и Новосергиевского района в электричестве. 

На двоих «Уран» и «Нептун» будут экономить 500 железнодорожных цистерн мазута в год и, соответственно, снижать урон окружающей среде. А это все-таки уже ощутимый масштаб.

Конечно, у ВИЭ есть особенность — зависимость от погодных условий, и поэтому пока рано говорить о возобновляемых источниках как об альтернативных: станции нового типа работают бок о бок с традиционными ТЭС, ГРЭС, АЭС, органично дополняя их. А еще ТЭЦ и ГРЭС производят крайне важный для реалий нашей страны продукт — тепловую энергию, благодаря которой мы не мерзнем зимой. Так что в обозримом будущем о полном отказе от углеводородной энергетики говорить преждевременно, но даже при наших обширных запасах горючего топлива для традиционных электростанций нам уже пора задумываться об их замещении альтернативной генерацией.

Государство активно поощряет развитие возобновляемой энергетики льготными тарифами, но только для тех станций, в которых подавляющее большинство элементов — российского производства. Благодаря этому принципу в стране всего за несколько лет появилась наукоемкая отрасль по производству фотоэлементов: сегодня их выпускают уже в промышленных масштабах. 

Каждый год выделяется определенная квота мощности для солнечных, ветряных и малых гидроэлектростанций. Компании-претенденты подают свои заявки — детально просчитанные и экономически обоснованные проекты энергообъектов. Победителей выбирают по максимальной рентабельности в рамках этих квот: они и только они получают право на особые условия в виде повышенной платы за мощность.

При этом государство устанавливает целый ряд требований к станциям: предельную сумму, которую можно потратить на строительство одной единицы мощности, а также минимальный процент отечественного оборудования в общем объеме энергоустановок. Удельные затраты ежегодно снижают, а степень требуемой локализации для СЭС, например, увеличилась с 50 % в первые отборы до 70 %.

И, несмотря на такие жесткие ограничения, каждый год компании бьются за право строить ветряки и гелиостанции — строить как можно дешевле и эффективнее. На сегодня проекты отобраны до конца 2022 года — к тому времени мощность солнечной генерации как минимум утроится. Прирастет новыми «планетами» и «Солнечная система» в Оренбуржье: «Т Плюс» выиграла здесь право на строительство еще 70 мегаватт.

ПАО «Т Плюс»

Поделитесь хорошей новостью