Б.В.Тарнижевский
Практическое использование солнечной
энергии получило ощутимое распространение во многих странах благодаря таким ее
положительным качествам, как возобновляемость, почти повсеместная
распространенность, полная экологическая
чистота.
Географическое положение и климатические
условия России не являются самыми благоприятными для использования солнечной
энергии. Они значительно менее благоприятны, чем во многих южных странах или в
бывшем СССР, во время существования которого научные разработки и
предпринимавшиеся практические меры были направлены на развитие использования
этого энергоисточника прежде всего в наиболее солнечных регионах страны, а не
собственно в России. С распадом СССР проблема использования солнечной энергии в
России потребовала переосмысления и анализа, что нашло отражение в ряде научных
публикаций [1-5]. В этих и других работах показано, что с климатической и
технической стороны практическое применение солнечной энергии в России имеет
достаточные перспективы.
Проблема практического
применения солнечной энергии содержит два основных аспекта: преобразование ее в
электроэнергию и тепло. Оба направления получили интенсивное развитие во многих
странах мира, рассмотрим вначале первое из названных
направлений.
Солнечная электроэнергетика в свою
очередь подразделяется по виду применения на сетевую и автономную. К сетевой
относятся солнечные электростанции (СЭС), входящие в энергосистемы, т.е. в
существующие в современной электроэнергетике системы централизованного
производства, транспортировки и распределения электроэнергии. В этом случае при
небольшом удельном весе (по мощности) солнечных электростанций среди
традиционных генерирующих мощностей в энергосистеме не требуется наличия на
солнечных электростанциях значительных аккумулирующих устройств, так как
колебания мощности СЭС демпфируются энергосистемой.
К
автономным относятся солнечные энергоустановки, обеспечивающие энергией
отдельных потребителей, как связанных, так и не связанных с системой
централизованного энергоснабжения. В первом случае также не требуется
значительных аккумулирующих устройств, так как недостаток энергии от солнечной
установки восполняется от централизованной сети, а избыток направляется в сеть.
Классическим примером такого применения солнечных энергоустановок является
реализованная в ФРГ программа энергоснабжения индивидуальных жилых домов "Тысяча
крыш".
При автономном энергообеспечении потребителей,
не связанных с централизованным энергоснабжением, требуется либо достаточно
емкий аккумулятор электроэнергии для обеспечения данного потребителя по
заданному графику нагрузки, либо дублер - какое-либо генерирующее устройство на
традиционных энергоносителях, способное оперативно восполнять недостаток энергии
от солнечной установки.
По используемому принципу
преобразования солнечной энергии солнечные энергоустановки делятся на
фотоэлектрические, реализующие метод прямого (безмашинного) преобразования
солнечной энергии в электрическую, и термодинамические, в которых лучистая
энергия преобразуется сначала в тепло, которое в термодинамическом цикле
тепловой машины в свою очередь преобразуется в механическую энергию, а затем в
генераторе в электрическую.
Все эти направления
получили распространение на практике во многих странах. Сетевые СЭС мощностью в
единицы и десятки мегаватт на сегодня еще не имеют коммерческой
привлекательности и создаются и используются главным образом в составе
государственных программ с бюджетной финансовой поддержкой. Такая поддержка
необходима, поскольку без крупномасштабного эксперимента невозможна отработка
технологии преобразования солнечной энергии на сетевых СЭС. В настоящее время
среди них термодинамические СЭС имеют некоторое преимущество как по удельным
капиталовложениям, так и по величине КПД.
Что
касается автономных солнечных энергоустановок малой мощности (от сотен ватт до
десятков киловатт), то на этом уровне мощности указанные выше преимущества
термодинамических установок теряются, и более предпочтительны фотоэлектрические
установки в силу своей конструктивной простоты (безмашинное преобразование), что
делает их более удобными в эксплуатации.
На фоне
ощутимого развития всех перечисленных направлений солнечной электроэнергетики в
мире в России она находится в настоящее время в почти нулевом состоянии. Из
относительно недавнего прошлого можно упомянуть некоторое развитие автономной
солнечной энергетики на основе фотоэлектрических преобразователей
Источник: http://www.transgasindustry.com/