Агенство острых новостей НОЖ Ведущее информационное агенство, мы публикуем самые важные и актуальные новости общественной, политической и экономической жизни Украины и мира
Связанные статьи
Одна из крупнейших солнечных электростанций в мире: 2650 гелиостатов (солнечных зеркал размером 120 квадратных метров каждое) в Андалузии, Испания
Как это работает
Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую и электрическую. Для получения тепла используются солнечные коллекторы. Принцип работы таких установок заключается в сборе тепла с помощью накопителя и передачи его теплоносителю. В качестве последнего выступает вода или воздух. Такие установки часто используются для отопления и горячего водоснабжения частных домов. Второй вариант – преобразование солнечной энергии в электричество при помощи солнечных батарей (панелей). Такие панели состоят из цепи фотоэлементов — полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электроток. Этот процесс называется фотоэлектрическим эффектом.
Альтернативная энергетика в Украине — проблемы и перспективы
Массовое производство солнечных батарей стало возможным после того, как был разработан фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распостраненным материалом для изготовления солнечных панелей. Понятно, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно для того, чтобы питать различные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя батарею-панель.
Помимо солнечной батареи в состав гелиосистем входят и другие устройства для того, чтобы накапливать и распределять электроэнергию. В частности, это:
аккумулятор (один или несколько); инвертор (преобразует постоянный ток в переменный); контроллер для управления зарядом-разрядом аккумулятора и подачи питания в сеть и др.
В индивидуальных домохозяйствах солнечные панели обычно располагаются на крышах и фасадах домов, реже на участке рядом с домом. При наличии перечисленного оборудования можно говорить о домашней солнечной электростанции (СЭС), которая функционирует следующим образом: получаемая через солнечные батареи электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем передается в нагрузку. При слабом солнечном свете аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда. Этот процесс контролируется специальным контроллером. При хорошей освещенности аккумуляторная батарея достаточно быстро заряжается. Постоянное напряжение от аккумуляторной батареи преобразуется в переменное при помощи инвертора и подается на бытовые электроприборы.
Передовики солнечного производства
В течение многих лет Германия была безоговорочным лидером в использовании СЭ для производства электроэнергии не только в Европе, но и в мире. За последние двадцать лет солнечная энергия в структуре электрогенерирующих мощностей из ВИЭ выросла с нуля до 45%.
В Германии развиваются как крупные наземные солнечные электростанции (СЭС), так и индивидуальные установки. Около 90% всех солнечных панелей в Германии расположенына крышах частных домов и имеют мощность до 10 кВт, говорится в отчете Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) о Германии за ноябрь 2015 года.
Развитие установок малой мощности в Германии происходило за счет господдержки в разных формах. Это и программа «1000 крыш» в 1991-95 годах, когда федеральное и земельные правительства компенсировали 70% затрат на оборудование и монтаж индивидуальных солнечных систем. Следующая программа — «100 тысяч крыш» — действовала в 1999-2003 годах. Она предполагала, что владельцу солнечной установки мощностью более 1 кВт компенсировалась часть процентов по кредиту. Благодаря этому, владельцы получали кредит под эффективную ставку на уровне 1,9% годовых. Результатом этих программ стал нынешний рынок солнечной энергетики в Германии.
Новый этап развития СЭ в стране начался с принятием в 2000 году закона «О возобновляемых источниках энергии» и введения «зеленого» тарифа на электроэнергию, произведенную из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Это привело к тому, что производство электрической энергии на основе ВИЭ в Германии приобрело массовый характер. За последние пятнадцать лет выработка электричества только солнечными установками выросла почти в 500 раз. В настоящее время в Германии установлено около 1,5 млн. крышных солнечных систем, большинство из которых принадлежат физическим лицам, говорится в прошлогоднем отчете IRENA о солнечной энергетике.
Максим Тимченко: «ДТЭК пытался себя оградить от политики с 2005 года»
Китай, который потеснил Германию в мировом рейтинге производителей СЭ согласно докладу IRENA за 2014 год, также использует различные формы государственной поддержки чистой энергетики. С 2009 года там действует программа субсидирования использования солнечной энергии для сельских потребителей. С 2012 года подобная программа заработала и для городских жителей. Одним из результатов подобной деятельности стало то, что две трети солнечных водонагревательных систем в мире к 2014 году функционировали в Китае, их количество приближается к 300 млн единиц.
Панели солнечных батарей вместо окон на здании в городе Тяньцзине, Китай, 30 ноября 2011 года.
В целом в мире политика господдержки ускорила рост СЭ, стимулировала технологические инновации и создала благоприятную почву для снижения затрат. Стоимость электричества с установок, введенных в эксплуатацию в прошлом году, в среднем составляет от шести до десяти американских центов (0,06-0,10 дол. США) за киловатт-час (кВт.ч) в Европе, Китае, Индии, Южной Африке и США. Для сравнения, стоимость электроэнергии в Украине для бытовых потребителей составляет 0,06 дол./ кВт.ч (март 2017 года).
Составляющие энергетической безопасности (доклад)
Снижение себестоимости производства СЭ касается и промышленности, и индивидуальных домохозяйств. В Австралии, Дании, Германии, Италии, Испании, США маломощные солнечные установки производят электричество дешевле, чем покупают его из энергосистем. В Китае и Индии установка небольших солнечных электросистем стоит около 1500 дол. США за кВт. Все это создает широкие перспективы для роста СЭ в развивающихся странах.
Будем перенимать опыт?
Для владельцев индивидуальных домохозяйств переход на солнечную энергию не только обеспечивает собственную энергонезависимость, но и дает возможность заработать на продаваже избытка сгенерированной электроэнергии в сеть по «зеленому» тарифу.
Однако для Украины такая возможность имеет пока потенциальный характер. По данным Госэнергоэффективности за 2016 год количество домохозяйств, в которых были установлены солнечные панели выросло почти в четыре раза и достигло 1109 единиц. Впечатляющая динамика, но не более того. Удельный вес таких домохозяйств в стране составляет менее 0,02% от общего их количества, а установленная мощность СЭС – 0,03% от всего энергопотенциала Украины.
Что же мешает развитию «домашней» солнечной энергетики в нашей стране? Попробуем разобраться и начнем с позитивных факторов.
Первая в Украине бытовая солнечная электростанция запущена в г. Кицьмань в 2015 г
Климатические условия
Среднегодовое количество суммарной энергии солнечного излучения, поступающего ежегодно на территорию Украины, находится в пределах 1000-1400 кВт.ч на м кв. Фотоэнергетическое оборудование может эксплуатироваться весь год, однако максимально эффективное его использование с апреля по октябрь. Данная солнечная активность сопоставима с условиями Германии, где крышных гелиоустановок насчитывается почти в 1400 раз больше, чем в Украине.
Возобновляемая энергетика: США и Китай бросают деньги на ветер?
«Зеленый» тариф
«Зеленый» тариф – это специальные финансовые условия, позволяющие частным домохозяйствам не только потреблять, но и продавать выработанное домашними СЭС электричество в электросеть общего пользования. Для владельцев частных домов главными плюсами данного тарифа является возможность сэкономить на электричестве от центральной энергосети, окупаемость приборов для энергосбережения и дополнительный доход за продажу избытков энергии. На ближайщие три года стоимость электричества по «зеленому» тарифу для домохозяйств в Украине составляет 18 евроцентов (5,2 грн по текущему курсу), что является одним из самых высоких показателей в Европе.
Стоимость установки «домашней» СЭС
Существует несколько вариантов подключения солнечных систем. Автономная СЭС необходима в том случае, если дом находится далеко от централизованной электросети и подключение невозможно или неоправдано дорого. Другой вариант подключения – резервный – используется тогда, когда имеется доступ к элетросети, но она работает нестабильно или имеет ограничения по мощности. При этом устанавливается инвертор, который способен переключаться с централизованной сети на аккумуляторы и обратно. Если работа сети стабильна, то можно отказаться от использования аккумуляторов. Но такая схема требует установки специального устройства, синхронизирующего фазы локальной и общей электросети.
Естественно, последний из перечисленных вариантов является наименее затратным при установке гелиоситем (тут — устройство для пробразования солнечной энергии в электрическую). Примерная смета затрат будет определяться объемом потребления электроэнергии в домохозяйстве. Это примерно 4000-5000 кВт в год для частного дома площадью 150-300 кв. м. Для обеспечения таких потребностей достаточно СЭС мощностью 3-3,5 кВт. Солнечные панели (общая их площадь – 20-25 м2), инвертор, кабель и т.д. вместе с монтажными работами будут стоить примерно 3500 евро. Данная гелиосистема подключается в параллельном режиме к централизованной электросети и работает при благоприятных солнечных условиях. Ночью и в непогоду прийдется использовать электросеть.
А теперь простые арифметические расчеты:
Стоимость элетричества из сети в год:
1 мес. — 400 кВт х 1,68 грн – 672 грн. 12 мес. х 672 грн — 8064 грн.
Полной замены сетевого электричества данная СЭС не дает. Следовательно, экономия может быть уменьшена на 15-20% (в зависимости от региона). Т.о. срок окупаемости такой установки может составлять 12-14 лет.
Для подключения к «зеленому» тарифу мощность «домашней» СЭС может составлять 10 кВт (максимальная — 30 кВт). Набор качественного обуродования для такой солнечной установки может стоить примерно 11 тыс. евро. В средней полосе Украины подобная СЭС может вырабатывть 11000 кВт электроэнергии ежегодно.
Допустим, собственное энергопотреление за счет повышения энергоэффективности уменьшилось до 4000 кВт в год. Следовательно, доходы от продажи электроэнергии по «зеленому» тарифу могут составить ежегодно 1071 евро (разницу между 11000 кВт общего производства и 4000 кВт собственного потребления умножить на 0,18 евро «зеленого» тарифа на ближайшие три года, учесть 15% налога с физлиц).
Если приплюсовать к этому экономию по оплате электричества для собственных нужд, то получиться доход около 1300 евро в год. Следовательно, окупится наша СЭС через восемь лет, если не учитывать изменение «зеленого» тарифа в будущем.
Можно минимизировать затраты при помощи самодельных устройств. Что и делают многие энтузиасты гелиоэнергетики в Украине. Но лучше доверить создание СЭС профессионалам.
Подключение к «зеленому» тарифу требует подготовки пакета документов и трехнеделный (по закону) срок подключения. По факту подключение растягивается на месяц – полтора. Естественно, есть «посредники», которые за 5-10 тысяч гривен ускорят процесс.
Выходит, инвестиции в крышную солнечную энергетику в Украине пока что малорентабельны. Причины, с одной стороны, заключаются в высокой стоимости оборудования (для Украины), с другой – в относительной дешевизне сетевого электричества.
Однако главным фактором тормозящим развитие «домашних» СЭС в стране заключается, по мнению автора статьи в отсутствии целенаправленной системной политики и деятельности со стороны государства в этом направлении. «Зеленый» тариф больше стимулирует рост промышленных СЭС, а не «домашних». Не существует доступных программ субсидирования или льготного кредитования частных домохозяйств для установки крышных солнечных систем. Правда, одними из первых, местные власти на Львовщине планируют, что в течение 2017-20 годов из областного бюджета населению будет предоставляться возмещение от 5% до 20% годовых по кредитам на приобретение частных солнечных электростанций. Кто следующий?
Во Львовской области, по информации облэнерго, на 2017 год подключены и работают по «зеленому» тарифу 73 бытовых потребителя электроэнергии. Учитывая активность украинцев в сфере крышной солнечной энергетики в прошлом году, чиновникам пора начать действовать.
