Сонячна енергетика у світі

 

 

Найбільш широке застосування сонячна енергетика знайшла у системах теплопостачання. Вони слугують для гарячого водопостачання, опалення та інших потреб, що дозволяє значно зменшити використання традиційних паливних ресурсів.

Сучасною тенденцією є швидке розширення сфер використання сонячної електроенергетики як для централізованого вироблення електроенергії на сонячних електростанціях, так і в індивідуальних системах електропостачання громадських і власних будівель.

У країнах, де має місце високий рівень розвитку сонячної енергетики, існують відповідні державні програми, які забезпечують сприятливі умови, в тому числі економічні, для її використання і розвитку.

У Німеччині, яка лідирує в ЄС за сумарною потужністю сонячних установок, використання системи сонячного теплопостачання, наприклад для опалення, супроводжується підсиленням теплозахисту будівель, утилізацією теплових викидів і в цілому зниженням енерговитрат. Так, застосування сонячно-теплопомпової системи теплопостачання індивідуальних житлових домів з вакуумними сонячними колекторами забезпечує до 70% енергоспоживання.

Загальна площа сонячних колекторів в 2008 р. склала, наприклад, в Ізраїлі – 3, 5 млн. м2 (більше 80% води нагрівається сонячною енергією), в США – більше 10 млн. м2, в Японії – 8 млн. м2. Більше половини сонячних колекторів у світі – в Китаї. Основними споживачами сонячної енергії є також Швеція, Данія, Німеччина, Іспанія, Індія та інші країни.

У теперішній час біля 7 млн. будинків у світі обладнано сонячними батареями. Сонячна енергія широко використовується для виробництва електроенергії, яка передається в енергосистему, а також для децентралізованого електропостачання окремих населених пунктів, фермерських господарств, островів, морських і космічних станцій.

У 2004 р. в світі встановлена потужність сонячних теплових електростанцій склала 0, 4 млн. кВт, а сонячних колекторів для теплопостачання – 77 млн. кВт (теплових).

У 2007 р. в США введена в експлуатацію сонячна електростанція потужністю 64 МВт, в Іспанії – потужністю 11 МВт з геліостатичним полем з 624 дзеркал площею 120 м2 кожне і баштою висотою 115 м. У США планується будівництво сонячної електростанції потужністю 280 МВт, а в Австралії будується така електростанція потужністю 250 МВт.

 

 

Революційний план Каліфорнії (США) – отримати 33% всієї енергії від сонця та вітру, вже через 5 років. Штат продовжує швидкими темпами нарощувати потужності альтернативної електроенергетики, намагаючись забезпечити третину від загального споживання за рахунок енергії сонця, вітру та гейзерів, вже до 2020 року. І ось введена в експлуатацію найбільша в світі сонячна геотермальна електростанція. Сьогодні це вже не експерементальна, а звична працююча технологія. В світі вже функціонує близько 100 таких станцій (всі за останні 5 років) і в процесі будівництва ще 50 об’єктів. Дана установка буде виробляти електроенергію для 140 000 будинків, при цьому робитиме це навіть після заходу сонця. Як? Знайомтесь – Ivanpah Solar Electric Generating System / Каліфорнія/ США. Станція Ivanpah Solar розташована в пустелі Мохаве / Mojave /, в трьох годинах поїздки на схід від Лос-Анжелеса. Її будівництво велось близько 3-х років та коштувало 2 млрд. 200млн. доларів. Станція виробляє абсолютно чисту енергію, без необхідності спалювання будь якого викопного палива. Сонячна енергія використовується станцією навіть після заходу сонця. Секрет безперебійної роботи геліоустановки в трьох башнях, що оточені тисячами дзеркал.

 

Рис. 1 Сонячна електростанція у Каліфорнії (США)

 

Станція не використовує вже звичні сонячні панелі (фотоелектричні модулі). Замість них застосовуються цілком звичайні дзеркала, які ми використовуємо в наших оселях.

Кожен дзеркальний модуль – це система з двох великих дзеркал, розміром як гаражні ворота. Такий модуль називається – геліостат. Станція складається з 173 000 таких геліостатів.

Всі ці дзеркала-геліостати спрямовують сонячні промені на вершини трьох надвисоких веж, які знаходяться в центрі. Кожен геліостат рухомий та за допомогою комп’ютера всі 170 000 дзеркал обертаються за сонцем. Таким чином сонячні промені попадають до веж на протязі всього світлового дня.

Висота кожної вежі 148 метрів. На вершині встановлених веж знаходяться котли з рідиною, яка внаслідок нагріву сонячними променями, які направляються дзеркалами, перетворюється в пару. Температура в котлах може підніматись до 700 грд. С.

Загальна потужність Ivanpah Solar – 392 МВт. Вся ця потужність пари передається вниз вежі – на турбіни, які виробляють електроенергію.

Великою перевагою геліотермальних електростанцій перед звичайними сонячними панелями являється можливість акумулювати надлишки енергії, а значить працювати і після заходу сонця. Перегріта рідина накопичується в спеціальних об’ємних сховищах і вночі використовується для роботи турбін та виробництва електроенергії. Сховища можуть забезпечити роботу турбін до 15 годин на повній потужності. Таким чином геліотермальні станції виробляють електроенергію 24 години на добу, 7 днів на тиждень. Надзвичайно важливо, що такий інноваційний енергозберігаючий проект було здійснено з великою відповідальністю до оточуючого середовища. Оскільки будівництво станції ставило під загрозу рідкісні види черепах, що живуть в пустелі, компанією-власником була втілена спеціальна програма по захисту тварин. Була додатково придбана велика ділянка в стороні від станції, куди переселили 200 рідкісних черепах. Програма обійшлась компанії в 22млн. доларів, які були витрачені на купівлю землі, залучення біологів та