Экологически безопасные энергетические технологии, страница 3

В пятидесятых годах прошлого столентия в СССР ветроэнергоустановки выпускали 44 завода. Максимальный уровень производства был достигнут в 1955 году – 9142 шт. В России установленная мощность ВЭС , подключенным к электросетям , составляет всего 11 МВт, в т.ч. ВЭС «Заполярная» (г. Воркута) - 2,0 МВт, 4 ВЭС в Башкирии по 550 кВт, ВЭС мощностью 5, 1 МВт в Калининградской области. В России мощность ВЭУ к 2015 голду планируется довести всего  до 0,5 ГВт, тогда как современный уровень их использования в мире сосовляет 30 ГВт, в т.ч. в Германии -10 ГВт , 7, США -4,3 ГВт Испании -3, 3ГВт  , Дании -2, 5 ГВт.

Солнечная энергия.

Солнечная энергия обладает целым рядом достоинств:

- бесконечна во времени;

- технология ее использования обладает экологической чистотой;

- солнечная энергия –это часть биосферы и ее использование не вызовет нарушений теплового баланса Земли;

- доступность использования в любой точке Земли.

Мощность достигающего Земли солнечного излучения на экваторе составляет 2200 кВт*ч /м²*год. По оценкам экспертов , без ущерба для экологии можно использовать 1, 5 % всей падающей на Землю солнечной энергии. Технически возможно использовать с учетом современного уровня преобразования солнечной энергии в электроэнергию 3,7 *109.  Эта величина соизмерима с  суммарной мощностью всех современных энергоустановок , равной 7*107 кВт.

                 Рис. Распределение солнечной энергии по территории России.

Существуют два основных способа использования солнечной энергии: нагрев воды для нужд теплоснабжения  с помощью солнечных коллекторов и получение электроэнергии.

Всего в мире установлено 55 млн. м² солнечных коллекторов, в т.ч. Китае -25 млн. м², Японии -7 млн. м², США и Канаде -5, 5 млн. м², Греции - 3 млн. м² и России всего – 3, 5 млн. м². Солнечные коллектора часто объединяют с тепловыми насосами, которые обеспечивают круглосуточную работу систем теплоснабжения.

                             Рис. Солнечный коллектор.

                      Два основных вида  получения электроэнергии:

1. Солнечные электрические станции, используют солнечную энергию для нагрева теплоносителя  до высоких температур, который  затем поступает в парогенератор для выработки водяного пара, поступающего на турбину генератора. Израильская фирма LUZ получила заказ от США на поставку 19 солнечных электростанций общей мощностью 560 МВт общей стоимостью $ 1, 0 млрд.

Основные характеристики станции мощностью 80 МВт: площадь - 464 тыс. м², стоимость $205 млн. Основной вклад в выработку электроэнергии дает солнечное излучение -67%, остальное восполняется за счет органического топлива.  Стоимость электроэнергии составляет 7,9 центов /кВт*ч. В СССР в 1986 году была запущена в опытную эксплуатации в Крыму солнечная электростанция мощностью 6 МВт с КПД , равным 14, 8%.При этом площадь зернальной поверхности составляла 40 тыс. м², а площадь всей промплощадки - 23, 9 га.

Огромные территории земли, отводимые  для сбора энергии солнца и завиисимость от времени суток и погодных условий  являются принципиальными  недостатками  солнечных электростанций.

2. Солнечные фотоэлектрические станции обеспечивают прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. В настоящее время  в мире бум в этой области. Стоимость солнечного кремния, используемого для изготовления фотоэлектрических преобразователей выросла в 20 раз на последние два года. Наблюдается ~17 % дефицит солнечного кремния в мире.