Орос дахь нарны эрчим хүч: технологи ба хэтийн төлөв. Орос дахь том нарны цахилгаан станцууд

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Олон жилийн турш хүн төрөлхтөн сэргээгдэх өөр эх үүсвэрээс хямд эрчим хүч авах талаар санаа зовж ирсэн. Агаарын массын хувирал, далайн давалгааны түрлэг, газрын гүний дулааны ус - энэ бүхэн нь чулуужсан түлшний эсрэг нэмэлт шавхагдашгүй боломж гэж үздэг.

Хамгийн ирээдүйтэй сэргээгдэх эх үүсвэр бол нарны эрчим хүч юм. Эцсийн эцэст энэ нь асар их нөөцтэй, гэрэл, дулааныг зөөвөрлөж, манай гаригийн бүх чухал системийг хөдөлгөдөг. Тийм ч учраас хүн өөрөө өөртөө асар том хэтийн төлөвийг урьдчилан харж байсан. Энэ чиглэлд хэд хэдэн дутагдалтай байсан ч Орос улсад нарны эрчим хүч эрчимжиж байна.

Гэрлээс цахилгаан яаж үүсдэг вэ

Нарны гэрлийг цахилгаан энерги болгон хувиргах үйлдлийг фотоэлектрик эффект гэнэ. Энэ нь хагас дамжуулагчийн гадаргуу дээр хүчтэй гэрэл унах үед тохиолддог бөгөөд энэ тохиолдолд цахиур.урсгал. Үүний нөлөөгөөр электронууд салдаг бөгөөд тэдгээр нь цахилгаан гэж нэрлэгддэг цэнэглэгдсэн бөөмсийн урсгал юм.

Нар байнга асар их хэмжээний цацрагийн энерги үүсгэдэг. Түүний гадаргуугийн метр квадрат тутамд 63 МВт-ыг сансарт ялгаруулдаг. Мэдээжийн хэрэг, энэ бүх энерги нь цахилгаан үүсгэхэд шаардлагатай харагдах спектртэй байдаггүй.

Нар, Дэлхий хоёрын хоорондох зайг туулсаны дараа гэрлийн урсгал эрчимээ алдаж, манай гаригийн гадаргуугийн нэг квадрат метр талбай ердөө 0.9 кВт зарцуулдаг. Гэхдээ энэ нь бүх алдагдал биш юм. Хамгийн сайн фотоволтайк эсүүд нь гэрлийн гаралтын 18%-ийг хувиргах чадвартай.

Тиймээс хамгийн сайн нөхцөлд PV эсүүд нэг квадрат метр талбайд 160 ватт үйлдвэрлэх болно.

Нарны эрчим хүчний зах зээлийг хэн тэргүүлдэг вэ

Өнөөдөр нарны эрчим хүчийг боловсруулахдаа маргаангүй тэргүүлэгч нь Хятад юм. Түүний эзлэх хувь нь дэлхийн хамтын нийгэмлэгийн ийм аргаар хүлээн авсан нийт цахилгаан эрчим хүчний 60% юм. Хоёрдугаар байранд АНУ орж байна. Тэд 10.4% -ийг бүрдүүлдэг. Энэтхэг улс нэр хүндтэй гуравдугаар байрыг эзэлдэг. Түүний эзлэх хувь 7.8% байна. Япон, Герман, Бразил улсууд буурах дарааллаар дагаж байна. Орос улсад нарны эрчим хүчний хөгжил нь түүнийг тэргүүлэгчдийн нэг болгох боломжийг хараахан болгоогүй байна. Гэхдээ энэ нь сэрүүн уур амьсгал нь хамгийн хүчирхэг эх үүсвэрийн нөөцийг зохистой ашиглах боломжийг олгодоггүй гэсэн үг үү?

Орост хангалттай нартай юу

Орос улс асар их нөөц бололцоотой гэж Эрчим хүчний стратегийн хүрээлэн мэдэгдэвнарны эрчим хүч, энэ нь 2,300 тэрбум тонн ердийн түлштэй тэнцэх хэмжээний. Эдийн засгийн нөөц нь хамаагүй бага - 12.5 сая тонн жишиг түлш. Гэхдээ 3 хоногийн дотор нарнаас авах эрчим хүчний хэмжээ нь уламжлалт аргаар нэг жилд үйлдвэрлэсэн бүх цахилгаанаас их байх тул энэ нь хангалттай юм.

Нарны цацрагийн хэмжээ Оросын газарзүйн байршлаас шалтгаалан маш их хэлбэлздэг. Халуун бүс нутагт 1400 кВт.цаг/м2, хүйтэн бүсэд 810 кВт.цаг/м2 байна. Энэ нь мөн жилийн цаг хугацаанаас хамаарна. Энэ нь зуны саруудад өндөр, өвлийн улиралд эсрэгээрээ байдаг.

Нарны эрчим хүчний хэтийн төлөв зарим бүс нутагт маш өндөр байна.

Үүнд:

• Алс Дорнодын дүүрэг;
• баруун болон өмнөд Сибирь;
• Хар ба Каспийн тэнгисийг тойрсон бүсүүд.

Эрчим хүчний нэгдсэн системийн операторын мэдээлснээр ОХУ-д нарны эрчим хүчээр үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний эзлэх хувь нийт цахилгааны 0.03% байна.

Өнөөдөр Орос улсад нийт 72.5 МВт хүчин чадалтай 10 гаруй нарны цахилгаан станц ажиллаж байна.

Оросын нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх

Одоо Крымын хойгийн нутаг дэвсгэрт цахилгаан станц барих төслүүдийг идэвхтэй хэлэлцэж байна. Эрчим хүчнээс хараат бус болгохын тулд 2.5 тэрбум кВт-ыг нэмж гаргах шаардлагатай. Энэ хэрэгцээг нар, салхины эрчим хүчний тусламжтайгаар хэсэгчлэн нөхөхөөр төлөвлөж байгаа бөгөөд энэ нь нэмэлт юм196 сая кВт өг. нийтийн сүлжээнд.

Оросын бусад бүс нутагт, тухайлбал Нариманов хотод жилд 25 сая кВт.цаг хүчин чадалтай нарны цахилгаан станц барихаар төлөвлөж байна. Алс Дорнод ч хоцрохгүй. Эрчим хүчний хэрэгцээг хангах үүднээс Бүгд Найрамдах Саха улсад 40 МВт-ын хүчин чадалтай нарны цахилгаан станц барихаар төлөвлөж байна.

2018 оноос хойш дахин 5 төсөл хэрэгжинэ. Тиймээс Орост нарны эрчим хүчний томоохон станц барих нь холгүй байна.

Хувийн байшингийн бие даасан цахилгаан хангамж

Герман зэрэг барууны орнууд хувийн байшинг нарны зайнаас цахилгаан эрчим хүчээр хангах зорилгоор хувиргах ажлыг дэмждэг. Түүгээр ч барахгүй, хэрэв нөөцийн илүүдэл үүссэн бол тэдгээрийг хүн амаас худалдаж авдаг. Ингээд өдрийн цагаар цахилгааны компанид зардаг, шөнө наргүй үед цахилгаанаа эргүүлэн авдаг. Орос улсад ийм систем ажиллахгүй байна. Гэсэн хэдий ч нарны хавтан шаардлагатай хэмжээнээс илүү эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бол үүнийг батерейнд хадгалах боломжтой.

Нарны хавтангийн тоог хэрхэн тооцдог вэ

Байшинг хангах нарны зайг тооцоолохын тулд тухайн сард хэдэн кВт зарцуулсан бэ гэдгийг мэдэх шаардлагатай. Дараа нь үүссэн тоог 30-д хуваана. Энэ нь өдөрт шаардагдах цахилгаан эрчим хүчний дундаж утга болно. Батерейг цэнэглэх нөөцтэй байхын тулд та 1, 6 гэсэн нэмэлт хүчин зүйлийг авах шаардлагатай. Үүний дараа та нарны зайг сонгож эхлэх боломжтой.

Автономит цахилгаан хангамжийн системийг ажиллуулахын тулд нарны хавтангаас гадна дор хаяж инвертертэй байх ёстой бөгөөд үүнгүйгээр гэрийн сүлжээнд хүчдэл ердөө 12 эсвэл 24 вольт байх болно.

Нарны хавтан

Нарны гэрлийн энергийг хувиргах үзэгдэл 19-р зуунд нээгдсэн. Селенийг цахилгаан үүсгэдэг хагас дамжуулагч болгон ашигладаг байсан. Энэ нь ойролцоогоор 1% -ийн үр ашигтай байсан. Энэ хугацаанд технологийн дэвшил гарч, хувийн орон сууцанд зориулсан орчин үеийн нарны хавтангууд 35% хүртэл үр ашигтай ажиллаж байна. Загварын дагуу тэдгээрийг 3 төрөлд хуваадаг:

1. Монокристалл. Эдгээр хавтангийн фотоэлелүүд нь нэг талстаар хийгдсэн байдаг. Тэд хамгийн өндөр үнэ, үр ашигтай байдаг. Эдгээр төхөөрөмжийг гүн цэнхэр өнгөөр нь таних боломжтой.



2. Поликристалл. Эдгээр батерейнууд нь хэд хэдэн цахиур хавтанцараар хийгдсэн бөгөөд энэ нь гэрлийг цахилгаан болгон хувиргахад илүү муу нөлөө үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хямд өртөг нь тэдний өргөн тархалтад нөлөөлсөн. Ихэнхдээ ийм төрлийн хувийн байшинд зориулсан нарны хавтанг суурилуулдаг.
3. Нимгэн хальс. Эдгээр батерейнууд нь уян хатан субстрат дээр хуримтлагдсан хагас дамжуулагч нунтаг юм. Тиймээс тэдгээрийг ямар ч гадаргуу дээр суурилуулж болно. Сул тал нь үр ашиг багатай.

Нарны батерейны өртөг нь үйлдвэрлэлд ямар зарчмыг баримталснаас хамаарна.

Инвертер

Нарны зай нь 0.6 вольтын хүчдэл үүсгэдэг олон фотоволтайк модулиудаас бүрддэг. Батерейг гаргах хамгийн бага үзүүлэлт нь 14 байнавольт тул энерги хувиргах элементүүд хоорондоо цуваа холбогдсон байдаг. Энэ хүчдэл нь илүүдэл цахилгааныг чиглүүлдэг батерейг цэнэглэхэд хангалттай байх ёстой. Гэхдээ гэрийн сүлжээнд хүчдэл 220 вольт байгаа тул гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийг хэрхэн ашиглах боломжтой болгох вэ?

Эдгээр зорилгоор инвертер ашигладаг. Түүний даалгавар бол 12 вольтыг 220 болгон хувиргах явдал юм. Үүнээс гадна сүлжээ нь ээлжит гүйдлийг ашигладаг бол нарны хавтан нь шууд гүйдэл үүсгэдэг. Энэ нь гэрийн сүлжээнд тохирох шинж чанарыг өгөхийн тулд цахилгаан энергийг хувиргадаг инвертер юм.

Хянагч

Удирдагч нь бие даасан цахилгаан хангамжийн системийн гол түгээх төхөөрөмж юм. Үүнд инвертер, батерей, хотын сүлжээний цахилгаан кабель холбогдсон. Яагаад үүнийг хийж байна вэ?

Өдрийн цагаар нарны хавтан илүүдэл цахилгаан үйлдвэрлэх үед хянагч илүүдлийг зайгаа цэнэглэхэд чиглүүлдэг. Дараа нь орой, шөнийн цагаар нарны эрчим хүч байхгүй үед энэ төхөөрөмж нь батерейнаас цахилгаан эрчим хүчийг байшингийн сүлжээнд холбогдсон инвертер рүү илгээдэг. Гэвч "усан сан" гэж нэрлэгддэг гүйдэл нь аливаа ажлыг гүйцэтгэхэд хангалтгүй болох үе байдаг. Дараа нь хянагч нь хотын сүлжээнээс шаардлагатай цахилгааныг авахаар шийддэг. Тиймээс тэрээр үр дүнтэй менежмент хийдэг.

Батерей

Нарны эрчим хүчний гол асуудал бол хэрэгцээзайны хэрэглээ. Цахилгаан станцын эдгээр элементүүд нь системийн өртөгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Хямдхан машины сонголтууд нь хурдан бүтэлгүйтдэг тул энд тохиромжгүй байдаг. Зөөлөн горимд ч гэсэн тэд гурван жилээс илүү хугацаанд ажилладаггүй. Эрчимтэй ажил нь тэдний үйлчилгээний хугацааг нэг жил хүртэл богиносгодог. Хэрэв эрчим хүч хадгалах хэрэгцээ байгаа бол бусад сонголтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй:

1. Литиум төмрийн фосфатын батерей (lifepo 4). Энэ нь 98% хүртэл үр ашигтай байдаг тул энэ нь хамгийн сайн сонголт юм. Энэ нь тэр бараг л авдаг шигээ энерги гаргадаг гэсэн үг. Үйлдвэрлэгчид 15 орчим жилийн ашиглалтын хугацаа, 80% цэнэггүй бол 3000 цэнэглэх цикл, 50% цэнэггүй бол 5000 циклийг амлаж байна. 240 А/ц хүчин чадалтай ийм батерейны үнэ 50 мянга гаруй рубль байна.
2. Таталтын хар тугалганы хүчлийн батерей. Ийм батерейг цахилгаан машин, цахилгаан өргөгч дээр суурилуулсан. Тэд гүн ялгадасыг тэсвэрлэх чадвартай. Үйлчилгээний хугацаа 10-12 жил байна. Ийм батерейны үнэ 30 мянган рубльээс эхэлдэг.
3. Никель-кадми батерей. Энэ бол хамгийн үнэтэй сортуудын нэг юм. 250 А / цаг хүчин чадалтай батерейны үнэ 70 мянган рубльээс эхэлдэг. Эдгээр батерейнууд нь сайн, учир нь үйлдвэрлэгчийн зөвлөмжийг дагаж мөрдвөл тэд удаан хугацаанд үйлчилдэг. Нэмж хэлэхэд, хүчин чадал нь цаг хугацааны явцад буурах үед үүнийг сургалтын цэнэгийн цэнэгийн мөчлөгөөр сэргээж болно.

Батерей нь нарны эрчим хүчний хэрэглээний материал юм. Орос улсад тохиромжтой батерейны үнэ үндэслэлгүй өндөр хэвээр байгаа бөгөөд байгалийн нөөцийг ашиглах ашгийг эрс бууруулдаг. Та ийм төхөөрөмжийг зөвхөн итгэмжлэгдсэн үйлдвэрлэгчдээс худалдаж авах хэрэгтэй.

Хувийн орон сууцанд ажиллаж байсан туршлагатай

Нарны зай хэдэн төгрөгийн үнэтэй вэ, ашиглах нь эдийн засгийн үр өгөөжтэй юу?

Төрөл бүрийн эх сурвалжийн мэдээлснээр нарнаас цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд зориулж үйлдвэрлэгчдийн санал болгож буй тоног төхөөрөмжийн үнэ 40-300 мянган рубль байна. дунд хэмжээний байшингийн хувьд. Энэ мужид бэлэн иж бүрдэл болон бие даасан зүйлсийн үнэ багтсан болно.

Тоног төхөөрөмж нь 20 ба түүнээс дээш жил ашиглах зориулалттай. Батерей бол онцгой тохиолдол юм.

Хэрэв бид цахилгаан эрчим хүчний төлбөрийн зардлыг аваад халаалтын үнийг нэмбэл жилд дор хаяж 50 мянган рубль болно. Энэ нь Оросын төв хэсэгт зориулагдсан. Тиймээс 300 мянган рублийн үнэтэй иж бүрдэл нь 3-аас 5 кВт-ыг хамгийн дээд хэмжээндээ хүргэх чадвартай бөгөөд хэдхэн жилийн дотор зардлаа нөхдөг.

Хэрэв бид ийм бүтээгдэхүүний үнийн бууралтад дүн шинжилгээ хийх юм бол нарны зайн хавтанг ашиглах нь үндэслэлтэй болно.