Инновации в топливно-энергетическом комплексе
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
аики достиг 5,6 ГВт, а общая установленная мощность солнечных энергосистем составила 15 ГВт, по сравнению с 9 ГВт в 2007 г. (рис. 2.4).
Рис. 2.4 Установленная мощность стран-лидеров рынка фотовольтаики в 2008 г., МВт
Большинство компаний производителей солнечных модулей расположены в Азии. Тем не менее, Германия лидирует как в установке, так и в производстве установок солнечных электроэнергетических систем. В 2008 г. общий объем производства составил 1207 МВт солнечных модулей. Для сравнения: общий объем рынка в 2008 г. составил 1512 МВт.
В силу протяженности территории России уровни солнечной радиации в различных регионах существенно варьируются. Так, солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт*ч/м2 в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт*ч/м2 в год. Ее значения также демонстрируют большие сезонные колебания. Например, значения для широты г. Москвы представлены в таблице 2.2.
Табл. 2.2 Количество электроэнергии, вырабатываемой солнечной электростанцией мощностью 10 кВт за 1 год (широта г. Москва)
Солнечная инсоляцияМесяцкВтч в суткиКол-во днейкВтч в месяц71,2Январь24,131747,697,1Февраль36,4281 019,6147,3Март49,9311 546,7151,4Апрель53,0301 589,7153,7Май52,1311 613,9157,8Июнь55,2301 656,9157,5Июль53,3311 653,8148,2Август50,2311 556,1133,2Сентябрь46,6301 398,6120,1Октябрь40,7311 261,182,5Ноябрь28,930866,370,8Декабрь24,031743,415 653,4Год
Данные официальной статистики, представленные Институтом энергетической стратегии:
совокупный потенциал солнечной энергии составляет 2 300 000 млн. тонн условного топлива (т.у.т.)
технический потенциал - 2 300 млн. т.у.т. (это в 2 раза превышает суммарное энергопотребление по стране)
экономический потенциал - 12,5 млн. т.у.т.
Потенциал российского рынка значителен:
1.Сейчас более 10 млн. граждан России живут без центрального электроснабжения. Для электроснабжения 1 млн. граждан реально использовать солнечную энергию (на каждого гражданина примерно 2 кВтч/сутки), для этого необходимо установить более 500 МВт пиковой мощности фото энергосистем;
2.Вторым огромным российским потенциальным потребителем является сельское хозяйство, которое самостоятельно способно потреблять сотни мегаватт пиковой энергии солнечных батарей в год.
.Автономные солнечные энергосистемы могут быть успешно использованы в городах и районах с центральным электроснабжением. В развитых странах активно используется солнечная энергетика для освещения рекламных щитов, уличного и домашнего освещения.
.Некоторые области фотовольтаики в частном секторе стали традиционными - автономные зарядные устройства для мобильных телефонов, ноутбуков, калькуляторов.
При всех своих достоинствах у солнечной энергетики есть существенные недостатки:
солнечной энергетике необходимы значительные площади для функционирования (для электростанции мощностью 1 ГВт необходимо несколько десятков квадратных километров);
поток солнечной радиации сильно зависит от широты и от климата района земли, что затрудняет повсеместное использование солнечной энергетики;
солнечная электростанция не работает ночью, недостаточно эффективно работает в утренние и вечерние часы; для преодоления этих проблем необходимы либо эффективные электрические аккумуляторы (на сегодняшний день это не разрешенная проблема), либо строить гидроаккумулирующие станции, которые требуют также значительных площадей;
дороговизна фотоэлементов, несмотря на то, что в период с 1990-2005 года цены на фотоэлементы снижались на 4-5% в год;
КПД большинства гелиоэлектростанций составляет менее 20%;
обслуживание гелиоэлектростанций требует значительных средств, так как фотоэлементы необходимо очищать от пыли;
влияние солнечных электростанций на экологию еще недостаточно изучено.
2.3 Биоэнергетика и другие виды
Биоэнергетика - отрасль электроэнергетики, основанная на использовании биотоплива. Различают следующие виды биотоплива:
жидкое;
твердое;
газообразное;
биотопливо из водорослей.
Биотопливо производится, в отличие от нефти и газа, из возобновляемого биологического топлива - биомассы. Биомассой может быть как отходы от других производств, так и переработанные сельскохозяйственные культуры. Современная биоэнергетика основана на высокоэффективных технологиях преобразования биомассы в удобные для использования виды энергии. Годовое потребление биомассы в мире эквивалентно потреблению 1 млрд. тонн нефти и сравнимо с уровнем потребления природного газа.
Темпы роста производства различного вида биотоплива составляет в мире около 40% в год.
Биотопливо в мире широко используется как добавка к традиционному топливу. Наиболее развит рынок биоэтанола. Основными центрами производства и потребления являются Бразилия и США (рис. 2.5).
Рис. 2.5 Доля производства биоэтанола по странам в 2008 г., %
ЕС продолжает наращивать производство биотоплива, но значительно более медленными темпами, так как столкнулся с проблемой узости сырьевой базы и, в рамках программы стимулирования возобновляемых источников энергии, сконцентрировался на ветряной и солнечной энергетике.
Перспективы использования биотоплива неоднозначны. С одной стороны идет рост производства и потребления биотоплива, государство стимулирует переход к зеленому топливу. С другой стороны из-за угрозы продовольственного кризиса, который по оценкам ОЭСР-ФАО может произойти в 2013-2017 годах, снижает привлекательно