Нетрадиционные возобновляемые источники энергии

290 тыс. т. у.  т. в год.

    Выполнение  работы  по  второму   направлению   -   внедрению   малой

ветроэнергетики в Крыму -  возможно  на  основании  научно-технических  и

опытно-конструкторских  разработок, выполненных в КПИ  и ИЭД НАМ Украины. К

настоящему времени  разработана серия ветроустановок разных  мощностей  от

0,5 до 100 кВт и  разного назначения, которые   предназначены  для  решения

следующих целей  и задач по экономии ТЭР:

    - автономное  снабжение электроэнергией потребителей, не  связанных  с

централизованными электрическими сетями;

     - выработка  электроэнергии постоянного тока  напряжением 12-14 В;

     - отопление  и  горячее водоснабжение помещений,  теплиц и др;

    -     подъем воды и скважин из  колодцев;

    -     малое орошение и мелиорация;

    -     переработка сельскохозяйственной  продукции.

    Общая  выработка электроэнергии, за счет  строительства  ветроагрегатов

малой мощности может  составить к 2000 г. 3,96 млн. кВт/ч.,  за  период  с

2001 по 2005 гг. –6, 41 млн.  кВт/ ч и за период с  2006  по  2010  гг.  -

11,59 млн. кВт/ч.

    При   этом,  необходимые   капитальные   вложения   в   разработку   и

строительство ВЭУ  малой мощности составляет соответственно:  4,03;  4,86;

6,57 млн. грн., кроме  того стоимость  проектно-конструкторских   работ  за

этот период составляет - 1,4 млн. грн. 

    Основными  направлениями по внедрению ветроагрегатов  малой мощности  в

Крыму на ближайший  период являются: 

    -    проведение маркетинговых исследовании  и рекламы;

    -  государственное   экономическое  стимулирование  производителей   и

потребителей ветроэнергетического оборудования малой мощности;

    - оказание  государственной  финансовой  поддержки  предприятиям  для

организации серийного  производства ветроагрегатов на территории АРК;

    - проведение  разъяснительной работы среди  населения Крыма о принципах

энергетической    эффективности    и    экономической    целесообразности

строительства ветроустановок малой мощности.[3],[8]. 

                                   Солнце. 
 

    Солнечные   электростанции.  После  энергетического   кризиса  1973  г.

 правительствами  стран и частными компаниями  были приняты экстренные  меры

 по   поиску   новых   видов   энергетических   ресурсов   для   получения

 электроэнергии.  Таким  источником  в  первую  очередь  стала   солнечная

 энергия.  Были  разработаны  параболо-цилиндрические  концентраторы.  Эти

 устройства  концентрируют  солнечную   энергию  на  трубчатых  приемниках,

 расположенных  в фокусе концентраторов. Интересно,  что в  1973  г.  вскоре

 после начала  нефтяного эмбарго был сконструирован  плоский  концентратор,

 явившийся успехом  научной и инженерной  мысли.  Это  привело  к  созданию

 первых солнечных  электростанций (СЭС) башенного типа. Широкое  применение

 эффективных  материалов, электронных устройств   и  параболо-цилиндрических

 концентраторов  позволило построить СЭС с  уменьшенной стоимостью - системы

 модульного  типа. Началось внедрение этих  систем в Калифорнии  фирмой  Луз

(Израиль). Были  подписаны контракты с фирмой  Эдисон  на  строительство   в

 южной Калифорнии  серии СЭС. В качестве теплоносителя  использовалась вода,

 а полученный  пар подавался к турбинам. Первая  СЭС, построенная в 1984 г.,

 имела  КПД  14,5%,  а  себестоимость   производимой   электроэнергии   29

 центов/(кВт-ч). В 1994 г. фирма  Луз  реорганизована  в  компанию  Солел,

 базирующуюся  в Израиле, и продолжает успешно  работать над созданием  СЭС,

 ведет строительство  СЭС мощностью 200 МВт, а  также   разрабатывает  новые

 системы аккумулирования  энергии. В период между 1984 и 1990 г. фирмой Луз

 было построено   девять  СЭС  общей  мощностью  354  МВт.  Последние  СЭС,

 построенные  фирмой Луз, производят электроэнергию  по 13 центов/(кВт-ч)  с

 перспективой  снижения до  10  центов/(кБт-ч).  Д.  Миле  из  университета

 Сиднея улучшил  конструкцию солнечного концентратора,  использовав слежение

 за Солнцем  по двум осям и применив  вакуумированный теплоприемник,  получил

 КПД 25--30%. Стоимость  получаемой электроэнергии составит 6  центов/(кВт-

 ч).   Строительство   первой   экспериментальной   установки   с    таким

 концентратором  начато   в   1994   г.   а   Австралийском   национальном

 университете, мощность установки 2 МВт.  Считают,  что  подобная  система

 будет создана  в США после  2000  г.  и   она  позволит  снизить  стоимость

 получаемой  электроэнергии до 5,4  цента/(кВт-ч).  При  таких  показателях

 строительство  СЭС станет экономичным и конкурентоспособным  по сравнению с

 ТЭС.

   Другим  типом СЭС, получившим развитие, стали  установки  с  двигателем

Стирлинга,   размещаемым    в    фокусе    параболического    зеркального

концентратора. КПД  таких установок "может достигать  29%.  Предполагается

использовать  подобные  СЭС  небольшой  мощности   для   электроснабжения

автономных потребителей в отдаленных местностях.

   ОТЭС. В  перспективе можно использовать  для  получения  электроэнергии

разность температуры  слоев воды в океане, которая может  достигать  20°С.

Станции на этой основе (ОТЭС)  находятся  в  разработке.  Первый  вариант

подобной установки  мощностью 5 МВт проектируется в  Израиле.  Меньшие  по

мощности установки  действуют в Австралии, Калифорнии и ряде других стран.

Основная сложность  перспективы их использования - низкая экономичность  и

как следствие  отсутствие коммерческого интереса.

   Фотоэнергетика. Начиная  с  70-х  годов   правительства  индустриальных

стран израсходовали  биллион  долларов  на  разработки  фотоэлектрических

преобразователей.  За  последние  10  лет   стоимость   фотоэлектрических

преобразователей  снижалась и  в  1993  г.  достигла  3,5-4,75  дол/Вт,  а

стоимость  получаемой  энергии  25-40   центов/(кВт/ч).   Мировой   объем

производства с 6,5 МВт в 1980 г. увеличился до 29 МВт  в 1987 г. и в  1993

г. составил более 60 МВт (рис. 2). 

            [pic]

   Рис. 2. Производство  фотоэлектрических устройств в   мире  в  1970-1993

гг. 

    В Японии  ежегодно выпускается 100 млн. калькуляторов  общей  мощностью

4  МВт,   что   составляет   7%   мировой   торговли   фотоэлектрическими

преобразователями. Более  20  тыс.  домов  в  Мексике,  Индонезии,  Южной

Африке,  Шри-Ланке  и   в   других   развивающихся   странах   используют

фотоэлектрические системы, смонтированные на крышах домов, для  получения

электроэнергии  для бытовых целей.

    Наилучшим  примером использования таких  систем является  Доминиканская

республика,  где  2  тыс.  домов   имеют   фотоэлектрические   установки,

сконструированные в последние 9 лет. Стоимость  такой  установки  2  тыс.

дол.

    В Шри-Ланке  израсходовано 10 млн. дол на  электрификацию 60тыс.  домов

с помощью фотосистем.  Стоимость  установки  мощностью  50Вт,  включающая

фотопанель, источник света и аккумуляторную батарею, составляет 500 дол.

    В будущем  стоимость  ycтaновки  для   малых  систем  будет  снижаться,

например установки  с люминесцентными лампами. В  Кении в течение последних

лет 20 тыс. домов  электрифицировано с помощью  фотосистем по  сравнению  с

17  тыс.  домами,  где  за  это   же   время   введено   централизованное

электроснабжение. В Зимбабве за счет кредита в 7 млн. дол, выделенного  в

1992 г., будет электрифицировано  20 тыс. домов в течение 5  лет.  Мировым

банком выделен  кредит в 55 млн. дол. для электрификации 100 тыс. домов  в

Индии фотосистемами. В США стоимость 1 км распределительных  электросетей

составляет 13-33 тыс. дол.  Контракт  на  установку  мощностью  500  МВт,

включающую  электроснабжение  дома,  освещение,  радио,   телевидение   и

компьютер, составляет не  менее  15  тыс.  дол.  (включая  аккумуляторную

батарею). Уже имеется 50  тыс.  таких  установок  в  городах  и  ежегодно

строится около 8 тыс. установок. Среди  индустриальных  стран  кроме  США

также лидируют в  использовании фотосистем в домах  Испания и Швейцария.

    Если  даже ежегодно в мире будет  снабжаться фотосистемами 4 млн.  домов

(1% тех, что электрифицируются  ежегодно), то общая установленная  мощность

фотосистем  составит  всего  200  МВт,  что  в  4  раза  меньше  мирового

производства их в 1993 г. Если производство фотосистем достигнет  ежегодно

1% общей продажи  энергии в  мире,  то  их  производство  по  сравнению   с

современным уровнем  должно возрасти десятикратно,  а  увеличение  до  10%

этой продажи  приведет к стократному росту  производства фотосистем.

    Для  успешного внедрения фотосистем  их удельная стоимость должна  быть

снижена в 3-5 раз  прежде, чем появятся крупные энергосистемы.

    Половина    продажи    кремния    приходится    на     монокристаллы,

поликристаллическая модификация  также  имеет  большое  будущее.  Большое

будущее  будут  иметь  тонкопленочные  системы,  в  частности  на  основе

аморфного  кремния.  Некоторые  образцы  фотоэлектро-преобразователей  на

основе аморфного  кремния имеют КПД  10%,  удельную  стоимость  1  дол/Вт,

стоимость получаемой электроэнергии 10-12 центов/(кВт/ч) - это  ниже,  чем

была ее стоимость  в 1993 г. Имеется перспектива снижения стоимости к 2000

г. до 10 центов/(кВт /ч) и до 4 центов/(кВт /ч) к 2020 г.

    Итак, фотоэнергетика  может стать ведущим источником  энергии  мировой

большой индустрии. Это  подтверждают  сделанные  в  1994  г.  разработки,

считают эксперты. В результате  создания  новых  технологий  и  повышения

технического уровня продукции может быть преодолен  барьер  для  внедрения

фотоэлектрических систем, связанный с  высокой  их  стоимостью.  Так,  по

инициативе корпорации Енрон ведется разработка фотоэлектрической  станции

мощностью 100 МВт  для  строительства  в  Неваде,  на  которой  стоимость