Нетрадиционные источники в Крыму

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

вырабатываемой электроэнергии составит 5,5 цента/(кВт/ч).[1]

Солнечная энергия является наиболее мощным и доступным из всех видов

нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в Крыму. Солнечное

излучение не только неисчерпаемый, но и абсолютно чистый источник

энергии, обладающий огромным энергетическим потенциалом.

В реальных условиях облачности, годовой приход суммарной солнечной

радиации на территории Крымского региона находится на уровне 1200-1400

кВт ч/м2.

При этом, доля прямой солнечной радиации составляет: с ноября по

февраль 20-40 %. с марта по октябрь - 40-65%, на Южном берегу Крыма в

летние месяцы - до 65-70%.

В Крыму наблюдается также наибольшее число часов солнечного сияния в

течение года (2300-2400 часов в год), что создает энергетически

благоприятную и экономически выгодную ситуацию для широкого практического

использования солнечной энергии.

В то же время, источник имеет довольно низкую плотность (для Крыма до

5 ГДж на 1 м2 горизонтальной поверхности) и подвержен значительным

колебаниям в | течение суток и года в зависимости от погодных условий,

что требует принятия дополнительных технических условий по

аккумулированию энергии.

Основными технологическими решениями по использованию энергии

являются: превращение солнечной энергии в электрическую и получение

тепловой энергии для целей теплоснабжения зданий.

Прямое использование солнечной энергии в условиях Крыма, для выработки в

настоящее время электроэнергии, требует больших капитальных вложений и

дополнительных научно-технических проработок.[8]

В 1986 г. вблизи г. Щелкино построена первая в мире солнечная

электростанция (СЭС-5) мощностью 5 тыс. кВт. К 1994 г. она выработала

около 2 млн. кВт.час электроэнергии. Эксперимент с СЭС показал реальность

преобразования солнечной энергии в электрическую, но стоимость

отпускаемой электроэнергии оказалась слишком высокой, что в условиях

рыночной экономики является малоперспективным.

В настоящее время ПЭО "Крымэнерго" обосновало применение в Крыму

солнечно-топливных электростанций, являющихся СЭС второго поколения с

более высокими технико-экономическими показателями. Такую электростанцию

планируется построить в Евпатории. Сегодня солнечная энергетика получила

широкое развитие в мире. Мировым лидером по строительству СЭС является

амери-канско-израильская фирма "Луз", сооружающая станции мощностью 30-80

МВт, на которых используется принципиально новая технология с

параболоциливдрическими концентратами солнечного излучения. Себестоимость

вырабатываемой ими электроэнергии ниже, чем на атомных

электростанциях.[9]

Перспективность применения фотоэлектрического метода преобразования

солнечной энергии обусловлено его максимальной экологической чистотой

преобразования, значительным сроком службы фотоэлементов и малыми

затратами на их обслуживание. При этом простота обслуживания, небольшая

масса, высокая надежность и стабильность фотоэлектропреобразователей

делает их привлекательными для широкого использования в Крыму.

Основными задачами по широкому внедрению фотоэлектрических источников

питания являются:

- разработка научно-технических решений по повышению КПД

фотоэлементов;

-применение высокоэффективных фотоэлементов с использованием

концентраторов солнечного излучения.

Техническая подготовленность отечественных предприятий на Украине

позволяет освоить производство фотоэлектрических источников питания на

суммарную установленную мощность до 100 МВт.

Мощность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии,

внедряемых в Крыму к 2010 г., может составить до 3,0 МВт, что может

обеспечить экономию топлива до 1,7 тыс т у.т. в автономных системах

энергообеспечения.

Солнечная энергия в Крыму может использоваться не только для

производства электроэнергии, но и тепла. Это реально при широком

распространении в республике солнечных батарей (коллекторов), легко

сооружаемых и высокорентабельных. Разработкой и изготовлением солнечных

коллекторов новой конструкции занимаются ГНПП «Гелиотерн», «Крымэнерго»

(пос. Утес) и трест «Южстальмонтаж» (г. Симферополь). Горячее

водоснабжение от солнца (коллекторов) сбережет дефицитное органическое

топливо и не будет загрязнять воздушный бассейн. В настоящий же период

80% тепловой энергии производят более трех тысяч котельных, которые не

только сжигают огромное количество органического топлива, по и

существенно повышают концентрацию газопылевых загрязнений воздушной

среды.

Для успешного внедрения экологически чистых систем солнечного

теплоснабжения, повышения надежности их функционирования необходимо:

• разработать и внедрить в производство на предприятиях Крыма

различные виды энергетически эффективных солнечных коллекторов с

улучшенными теплотехническими характеристиками, отвечающими современному

зарубежному уровню, в частности: с селективным покрытием, вакуумные,

пластмассовые для бытовых нужд, воздушные для нужд сельского хозяйства;

• довести выпуск солнечных коллекторов к 2010 г. до 3-5 тыс. штук в

год, что эквивалентно замещению годового использования топлива - 0,35 -

0,65 тыс. т у.т.;

• увеличить в 2-3 раза выпуск высокоэффективных теплообменников для

солнечных установок;

• обеспечить достаточную постановку запорной и регулирующей арматуры,

приборов для автоматизации технологических процессов.

Реализация этих предложений позволяет создать в Крыму собственную

промышленную индустрию по выпуску основного специализированного

оборудования для комплектации и строительства установок по использованию

солнечной энергии.

Наиболее перспективными направлениями солнечного теплоснабжения на

ближайшую перспективу (до 2010 г.) являются:

• солнечное горячее водоснабжение индивидуальных и коммунальных

потребителей сезонных объектов (детские, туристические, спортивные

лагеря, объекты сана-торно-курортной сферы, жилых и общественных зданий);

• пассивное солнечное отопление малоэтажных жилых домов и

промышленных сооружений, главным образом, в сельской местности и Южном

берегу Крыма;

• использование солнечной энергии в различных сельскохозяйственных

производствах (растениеводство в закрытых грунтах, сушка зерна, табака и

других сельхозпродуктов и материалов);

• применение низкопотенциальной теплоты, полученной на солнечных

установках, для разнообразных технологических процессов в различных

отраслях промышленности (для пропарки при производстве железобетонных

изделий и др. целей).

Экономия топлива на отопительных котельных от внедрения этих

установок может составить к 2000 г. - 4,01 тыс. т у.т., за период 2001-

2005 г. - 6,5 тыс. т у. т. и за период с 2006 по 2010 г. - 11,66 тыс т

у.т.

Дополнительная выработка электроэнергии от работы солнечных

фотоэлектрических преобразователей батарей может составить к 2000 г. -

0,30 млн. кВт. ч., за период с 2001 по 2005 г. - 0,72 млн. кВт. ч., за

период с 2006 по 2010 гг. - 1,8 млн. кВт. ч.

Для реализации программы к 2010 г. промышленность Крыма должна

обеспечить производство солнечных коллекторов до 3,5 - 4,0 тыс. штук

ежегодно.[8]

Геотермальная энергия.

За прошедшие 15 лет производство электроэнергии на геотермальных

электростанциях (ГеоТэс) в мире значительно выросло. Работы по изучению

геотермальных источников и созданию прогрессивных систем для извлечения и

практического использования геотермальной энергии ведутся в Украине и

многих зарубежных странах. В последние два десятилетия выполнялись

обширные программы научно-исследовательских, опытно-конструкторских и

техноло-гических работ в этом направлении. Накоплен также определенный

опыт создания и многолетней эксплуатации опытно-промышленных и

промышленных геотермальных установок различного назначения.

В течение последних 5-10 лет в Украине ограниченными средствами

велись работы по изучению геотермических условий недр и оценке

геотермальных ресурсов, как для всей территории, так и для отдельных ее

регионов, площадей и месторождений. По результатам этих работ построены

геотермические карты, оценены ресурсы термальных вод и геотермальной

энергии, содержащейся в «сухих» горных породах.

Районами возможного использования геотермальной энергии в Украине

являются Закарпатье, Крым, Предкарпатье, Полтавская, Харьковская,

Донецкая, Луганская, Херсонская, Запорожская области и некоторые другие.

Обобщение и анализ мирового опыта использования геотермальной энергии

показывает, что по масштабам использования теплоты недр Украины

существенно отстает от многих зарубежных стран. Одной из основных причин

является отсутствие достаточного экономичных и эффективных технологий

извлечения и использования низкотемпературных теплоносителей.

Разработка и освоение интенсивных технологий извлечения теплоносителя

и создания эффективных систем использования теплоты недр является главной

научной и инженерно-технической проблемой энергетики. Без создания таких

технологий и установок нельзя рассчитывать на широкомасштабное

использование этого энергоисточника.[5]

Согласно данным Государственного комитета Украины по геологии и

использованию недр, основанных на результатах геологоразведочных работ,

выполненных в 1970-1979 гг. на территории Крымского региона,

установленные потенциальные ресурсы подземных геотермальных вод

составляют до 27 млн. куб. м в сутки. Потенциал этого источника

достаточен для работы энергетических установок мощностью до 35-40 МВт,

которые могут произвести до 150 млрд. кВт. ч. тепловой энергии в год.

Техническая возможность на современном этапе развития научных

достижений, позволяет достичь в ближайшие 15 лет до 10-15 % использования

этого потенциала и получить до 15 млрд. МВт. ч. дополнительной тепловой

энергии для целей теплоснабжения в северных и северо-западных районах

Крыма.

Наибольший потенциал геотермальной энергетики выявлен в районах

Тархан-кутского и Керченского полуостровов.

Современное развитие геотермальной энергетики предполагает

экономическую целесообразность использования следующих видов подземных

геотермальных вод:

— температурой более 140°С и глубиной залегания до 5 км для выработки

электроэнергии;

— температурой около 100°С для систем отопления зданий и сооружений;

— температурой около 60-70°С для систем горячего водоснабжения.

Основные перспективные направления использования геотермальной

энергии в Автономной Республики Крым и технические решения по их

реализации определены и разработаны институтом технической теплофизики

Национальной Академии наук (НАН) Украины. В настоящее время доведены до

опытно-промышленной и промышленной стадии внедрения следующие технологии

и установки по использованию геотермальной энергии:

— системы геотермального теплоснабжения населенных пунктов,

промышленных, сельскохозяйственных, социальных, коммунально-бытовых и др.

объектов;

— геотермальные электростанции;

— системы тепло- и хладоснабжения с подземными аккумуляторами

теплоты;

— геотермальные сушильные установки для сушки различной сельхоз-

продукции, лекарственных трав и др.;

— геотермальные холодильные установки;

— системы геотермального теплоснабжения теплиц.

В то же время, для широкого развития геотермальной энергетики в Крыму

требуется проведение первоочередных научных и технических работ в

следующих направлениях:

. обоснование ресурсо-сырьевой базы; составление кадастров

перспективных месторождений, перечень скважин, которые показывали

наличие геотермальных ресурсов; постановка задач по организации

поисковых геологоразведочных работ;

. обоснование возможности и определение целесообразности создания

промышленных теотермальных электростанций установленной мощностью

от 10 до 100 МВт;

- разработка обоснований, проектирование и создание сети

геотермальных энергоустановок небольшой мощности (0,5-3,0 МВт), которые

бы работали на основе эксплуатации отдельных высокопродуктивных скважин

на маломощных месторождениях и максимальной унификацией оборудования

(создание блочно-модульных установок заводской подставки);

- обоснование возможности и целесообразности создания систем и

установок для комбинированного использования геотермального тепла

(от70°С) и органического топлива и строительства специальных ГеоТЭЦ на

перспективных месторождениях;

- обоснование создания систем геотермального теплоснабжения крупных

населенных пунктов в перспективных районах мощностью 10-100 МВт;

- привлечение в топливно-энергетический комплекс Крыма тепловых

геотермальных ресурсов, имеющихся на действующих нефтегазовых

месторождениях с использованием существующего и вводимого фонда скважин и

действующего оборудования, создание сети мелких установок геотермального

теплоснабжения и горячего водоснабжения мощностью 1-5 МВт с

использованием отдельных высокопродуктивных скважин, а также создание

систем и установок за пределами нефтяных и газовых месторождений;

- создание технологий и оборудования для привлечения тепла «сухих»

горных пород и строительство на их основе систем геотермального

теплоснабжения.

Общая экономия котельно-печного топлива в Крыму за счет использования

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6