Гелио- электростанцией сегодня никого не удивишь. Солнечная генерация работает уже достаточно давно и привлекает к себе много внимания. Солнце, наряду с водой и ветром, рассматриваются как основные источники энергии в будущем. Гелио- электростанции есть практически в каждой стране мира, на их балансе в энергообеспечении состоят отдельные объекты, поселки и города, все зависит от размера и мощности такой станции. На какой стадии развития этой отрасли находится человечество сегодня, и кто преуспел в данном вопросе, попытаемся представить, рассмотрев самые крупные солнечные установки.
Удивление может вызвать тот факт, что в сфере солнечной энергетики весьма успешным является наш ближайший сосед – Украина. До недавнего момента ее Perovo Solar Power Station, мощностью более 100 МВт, расположенная неподалеку от Крыма и размещенная на площади в 200 гектар, считалась самой большой в мире. Проект обошелся в 300 миллионов евро, которые обеспечили российские банки. Несколько ниже в мировом рейтинге крупнейших солнечных электростанций, на шестом месте, находится украинская Ohotnikovo PV Plant. Ее строительство было завершено в октябре 2011 года компанией Activ Solar. Станция занимает 160 гектар, в составе имеет 360 тысяч солнечных модулей общей мощностью в 80 МВт. 100 тысяч КВт часов в год, производимые Ohotnikovo PV Plant обеспечивают электроэнергией 20 тысяч домов. При этом вредные выбросы оксида углерода удалось уменьшить на 80 тыс. тонн в год.
Солнечная электростанция «Перово» в Крыму
Некоторое время пальма первенства в сфере солнечной генерации находилась у Канады. Сейчас ее Sarnia Photovoltaic Power Plant стала занимать второе место в мире, уступив лидерство Украине. Этот проект был разработан и внедрен компанией First Solar. Установку мощностью в 97 МВт построили в сентябре 2010 года на площади в 380 гектар. Ее составляют гибкие солнечные панели численностью в 1,3 миллиона, а выработка электроэнергии насчитывает в год 120 тысяч МВт-ч, что позволяет сократить углеродные выбросы на 39 тысяч тонн в год. Работа канадской электростанции поддерживается льготной правительственной программой по стимулированию предложения альтернативной энергии, по которой государством датируются проекты солнечной генерации с целью повышения цен на вырабатываемую ими электроэнергию не нанося ущерб спросу.
Почетное третье место в нашем рейтинге заняла итальянская Montalto di Castro PV power plant. Данный проект разрабатывался поэтапно. В 2009 году мощность станции составляла 44 МВт, а на сегодняшний день возросла до 84,2 МВт.
Солнечная электростанция «Зефтенберг» в Германии
Немного итальянской Montalto di Castro PV уступает немецкая Solarpark Senftenberg, которая расположена недалеко от города Зенфтенберга в Восточной Германии. Установка построена на территории, используемой ранее для добычи угля. Последний раз проект обновлялся в 2011 году, вследствие чего его мощность составила 82 МВт. Этот энергетический комплекс представлен 330 тысячами кристаллических солнечных модулей и обеспечивает электричеством 25 тысяч домохозяйств. Уникальность проекта в рекордно коротких сроках строительства – 3 месяца, и стоимости в 150 миллионов евро.
Пятое место, опять же, у Германии. Solarpark Finsterwalde до 2010 года была первой в рейтинге самых крупных солнечных электростанции, с выходной мощностью в 80,245 МВт. Ее разрабатывали на протяжении 2009-2010 годов в несколько этапов 2 компании — LDK Solar и Q-Cells International.
Солнечная электростанция «Лопбури», Таиланд
Еще одна установка, запущенная в 2011 году — Lopburi PV power plant в Тайланде провинции Лопбури. Ее мощность 73 МВт, а стоимость 70 миллионов долларов. Эксперты подсчитали, что за 25 лет работы Lopburi PV power plant уменьшит выбросы углекислого газа на 1,3 млн. тонн и позволит сократить объемы импортируемого топлива на 35 тысяч тонн в год.
Восьмая позиция – и снова Германия. Solarpark Liberose расположена в Либеросе, Бранденбург, и введена в эксплуатацию в 2009 году. Она состоит из 700 тысяч гибких солнечных панелей, обеспечивающих 15 тысяч хозяйств. Уникальность станции в том, что ее панели одни из самых эффективных сегодня.
16 тысяч семей обеспечивает электроэнергией итальянская San Bellino PV power plant в Сан-Беллино мощностью 70,556 МВт., сокращая при этом объемы выбросов углекислого газа на 40 тысяч тонн в год. Этот объект построила американская компания SunEdison в девятимесячный срок.
«Альт Дабер», Германия
На месте бывшего военного полигона площадью в 133 гектара работает еще одна крупная немецкая солнечная установка Solarpark Alt Daber. На данный объект мощностью в 70 МВт, компания BELECTRIC потратила 150 миллионов евро.
Это лишь самые основные крупные мировые проекты в сфере солнечной генерации. По общему объему мощности в области солнечной генерации бесспорный лидер – Германия – более 600 МВт, большой отрыв, но, тем не менее, второе место у Италии – более 300 МВт, немного отстает от нее Испания, имея в своем распоряжении около 300 МВт мощностей.
Но совсем недавно в солнечной энергетической отрасли произошло событие, которое несколько поменяло расстановку сил на этой арене. В американской пустыне Мохаве на границе Невады и Калифорнии открыли на данный момент самую мощную гелио- энергетическую установку в мире. Объемы, разработка, внешний вид станции действительно впечатляют. Ее строительство началось 7 лет назад в 64 км. от Лас-Вегаса, который совершенно ненасытен в объемах потребляемой энергии. Президент Ассоциации производителей солнечной энергии Роун Реш сказал, что открытие « Айвенпа», именно так назвали станцию, старт новой эры в электроэнергетическом производстве США. На сегодняшний же день энергией солнца в этой стране обеспечивается лишь 1% всех потребностей.
«Айвенпа»: вид на три поля солнечных панелей станции (Фото Gilles Mingasson/Getty Images for Bechtel).
Что касается характеристик «Айвенпа», пока они «самые-самые», и определенные из них даже вовсе уникальные. Станция занимает площадь в 13 тысяч квадратных километров. Принцип работы ее заключается в том, что около 350 тысяч зеркал, собирая огромные объемы солнечного света, фокусируют его на 3 башни с водой, температура которой впоследствии поднимается до 1000 и более градусов по Фаренгейту. Этот процесс образует пар, вращающий турбины, производящие электричество. Мощность всех зеркал составляет 400 МВт, ее достаточно для того, чтобы обеспечить энергией 140 тысяч домов в Калифорнии.
Резервуары «Айвенпа» особой конструкции, что позволяет работать ей днем и ночью. В темное время суток электроэнергия вырабатывается за счет накопленного за день тепла. Кроме того, в пустыне Мохаве, где построена установка, в течение 330-350 дней в году ясная и сухая погода, что способствует практически беспрерывному получению солнечной энергии. Процент потерь тепла меньше 1%, поэтому коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) во много раз больше, чем у известных существующих солнечных электростанций.
«Айвенпа»: вид сверху на одно из полей
Например, похожий испанский проект, только менее мощный, показал, что может производить с 20 МВт мощности около 110 ГВт\ч в год. То есть КИУМ этой станции составляет 63%. Фотоэлементные установки не могут превысить КИУМ в 50%, ведь полгода в любой точке планеты темно. Помимо этого уникальным плюсом «Айвенпа» является тот факт, что ей, используя энергию нагретой расплавленной соли для генерации пара, вращающего турбины, не составит сложности резко увеличить выработку во время пиковых нагрузок. Фотоэлементные станции этого сделать не могут.
Эксперты уже подсчитали, что солнечный свет в качестве топлива для турбин вместо ископаемых видов, снизит вредные выбросы в атмосферу на 400 тыс. тонн в год. Этот объем можно сравнить с выбросами от 72 тысяч автомобилей, использующих жидкое топливо.
Но подводные камни у проекта все же имеются. Экологи бьют тревогу, потому что выяснили, что работа подобных станций является угрозой для экосистемы пустыни. Башни нагревают воздух до такой степени, что его температура достигает 540 градусов по Цельсию, а он в свою очередь может опалить крылья у перелетных птиц.
«Айвенпа» и ее солнечные панели
Во время тестирования «Айвенпа», которое длилось несколько месяцев, на территории проекта было обнаружено немалое количество мертвых птиц. Биологи констатировали, что некоторые из них имели обгоревшие крылья. В энергетической компании признали, что предположения по поводу гибели птиц при работе станции были изначально, но никто не рассчитывал, что их будет так много.
В США проводится тщательное исследование воздействия гелио- станции на жизнь пернатых. Эрик Дэвис, помощник регионального директора по вопросам миграции птиц из офиса Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США в Сакраменто по этому поводу сказал, что «когда вы имеете дело с новыми технологиями, вы не знаете, какими будут последствия. Мы пытаемся оценить масштаб проблемы и как только возможно минимизировать смертность птиц». Некоторые биологи предполагают, что в данном случае птицы перепутали мерцающие зеркала станции с водоемом, столкнулись с ними и попали в ловушки на земле. В любом случае над масштабами и последствиями этой проблемами работают, и пока делать какие-то однозначные выводы рано.
Башня «Айвенпа», генерирующая электроэнергию
Еще одно обстоятельство, которое ставится в упрек «Айвенпа» – высокие издержки. Она вырабатывает намного меньше энергии по сравнению с традиционными газовыми электростанциями, а на содержание расходует средств в 4 раза больше. Помимо этого, для ее размещения требуются гораздо большие площади. В силу этих обстоятельств и электроэнергия подобной установки будет не дешевой.
Вообще, стоимость всего проекта составила 2,2 миллиарда долларов, а киловатт мощности обойдется в 5561 доллар. Дорого, но, тем не менее, создатели абсолютно уверены, что проект окупится, и прибыль в итоге составит 3 миллиарда долларов.
Владельцами «Айвенпа» являются NRG Energy, Google и BrightSource Energy. При создании станции они получили стимул в виде налоговых льгот для инвестпроектов, которые действуют в стране до конца 2016 года. Помог развитию проекта и губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер. Он наметил концепцию, по которой подразумевается, что к 2020 году в штате 33% всей энергии должно приходиться на выработку возобновляемыми источниками. В этой ситуации компании, которые оказывают коммунальные услуги (PG&E и Edison International), уже заключили 25-летние контракты с «Айвенпа» на покупку ее электроэнергии.
Руководство проекта полно оптимизма. Вице-президент BrightSource Джо Десмонд выразил уверенность, что «технология его компании будет работать как ожидалось». Также он заверил, что проблема с перелетными птицами найдет свое положительное решение, и компания построит другие подобные электростанции не только в Калифорнии, но Китае и других странах. В ближайших планах – возведение подобной станции в калифорнийском округе Риверсайд. Но в этом случае против реализации проекта уже выступили индейские племена, поскольку башни высотой в 230 метров испортят природный пейзаж, а свет огромных зеркал невозможно будет выдержать.
Но блеск «Айвенпа» меркнет по сравнению с планами Индии по постройке самой крупной гелио- электростанции на планете, мощность которой должна составить 4000 МВт, а занимаемая площадь – 77 квадратных километров. Для реализации этого проекта объединились 6 индийских госкомпаний, планирующих вложить в строительство 4,4 миллиарда долларов. Суперстанция расположится в северной части страны на соленом озере Самбхар. По оптимистичным прогнозам реализация проекта завершится через 7 лет. По утверждениям экспертов, станция будет давать 6,4 миллиарда кВт/часов электроэнергии, работать не менее 25 лет и сократит вредные выбросы на 4 миллиона тонн в год. Нам осталось подождать всего 7 лет, чтобы убедиться в правильности этих расчетов.
Реализация подобных проектов говорит о том, что солнечная генерация делает уверенные шаги в будущее, пусть еще и не такие быстрые, как хотелось бы. Аналитиками Международного энергетического агентства были сделаны выводы, что к 2050 году солнечная энергетика обеспечит нам 20-25% мировых потребностей в электричестве.
Метки: Айвенпа, Арнольд Шварценеггер, Индия, Калифорния, КИУМ, Мохаве, Самбхар, солнечная генерация, солнечные панели, солнечные установки, солнечные электростанции, Украина
