Чому в Сахарі зручно будувати сонячні електростанції? Думка експертів

Чому в Сахарі зручно будувати сонячні електростанції? Думка експертів

Стратегічна мета поступового переходу на поновлювані джерела енергії, поставлена ​​розвиненими країнами на початку 2000-х років, призвела до ідеї будівництва в Сахарі мережі сонячних електростанцій. Технічні характеристики і висока вартість фотоелектричних панелей того часу не дозволяли використовувати їх для подібного проекту. Тому було вирішено зупинитися на СЕС теплоелектричного типу, де замість напівпровідникових батарей роль перетворювача енергії виконує концентрована система дзеркал і веж.

Перші теоретичні розрахунки використання сонячних батарей

В ролі місця розташування мережі станцій Сахара була вибрана не випадково. Основними причинами для цього стали наступні нюанси.

  1. Площа. Будь африканська пустеля державою, вона займала б п’яте місце у світі, поступаючись тільки Росії, Австралії, Китаю і США. Вартість ділянок на цій території практично дорівнює нулю, тут немає міської забудови та заповідних зон, тому будівництво поблизу величезних електростанцій не завдасть серйозної шкоди місцевій екології, фауні та флорі.
  2. Сонячна інсоляція. Хмари над Сахарою з’являються не частіше 2-3 днів на рік, а середня кількість сонячного випромінювання, що падає на кожен квадратний метр поверхні, становить 2500 – 3000 кВт*год – втричі більше, ніж в Німеччині та вдвічі вище, ніж в південній Іспанії або Каліфорнії .
  3. Потенційна продуктивність. Якби вся територія Сахари була забудована СЕС, навіть при нинішньому ККД геліообладнання річна продуктивність величезної ферми могла скласти 23 млрд. ГВт*год. Це у 2200 разів більше, ніж нинішнє енергоспоживання всього людства та еквівалент 39 млрд. барелів нафти в добу.
  4. Розташування. Основним одержувачем енергії з Африки мала стати Європа. Отже, однією з проблем залишалось питання транспортування. Технічних складнощів на даному етапі також не спостерігалося. На всій протяжності сухопутного маршруту з Північної Африки до Старого Світу єдиним місцем, де була необхідна високотехнологічна прокладка кабелів – морське дно Гібралтарської протоки. Але її ширина в найбільш вузькому місці не перевищує 15 кілометрів.

Першим вченим, який узявся за теоретичні розрахунки реалізації проекту, став професор Ноттінгемкого університету Великобританії, глава кафедри інтелектуальних інженерних систем Амін Аль-Хабайбех. Далі його приклад наслідували інші фахівці, що призвело до спроб втілити теорію в практику.

1.   Проект Desertec

Початок будівництва: 2009 рік.

Країни: Єгипет, Туніс, Алжир, Лівія.

Остаточна проектна вартість (до 2030 року): 400 млрд. євро.

Джерело фінансування: Європейський Союз.

Підсумок: згортання робіт у 2014 році в зв’язку з припиненням фінансування через нестабільну військову і політичну обстановку в регіоні.

2.    Проект NoorComplexSolarPowerPlant

Початок будівництва: 2015 рік.

Країна: Марокко.

Остаточна проектна вартість (до 2030 року): 12 млрд. євро.

Джерело фінансування: ЄС – 60% (під гарантії експорту електроенергії в Європу), Всесвітній банк – 22%, Марокко – 18%.

Підсумок: СЕС OuarzazateSolarPower в передгір’ї Атласу, перша черга Noor 1 (2016р.), друга Noor 2 (2017р.), третя Noor 3 (2018.), сукупна потужність вже функціонуючих батарей – 580 МВт.

Тип станції: електротеплова, концентрична система дзеркал.

Зайнята площа: 1400 га (до 2030 року планується зростання до 2500 га).

Рідина (синтетичне масло) в баштахнагрівається, перетворюється в пару, яка обертає турбіни.Матеріал збереження тепла в нічний час – концентрований сольовий розплав.

Цей проект виявився більш успішним, і, за розрахунками експертів, до кінця 2020 року Оарзаратзможе забезпечувати 14% всіх потреб марокканської економіки, а до 2030-го – понад 45%, не рахуючи експорту частини генерації в Європу.

3.    Проект TuNur

Початок будівництва: 2017 рік.

Країна: Туніс.

Остаточна проектна вартість (до 2025 року): 8,5 млрд. Євро.

Джерела фінансування: британська NurEnergie, туніська TuNur, приватні французькі і мальтійські інвестори.

Підсумок: всього за рік сонячна ферма вийшла на рівень продуктивності 7 ГВт, з яких 4,5 ГВт було експортовано в Європу (обсяг, достатній для постачання енергією 5 мільйонів домогосподарств або 7 мільйонів електромобілів).

Вибір на користь електротепловоїконструкції дозволив побудованій в пустелі станції накопичувати частину генерації в концентрованих соляних розчинах і обертати турбіни цілодобово. Щодо перспектив сонячного парку фахівці висловилися в статті, опублікованій виданням «TheNational». Згідно з планами на найближчі роки, TuNur почне експортувати енергію:

  • початок 2020 року – на Сицилію (лінія електропередачі по дну Середземного моря вже прокладена);
  • кінець 2020 року – в центральні області Італії і на Мальту (вартість робіт з прокладання кабелів і створення інфраструктури – € 1,6 млрд.);
  • перша половина 2021 року – в південну Францію.

Очікується, що подальший розвиток проекту створить понад 20 тисяч робочих місць і принесе великі інвестиції в туніський економіку.

Існуючі проблеми та ідеї поєднання технологій

Чому ідея створення глобальної мережі сонячних батарей в Сахарі так і не вийшла за межі окремих проектів? Основними причинами експерти називають:

  • високу вартість – вкладати в станції і інфраструктуру сотні мільярдів доларів ЄС поки не готове;
  • головний технологічний недолік класичних сонячних панелей – падіння ККД приблизно на 0,5% кожен градус понад 25 °C;
  • відсутність дешевих способів автоматичного очищення робочих поверхонь від піску (часті піщані бурі) – вода в пустелі на вагу золота.
  • нестабільність в регіоні – особливо в Лівії, Північному Єгипті і, потенційно, в мусульманських Марокко і Тунісі.

Над вирішенням перших трьох проблем постійно працюють фахівці, і дві перші практично вирішені. По-перше, сонячне обладнання швидко дешевшає, і питома собівартість 1Вт потужності з 2009 по 2019 рік знизилася більш ніж в 7 разів. По-друге, ККД тонкоплівкових батарей останніх поколінь, здатних ефективно генерувати енергію при високих температурах, майже зрівнялася з кремнієвими аналогами.

Що стосується четвертої проблеми – за прогнозами дослідників з Центру фундаментальних досліджень ВШЕ, Північну Африку в середньостроковій перспективі очікує відносна соціальна стабільність, яка, в результаті зміни поколінь, призведе до поступового виведення ортодоксальних ісламістів з легального політичного поля.

Важливо! При будівництві гібридних станцій, які об’єднують обидві технології – фотоелектричну і теплоелектричну – перспективи використовувати Сахару як місце зведення масштабної мережі сонячних ферм різко зростають. Тому вердикт експертів однозначний – в найближчому майбутньому Північна Африка стане одним з найбільших постачальників електроенергії для європейців.

Унікальність тонкоплівкових технологій

Рідкоземельні елементи, що використовуються в тонких плівках, володіють дуже широким спектром корисних властивостей. Крім слабкої чутливості до високих температур, їх продуктивність на 20% перевищує таку у класичних кремнієвих модулів:

  • при суцільній хмарності;
  • при кутах нахилу таазімутному напрямку, далеких від оптимальних умов;
  • в розсіяному світлі.

Для широти та рівня сонячної інсоляції більшості українських регіонів ці якості незамінні. Наша компанія GreenTechTrade пропонує широкий асортимент тонкоплівкових гібридів від світового лідера в їх виробництві, американської фірми FirstSolar.

Ознайомитися з технічними характеристиками, варіантами установки і цінами можна на сторінках нашого сайту.

 

Будівництво сонячних
електростанцій "під ключ"

Готові інвестиційні проекти