Что такое солнечные электростанции и где их строят?

что такое солнечная электростанция фото
Что такое солнечные электростанции и где их строят?

Солнце – неисчерпаемый источник энергии и при правильном ее использовании может полностью обеспечить жителей Земли теплом, светом и электричеством. В данной статье мы расскажем, что такое солнечная электростанция (СЭС), какие они бывают и где их строят.
Солнечная электростанция – это комплекс для преобразования солнечной радиации в электрическую энергию. Учеными и инженерами созданы различные конструкции, способных генерировать электричество из энергии солнца. Однако коэффициент полезного действия таких СЭС пока не высок. Максимально удалось добиться 31% и то, в лабораторных условиях.

Виды современных солнечных электростанций

В зависимости от использованных технологий СЭС бывают 2-х видов:

  • Фотоэлектрические. В них преобразование солнечных лучей в электроэнергию происходит в фотоэлектрических батареях.
  • Термодинамические. Эти инженерные комплексы преобразуют радиацию Солнца в тепло, и только затем, в электроток.

Фотоэлектрические станции

СЭС данного вида оборудованы генератором, представляющим собой блок батарей, которые состоят из полупроводников (чаще всего кремниевых), способных аккумулировать солнечный свет и трансформировать его в электрический ток.

К достоинствам фотоэлектрических электростанций относят:

  • способность работать от рассеянного света;
  • длительный срок эксплуатации;
  • небольшой вес;
  • простота обслуживания;
  • возможность наращивать площадь батарей для увеличения производительности СЭС;
  • надежность.

Среди недостатков выделим:

  • низкий КПД;
  • высокую стоимость.

Фотоэлектрические электростанции сегодня наиболее популярны и перспективны.

Термодинамические станции

СЭС этого вида используют энергию солнца несколько по-другому. Они собирают солнечные лучи с помощью системы зеркал и направляют их на теплообменник, покрытый селективным светопоглощающим элементом. В результате солнечный свет нагревает воду в теплообменнике и превращает ее в пар, который поступает в паротурбинную установку. Она и вырабатывает электрический ток.

Термодинамические солнечные электростанции имеют свои плюсы:

  • более высокий КПД солнечной электростанции по сравнению с фотоэлектрическими аналогами;
  • простота конструкции;
  • возможность вырабатывать электрическую энергию в темное время суток за счет накопленной температуры пара.

Но недостатков у станций термодинамического вида достаточно много:

  • большой вес;
  • необходимость ТО;
  • дорогое обслуживание;
  • малая мобильность.

Поэтому, исходя из всех преимуществ и недостатков, для генерации энергии в СЭС чаще используют фотоэлектрические панели.

Автономные СЭС

Данный тип СЭС применяется очень широко в местностях, где нет возможности подключиться к общественным электрическим сетям. Конструкция автономных систем состоит из следующих элементов:

  1. Фотопанели.
  2. Аккумуляторы.
  3. Инвертор.
  4. Контроллер заряда.

Фотопанели через контроллер соединяются с аккумулятором, который и накапливает электрический ток и подает его потребителю. В случае необходимости, когда солнечной энергии не хватает, АКБ можно подзарядить от генератора.

Главный недостаток автономных электростанций является их высокая стоимость. Сэкономить можно, если установить сетевую СЭС.

Сетевая солнечная электростанция: что это?

Преимущество сетевой СЭС над автономной в том, что в ней отсутствуют аккумуляторы. Солнечные батареи подключаются напрямую к инвертору, а он к рабочей сети. Это и объясняет более низкие цены на комплект солнечной электростанции. Но такая система имеет несколько недостатков:

  • если отключить электропитание от инвертора, вся электроустановка не будет работать;
  • объем выработки энергии должен быть сопоставим с ее потреблением, иначе генерируемый электроток уйдет в общественную сеть (это может быть плюсом если подключен «зеленый тариф»).

Универсальным решением использования солнечной энергии для выработки электроэнергии являются гибридные солнечные электростанции.

Что такое гибридные солнечные электростанции?

Гибридные модели СЭС объединили в себе преимущества автономных и сетевых электростанций. Отличием гибрида от автономных аналогов состоит в том, что у него батарейный инвертор заменен на преобразователь, способный при необходимости «подмешивать» к электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями сетевую энергию. Считается, что такие системы более надежные и эффективные.

Где лучше строить солнечные электростанции?

Строительство СЭС оправдано в местности, где много солнечных дней в году. Наиболее предпочтительные территории где строят солнечные станции — это засушливые и пустынные зоны. Ученые подсчитали, что если использовать под строительство солнечных электростанций всего 1% площади мировых пустынь, то этого будет достаточно, чтобы обеспечить всех жителей Земли электрической энергией при текущем уровне потребления.

Где находятся самые крупные СЭС мира?

Если говорить о том, где расположены самые мощные солнечные электростанции, то больше всего их в Китае, США и Индии. Также СЭС активно строят и в других развитых странах мира. В ТОП-5 самых крупных электростанций входят:

  1. Парк Тэнгэр (Китай). Занимает территорию площадью 43 кв.км. Вырабатывает 1547 МВт электроэнергии.
  2. Парк Бхадла (Индия). Площадь объекта 40 кв.км. Вырабатывает 1365 МВт электроэнергии.
  3. СЭС Луеъянся (Китай). Солнечные панели располагаются на площади 30 кв.км. Мощность станции 850 МВт.
  4. Электростанция Villanueva (Мексика). Расположена на площади 20 кв.км. Ежедневно производит 828 МВт электрической энергии.
  5. СЭС Камути (Индия). Занимает 10 кв.км. Производительность 648 МВт.

Конечно, это только небольшой перечень мест, где находятся наиболее мощные и известные солнечные электростанции.

Где построены самые большие солнечные электростанции в Украине?

Самая крупная в Украине солнечная электростанция находится в городе Килия (Одесская область) с пиковой мощностью 54,8МВт. Второй среди крупнейших в Украине солнечных электростанций считается комплекс в селе Токмак (Запорожская область), ее мощность достигает 50 МВт. С точки зрения экологичности она заменяет около 24 тыс. тонн выбросов углекислого газа в атмосферу. Третье место делят еще 2 станции в Одесской области, возле сел Старокозачье и Долиновка с мощностями по 43 МВт.

Отдельное внимание стоит обратить на Чернобыльскую зону где ООО Solar Chernobyl строится еще более мощная солнечная электростанция (в перспективе до 0,1 ГВт).

Учитывая, что первый квартал 2019 года в Украине поставил рекорд по вводу мощностей альтернативной энергетики (было введено 862 МВт новых мощностей, что больше, чем за весь 2018 год) в ближайшем будущем могут ввести в эксплуатацию и более мощные комплексы.

В этом направлении активно работает Green Tech Trade. Компания представляет американского производителя солнечных панелей First Solar на рынке Украины. С характеристиками продукции можно ознакомиться на сайте или заказать бесплатную экскурсию на демонстрационную площадку Green Tech Trade – солнечную электростанцию на 1,8 МВт в селе Могутне (Кировоградская область).