Почему в Cахаре удобно строить солнечные электростанции? Мнение экспертов

Почему в Сахаре удобно строить солнечные электростанции - мнение экспертов
Почему в Cахаре удобно строить солнечные электростанции? Мнение экспертов

Стратегическая цель постепенного перехода на возобновляемые источники энергии, поставленная развитыми странами в начале 2000-х годов, привела к идее строительства в Сахаре сети солнечных электростанций. Технические характеристики и высокая стоимость фотоэлектрических панелей того времени не позволяли использовать их для подобного проекта. Поэтому решено было остановиться на СЭС теплоэлектрического типа, где вместо полупроводниковых батарей роль преобразователя энергии выполняла концентрическая система зеркал и башен.

Первые теоретические расчеты использования солнечных батарей

В роли месторасположения сети станций Сахара была выбрана не случайно. Основными причинами для этого стали следующие соображения.

  1. Площадь. Будь африканская пустыня государством, оно занимало бы пятое место в мире, уступая только России, Австралии, Китаю и США. Стоимость участков на этой территории практически равна нулю, здесь нет городской застройки и заповедных зон, строительство вблизи которых огромных электростанций могло бы нанести вред местной экологии, фауне и флоре.
  2. Солнечная инсоляция. Облака над Сахарой появляются не чаще 2-3 дней в году, а среднее количество солнечного излучения, падающего на каждый квадратный метр поверхности, составляет 2500 – 3000 кВт*ч – втрое больше, чем в Германии и вдвое выше, чем в южной Испании или Калифорнии.
  3. Потенциальная производительность. Если бы вся территория Сахары была застроена СЭС, даже при нынешнем КПД гелиооборудования годовая производительность огромной фермы могла составить 23 млрд. ГВт*ч. Это в 2200 раз больше, чем нынешнее энергопотребление всего человечества и эквивалент 39 млрд. баррелей нефти в сутки.
  4. Расположение. Основным получателем энергии из Африки должна была стать Европа. Следовательно, одной из проблем являлся вопрос транспортировки. Технических сложностей на данном этапе также не наблюдалось. На всей протяженности маршрута из Северной Африки в Старый Свет единственное место, где необходима высокотехнологичная и безопасная прокладка кабелей по морскому дну – Гибралтарский пролив. Но его ширина в наиболее узком месте не превышает 15 километров.

Первым ученым, взявшимся за теоретические расчеты реализации проекта, стал профессор Ноттингемкого университета Великобритании, глава кафедры интеллектуальных инженерных систем Амин Аль-Хабайбех. Далее его примеру последовали другие специалисты, что привело к попыткам воплотить теорию в практику.

  1. Проект Desertec

Начало строительства: 2009 год.

Страны: Египет, Тунис, Алжир, Ливия.

Окончательная проектная стоимость (до 2030 года): 400 млрд. евро.

Источник финансирования: Европейский Союз.

Итог: сворачивание работ в 2014 году в связи с прекращением финансирования из-за нестабильной военной и политической обстановки в регионе.

  1. Проект Noor Complex Solar Power Plant

Начало строительства: 2015 год.

Страна: Марокко.

Окончательная проектная стоимость (до 2030 года): 12 млрд. евро.

Источник финансирования: ЕС – 60% (под гарантии экспорта электроэнергии в Европу), Всемирный банк – 22%, Марокко – 18%.

Итог: СЭС Ouarzazate Solar Power в предгорье Атласа, первая очередь Noor 1 (2016г.), вторая Noor 2 (2017г.), третья Noor 3 (2018г.), совокупная мощность уже функционирующих батарей – 580 МВт.

Тип станции: электротепловая, концентрическая система зеркал.

Занятая площадь: 1400 га (к 2030 году планируется рост до 2500 га).

Нагреваемая в башнях жидкость для вращения турбин – синтетическое масло.

Материал сохранения тепла в ночное время – концентрированный солевой расплав.

Этот проект оказался более успешным, и, по расчетам экспертов, к концу 2020 года Оарзарат станет обеспечивать 14% всех потребностей марокканской экономики, а к 2030-му – более 45%, не считая экспорта части генерации в Европу.

  1. Проект TuNur

Начало строительства: 2017 год.

Страна: Тунис.

Окончательная проектная стоимость (до 2025 года): 8,5 млрд. евро.

Источники финансирования: британская Nur Energie, тунисская TuNur, частные французские и мальтийские инвесторы.

Итог: всего за год солнечная ферма вышла на уровень производительности 7 ГВт, из которых 4,5 ГВт было экспортировано в Европу (объем, достаточный для снабжения энергией 5 миллионов домохозяйств либо 7 миллионов электромобилей).

Выбор в пользу электротепловой конструкции позволил построенной в пустыне станции накапливать часть генерации в концентрированных соляных расплавах и вращать турбины круглосуточно. Относительно перспектив солнечного парка специалисты высказались в статье, опубликованной изданием «The National». Согласно планам на ближайшие годы, TuNur начнет экспортировать энергию:

  • начало 2020 г. – на Сицилию (линия электропередач по дну Средиземного моря уже проложена);
  • конец 2020 г. – в центральные области Италии и на Мальту (стоимость работ по прокладке кабелей и созданию инфраструктуры – €1,6 млрд.);
  • первая половина 2021 г. – в южную Францию.

Ожидается, что дальнейшее развитие проекта обеспечит создание более 20 тысяч рабочих мест и крупные вложения в тунисскую экономику.

Существующие проблемы и идеи совмещения технологий

Почему идея создания глобальной сети солнечных батарей в Сахаре так и не вышла за пределы отдельных проектов? Основными причинами эксперты называют:

  • высокую стоимость – вкладывать в станции и инфраструктуру сотни миллиардов долларов ЕС пока не готово;
  • главный технологический недостаток классических солнечных панелей – падение КПД примерно на 0,5% каждый градус свыше 25°C;
  • отсутствие дешевых способов автоматической очистки рабочих поверхностей от песка после частых песчаных бурь – вода в пустыне на вес золота.
  • нестабильность в регионе – особенно в Ливии, Северном Египте и, потенциально, в мусульманских Марокко и Тунисе.

Над решением первых трех проблем постоянно работают специалисты, и две первые практически решены. Во-первых, солнечное оборудование быстро дешевеет, и удельная себестоимость 1Вт мощности с 2009 по 2019 год снизилась более чем в 7 раз. Во-вторых, КПД тонкопленочных батарей последних поколений, способных эффективно генерировать энергию при высоких температурах, почти сравнялась с кремниевыми аналогами.

Что касается четвертой проблемы – по прогнозам исследователей из Центра фундаментальных исследований ВШЭ, Северную Африку в среднесрочной перспективе ожидает относительная социальная стабильность, которая, в результате смены поколений, приведет к постепенному выводу ортодоксальных исламистов из легального политического поля.

Важно! При постройке гибридных станций, объединяющих обе технологии – фотоэлектрическую и теплоэлектрическую – перспективы использовать Сахару как место возведения масштабной сети солнечных ферм резко возрастают. Поэтому вердикт экспертов однозначен – в ближайшем будущем Северная Африка станет одним из крупнейших поставщиков электроэнергии для европейцев.

Уникальность тонкопленочных технологий

Редкоземельные элементы, использующиеся в тонких пленках, обладают очень широким спектром полезных свойств. Помимо слабой чувствительности к высоким температурам, их производительность на 20% превышает таковую у классических кремниевых модулей:

  • при сплошной облачности;
  • при углах наклона и азимутном направлении, далеких от оптимальных условий;
  • в рассеянном свете.

Для широты и уровня солнечной инсоляции большинства украинских регионов эти качества незаменимы. Наша компания Green Tech Trade предлагает широкий ассортимент тонкопленочных гибридов от мирового лидера в их производстве, американской фирмы First Solar.

Ознакомиться с техническими характеристиками, вариантами установки и ценами можно на страницах нашего сайта.

 

СТРОИТЕЛЬСТВО СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ "ПОД КЛЮЧ"

ГОТОВЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ