Нетрадиционные источники в Крыму - Рефераты по географии

Рефераты по географии > Нетрадиционные источники в Крыму
Страница: 8/11

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);