Energía solar en Rusia: tecnologías y perspectivas. Grandes plantas de energía solar en Rusia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Durante muchos años, la humanidad se ha preocupado por obtener energía barata a partir de recursos renovables alternativos. La transformación de las masas de aire, las mareas de las olas del océano, las aguas geotérmicas, todo esto se ve como un potencial inagotable adicional en comparación con los combustibles fósiles.

La fuente renovable más prometedora es la energía solar. Después de todo, tiene un recurso colosal, transporta luz y calor, poniendo en movimiento todos los sistemas vitales de nuestro planeta. Es por eso que el hombre ha previsto enormes perspectivas para sí mismo en esto. A pesar de una serie de deficiencias en este sentido, la energía solar en Rusia está cobrando impulso.

Cómo se hace electricidad a partir de la luz

La conversión de la luz solar en energía eléctrica se denomina efecto fotoeléctrico. Se produce cuando una potente luz incide sobre la superficie de un semiconductor, y en este caso de silicio.caudal. Bajo su acción se desprenden electrones, que son una corriente de partículas cargadas denominada electricidad.

El sol genera constantemente una gran cantidad de energía radiante. Cada metro cuadrado de su superficie libera 63 MW al espacio. Por supuesto, no toda esta energía tiene el espectro visible necesario para generar electricidad.

Después de pasar la distancia entre el Sol y la Tierra, el flujo luminoso pierde su intensidad, y un metro cuadrado de la superficie de nuestro planeta ocupa sólo 0,9 kW. Pero esto no es todo pérdidas. Las mejores células fotovoltaicas pueden convertir el 18% de la salida de luz.

Por lo tanto, en las mejores circunstancias, las células fotovoltaicas producirán 160 vatios por metro cuadrado.

Quién lidera el mercado de la energía solar

Hoy, el líder indiscutible en el procesamiento de energía solar es China. Su participación es del 60% de la electricidad total que recibe la comunidad mundial por esta vía. Estados Unidos ocupa el segundo lugar. Generan el 10,4%. India ocupa un honroso tercer lugar. Su participación es del 7,8%. Le siguen Japón, Alemania y Brasil en orden descendente. El desarrollo de la energía solar en Rusia aún no le permite convertirse en uno de los líderes. Pero, ¿significa esto que el clima templado no permite el uso adecuado del recurso de la fuente más poderosa?

¿Hay suficiente sol en Rusia

Rusia tiene un enorme potencial, según el Instituto de Estrategia Energéticaenergía solar, que se expresa en el equivalente a 2.300 millones de toneladas de combustible convencional. El recurso económico es mucho menor: 12,5 millones de toneladas de combustible de referencia. Pero esto es más que suficiente, dado que la cantidad de energía recibida del Sol en 3 días será mayor que toda la electricidad generada en un año por métodos tradicionales.

La cantidad de radiación solar fluctúa mucho debido a la ubicación geográfica de Rusia. En las regiones cálidas es de 1400 kWh/m2 y en las regiones frías es de 810 kWh/m2. También depende de la época del año. Es más alta durante los meses de verano y viceversa en invierno.

Las perspectivas de energía solar son muy altas para algunas regiones.

Estos incluyen:

• Distrito del Lejano Oriente;
• Siberia occidental y meridional;
• áreas que rodean los mares Negro y Caspio.

Según el operador del Sistema de Energía Unificado, la proporción de electricidad producida por energía solar en Rusia es del 0,03 % del total.

Actualmente, más de 10 plantas de energía solar operan en Rusia, que producen una capacidad total de 72,5 MW.

Desarrollo de la energía solar en Rusia

Ahora hay una consideración activa de proyectos para la construcción de centrales eléctricas en el territorio de la península de Crimea. Para que sea energéticamente independiente, es necesario generar 2.500 millones de kW adicionales. Está previsto cubrir parcialmente esta necesidad con la ayuda de la energía solar y eólica, que adicionalmentedan 196 millones de kW. a la red pública.

En otras partes de Rusia, en particular, en la ciudad de Narimanov, se planea construir una planta de energía solar con una capacidad de 25 millones de kWh/año. El Lejano Oriente no se queda atrás. Para satisfacer la demanda de energía, se planea construir una planta de energía solar con una capacidad de 40 MW en la República de Sakha.

Otros 5 proyectos se implementarán después de 2018. Por lo tanto, la construcción de grandes plantas de energía solar en Rusia no está muy lejos.

Fuente de alimentación autónoma para una casa particular

Los países occidentales, como Alemania, fomentan la conversión de una casa privada para suministrar electricidad a partir de paneles solares. Además, si se forma un excedente de un recurso, se compra a la población. Así, durante el día se venden a la compañía eléctrica, y por la noche, cuando no hay sol, se vuelve a comprar la electricidad. En Rusia, tal sistema no funciona. Sin embargo, si los paneles solares producen más energía de la necesaria, se puede almacenar en baterías.

Cómo se calcula el número de paneles solares

Para calcular la cantidad de paneles solares para abastecer la casa, debe averiguar cuántos kW se gastaron durante el mes. Luego divida el número resultante por 30. Este será el valor promedio de la cantidad de electricidad requerida por día. Para tener una reserva de energía para cargar baterías, debe tomar un factor adicional de 1, 6. Después de eso, puede comenzar a elegir paneles solares.

Para el funcionamiento de un sistema de suministro de energía autónomo, además de los paneles solares, debe tener al menos un inversor, sin el cual el voltaje en la red doméstica será solo de 12 o 24 voltios.

Paneles solares

El fenómeno de convertir la energía de la luz solar se descubrió en el siglo XIX. El selenio se utilizó como un semiconductor que genera electricidad. Tenía una eficiencia de alrededor del 1%. Durante este tiempo, la tecnología ha dado un paso adelante y los modernos paneles solares para viviendas particulares tienen una eficiencia de hasta el 35%. Según su diseño, se dividen en 3 variedades:

1. Monocristalino. Las fotocélulas de estos paneles son de un solo cristal. Tienen los precios más altos y la eficiencia. Estos dispositivos se pueden reconocer por su color azul intenso.



2. Policristalino. Estas baterías están hechas de varias obleas de silicio, lo que tiene un peor efecto en la conversión de la luz en electricidad. Sin embargo, el menor costo afectó su amplia distribución. En la mayoría de los casos, los paneles solares para casas privadas se instalan de este tipo.
3. Película delgada. Estas baterías son un polvo semiconductor depositado sobre un sustrato flexible. Por lo tanto, se pueden montar en cualquier superficie. La desventaja es la baja eficiencia.

El costo de una batería solar dependerá del principio que se aplicó en la fabricación.

Inversor

Una celda solar se compone de muchos módulos fotovoltaicos que producen un voltaje de 0,6 voltios. El indicador mínimo que debe dar la batería es 14voltios, por lo que los elementos para la conversión de energía están conectados en serie entre sí. Este voltaje debería ser suficiente para cargar las baterías, en las que se desvía el exceso de electricidad. Pero, ¿cómo hacer posible el uso de electrodomésticos, ya que el voltaje en la red doméstica es de 220 voltios?

Para estos fines se utiliza un inversor. Su tarea es convertir 12 voltios a 220. Además, la red utiliza corriente alterna, mientras que los paneles solares generan corriente continua. Es el inversor que convierte la energía eléctrica de tal manera que le da las características correspondientes a la red doméstica.

Controlador

El controlador es el principal dispositivo de distribución en un sistema de suministro de energía autónomo. Se le conecta un inversor, baterías, un cable eléctrico de la red de la ciudad. ¿Por qué se hace esto?

Durante el día, cuando los paneles solares producen electricidad en exceso, el controlador dirige el excedente para cargar las baterías. Luego, por la tarde y por la noche, cuando no hay energía solar, este dispositivo envía la electricidad de las baterías a un inversor conectado a la red de la casa. Pero hay momentos en que la corriente en los llamados "depósitos" se vuelve insuficiente para realizar cualquier tarea. Luego, el controlador decide tomar la electricidad necesaria de la red de la ciudad. Así, ejerce una gestión eficaz.

Baterías

El principal problema de la energía solar es la necesidaduso de la batería Estos elementos de la central eléctrica aumentan significativamente el costo del sistema. Las opciones de automóviles baratos no son adecuadas aquí debido a su falla rápida. Incluso en un modo suave, no funcionan durante más de tres años. El trabajo intensivo acorta su vida útil a un año. Si es necesario almacenar energía, se deben considerar otras opciones:

1. Baterías de fosfato de hierro y litio (lifepo 4). Esta es la mejor opción porque tiene una eficiencia de hasta el 98%. Esto significa que da casi tanta energía como la que recibe. Los fabricantes prometen una vida útil de unos 15 años, 3000 ciclos de carga al 80 % de descarga y 5000 ciclos al 50 % de descarga. El costo de una batería de este tipo con una capacidad de 240 A/h supera los 50 mil rublos.
2. Baterías de plomo-ácido de tracción. Dichas baterías se instalan en automóviles eléctricos, carretillas elevadoras eléctricas. Son capaces de soportar descargas profundas. La vida útil es de 10-12 años. Los precios de tales baterías comienzan en 30 mil rublos.
3. Pilas de níquel-cadmio. Esta es una de las variedades más caras. El costo de una batería con una capacidad de 250 A / h comienza desde 70 mil rublos. Estas baterías son buenas porque, si se siguen las recomendaciones del fabricante, duran mucho tiempo. Además, cuando la capacidad disminuye con el tiempo, se puede restaurar con ciclos de descarga-carga de entrenamiento.

Las baterías son consumibles para la energía solar. En Rusia, los precios de las baterías adecuadas siguen siendo irrazonablemente altos y reducen en gran medida la rentabilidad del uso de un recurso natural. Debe comprar dicho dispositivo solo de fabricantes confiables.

Experiencia en domicilios particulares

¿Cuánto cuesta un panel solar? ¿Hay algún beneficio económico al usarlo?

Según varias fuentes, el costo de los equipos ofrecidos por los fabricantes para generar electricidad a partir del sol está en el rango de 40-300 mil rublos. para una casa de tamaño mediano. En este rango se encuentra el precio tanto de los kits confeccionados como de los artículos individuales.

El equipo está diseñado para una vida útil de 20 años o más. Las baterías son una excepción.

Si tomamos el costo de los pagos de electricidad, le agregamos el precio de la calefacción, entonces la cantidad será de al menos 50 mil rublos al año. Esto es para el centro de Rusia. Por lo tanto, un kit que cuesta 300 mil rublos, que es capaz de entregar de 3 a 5 kW en su valor máximo, se amortiza en unos pocos años.

Si analizamos la tasa de reducción de precios de dichos productos, entonces se justifica el uso de paneles solares.