DOI 10.57112/22022-53

УДК 620.91

РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ

Шипицына Елена Владимировна

Егорова Татьяна Игоревна

Аннотация:

В статье представлена информация о географическом положении и климатических условиях Алтайского края. Так же было исследовано солнечное сияние в Алтайском крае и проведен сравнительный анализ солнечного сияния в разных регионах России, а также других странах. Рассмотрены все имеющиеся электростанции в Алтайском крае и изучена статистика по возобновляемым источникам энергии, а именно их рост, за последние годы. Актуальность изучения этой темы состоит из имеющегося плана правительства на ближайшие 5 лет по строительству 5 солнечных электростанций в Алтайском крае, причем каждая СЭС будет мощность от 25 до 40 МВт, поэтому в перспективе активный рост СЭС в нашем крае.

Ключевые слова: гелиоэнергетика, возобновляемые источники энергии, географическое положение, солнечное сияние, солнечные электростанции, солнечные батареи.

В настоящее время во всем мире, в том числе и в России, большое внимание уделяется возобновляемым источникам энергии. Природные ресурсы (уголь, газ) не возобновляемы, их запасы ограничены, поэтому необходимы альтернативные источники энергии, способные обеспечить нормальную жизнедеятельность человечества.

Среди всех альтернативных источников энергии особое место занимает солнечная энергия. Гелиоэнергетика (солнечная энергия) — вид энергии, основанный на использовании солнечного излучения для получения энергии.

Солнце является главным источником энергии на Земле. Более 170 миллионов ГВт солнечной энергии достигает нашей планеты ежегодно. Это количество энергии в десятки тысяч раз превышает общемировые потребности в энергии.

Картина распределения солнечной энергии по территории нашей страны разнообразна. Алтайский край по географическому положению находится на юго-востоке Западной Сибири между 49-54 градусом северной широты. Продолжительность солнечного сияния составляет от 2000 до 2300 часов в год. Это сопоставимо с аналогичными параметрами наиболее солнечных стран. Солнечная энергия в Алтайском крае поступает с интенсивностью от 3,2 до 6,6 к Вт/час на 1 кв. метр в день.

Эти показатели говорят о том, что Алтайский край имеет большой гелиоэнергетический потенциал для развития солнечной энергетики. Поэтому уже сейчас есть солнечные электростанции (СЭС) в нашем крае. Например, Кош-Агачская солнечная электростанция — самая мощная (после Кош-Агачской СЭС-2) электростанция Республики Алтай. Мощность электростанции оценивается в 10-15 МВт.

Строительство в российских регионах СЭС стало выгодным вложением средств в том числе и потому, что тарифы на электроэнергию с каждым годом растут, цены на альтернативную энергетику наоборот падают.

Тем не менее, необходимо учитывать тот факт, что уровень солнечной инсоляции по разным регионам России может значительно отличаться. Так, если посмотреть на карту, которая отображает уровень солнечной радиации по регионам (рисунок 1), то можно заметить, что значения этого уровня могут отличаться в несколько раза.

Рисунок 1 – Уровень солнечной радиации на территории России

Конечно, первые шаги в развитии солнечной энергетики сопряжены с решением множества различных проблем, таких как , например, проблема интеграции солнечных электростанций в общую энергосистему.

Единичная мощность и количество источников энергии на основе ВИЭ постоянно растет, одновременно возрастает и необходимость постоянного мониторинга качества электрической энергии в точке общего подключения солнечных электростанций.  В результате, для эффективного и адекватного анализа влияющих на качество электроэнергии изменений, применяются различные технические устройства, которые позволяют производить мониторинга качества электроэнергии соответствующего класса [1].

Существуют и другие проблемы, связанные с развитием солнечной энергетики, которые решаются сегодня или которые ещё предстоит решить в будущем, в том числе и в Алтайском крае.

Особый интерес представляет микрогенерация на основе ВИЭ.  Развитию этого сегмента энергетики способствуют следующие факторы:

- высокие средние цены на электроэнергию, которые стимулируют потребителей экономить на ее покупке за счет собственной генерации;

- возможность отпуска электроэнергии в сеть и упрощенные процедуры

подключения к электросетям;

- наличие государственного субсидирования тарифа;

- гарантированный сбыт электроэнергии по долгосрочным контрактам.

Уровень инсоляции в различных регионах России значительно отличается. Поэтому, для качественного расчета фотоэлектрической системы необходимо использовать точные данные о количестве солнечного света, принимая во внимание сезонность и особенности климата, поскольку эффективность работы энергоустановок на основе гелиопанелей в наибольшей степени определяется погодными условиями местности [2].

Используя доступные источники данных, достаточно легко определить уровень инсоляции для любого региона России. Так, например, определив уровень солнечной инсоляция для географических условий Алтайского края (г. Барнаул, координаты 52.718, 83.0566), можно рассчитать максимальный КПД солнечной электростанции для любого времени года. Уровень инсоляции в течении года для г. Барнаула представлен графиком на рисунке 1.

Рисунок 2 – Уровень инсоляции за год в г. Барнаул

Согласно отчету Всемирного энергетического совета, доля возобновляемых источников энергии на нашей планете в настоящее время составляет 28 % от общего объема производства электроэнергии в мире и нуждается в дальнейшем увеличении.

Для условий Алтайского края, развитие солнечной энергетики является достаточно перспективным. Связано это в первую очередь с тем, что уровень солнечной радиации по юго-западным районам края достаточно высокий. Кроме того, в этой части Алтайского края находятся так называемые степные районы, где есть также и солончаковые почвы которые не используются в сельскохозяйственном производстве.

Несмотря на все существующие проблемы и недостатки СЭС можно сделать вывод о том, что такой способ получения электроэнергии имеет достаточно хорошие перспективы для развития в Алтайском крае. Широкое использование систем электроснабжения, построенных на основе использования энергии солнца и ветра, позволят снизит общую энергоемкость производства, увеличить его эффективность, а также сократить вредные выбросы в атмосферу.

Список используемой литературы

1. Жабин, Н. И. Мониторинг качества электроэнергии на солнечных электростанциях / Н. И. Жабин, В. И. Сташко // Интеллектуальная энергетика : Сборник научных статей кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» АлтГТУ им. И. И. Ползунова / Сост. С. О. Хомутов, В. И. Сташко. – Барнаул : ООО «МЦ ЭОР», 2021. – С. 196-202. – EDN NWWMAW.

2. Жук, В. Л. Перспективы развития микрогенерации мира и России / В. Л. Жук, В. И. Сташко // Интеллектуальная энергетика : Сборник научных статей кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» АлтГТУ им. И. И. Ползунова / Сост. С. О. Хомутов, В. И. Сташко. – Барнаул : ООО «МЦ ЭОР», 2021. – С. 237-240. – EDN ASHJDJ.

Информация об авторах

Шипицына Е. В. - старший преподаватель, Егорова Т. И. – студент группы 8Э(з)-01, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.

-