Павильон «Возобновляемые источники энергии» Сектор «Энергия солнца»

Среди широкого спектра технологий использования солнечной энергии для производства тепловой и электрической энергии в российских условиях наибольший практический интерес представляют технологии солнечного нагрева воды и прямого преобразования энергии солнечного излучения в электроэнергию с помощью фотопреобразователей.

Простейшим и наиболее дешевым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах.

Плоский солнечный коллектор представляет собой теплоизолированный с тыльной стороны и боков ящик, внутри которого помещена тепловоспринимающая металлическая или пластиковая панель, окрашенная для лучшего поглощения солнечного излучения в темный цвет и закрытая сверху светопрозрачным ограждением (один или два слоя стекла или прозрачного стойкого под воздействием ультрафиолета пластика). Панель является теплообменником, по каналам которого прокачивается нагреваемая вода. Вода направляется в теплоизолированный бак гидравлически соединенный с солнечным коллектором. За день вода из бака может несколько раз проходить через коллектор, нагреваясь до расчетного уровня температуры, зависящего от соотношения между объемом бака и площадью солнечного коллектора, а также от климатических условий. Циркуляция воды в замкнутом контуре солнечный коллектор - бак - солнечный коллектор может осуществляться принудительно с помощью небольшого циркуляционного насоса или естественным образом за счет разности гидростатических давлений в столбах холодной и нагретой воды. В последнем случае бак должен располагаться выше верхней отметки солнечного коллектора.

В России число действующих солнечных установок сегодня весьма ограничено. Тем не менее, за последние годы в России сформировалось около десятка потенциальных производителей солнечных коллекторов и водонагревателей, осуществляющих выпуск опытных и мелких партий.

К сожалению, крупных заказов производители не имеют и выпускают солнечные водонагревательные установки от случая к случаю, в связи с чем цена на них устанавливается довольно высокой - в большинстве случаев от 150 до 300 $ в расчете на 1 кв.м площади коллектора.

Фотоэлектрические установки находят все более широкое практическое применение как источник электроэнергии для малых и средних потребителей, требующих автономного энергоснабжения, а в ряде случаев и подключенных к электрическим сетям.

Для фотопреобразователей (ФЭП) из монокристаллического кремния в лабораторных условиях на опытных образцах достигнут кпд 24%; на малых опытных модулях - 18%. Для поликристалличческого кремния эти рекордные значения равны 17 и 16 %, для аморфного кремния на опытных модулях достигнуты кпд около 11 %.

В среднем стоимость модулей ФЭП мощностью 50-70 Вт на мировом рынке сегодня снизилась до 4-4,5 $/Вт (стоимость ФЭП у российских производителей 3,5-4 $/Вт). Однако с учетом стоимости опор, коммутационных устройств, системы автоматики и другого необходимого комплектующего оборудования стоимость установки в целом возрастает как минимум вдвое и может составлять до 7-10 $/Вт.

В России суммарные производственные мощности по выпуску ФЭП по данным производителей составляют несколько МВт в год. Однако используются они лишь в объеме около 100 кВт/год. Производимые российскими предприятиями ФЭП отвечают международным стандартам и в основном поставляются в развивающие страны.