Добре дошли > Публикации > Тенденции в усвояване на слънчевата енергия у нас

Тенденции в усвояване на слънчевата енергия у нас

Проф. д.т.н. Стефан Илиев /1928 - 2021/, РОСТИ ЕООД



Въведение

Усвояването на слънчевата енергия е сложна задача. Търси се оптимално решение на проблеми от различен характер: научно-изследователски, течнологически, течнически, архитектурни, икономически и др. Слънчевата енергия се трансформира в електрическа или когенерационно в топлинно-електрическа. Нейното участие в енергийния баланс е безспорно и няма страна, която да игнорира понастоящем този фактор.

Незатихналата все още дискусия у нас, относно преференциялната изкупна цена на генерираната от фотоволтаичните панели ел. енергия, доведе до възприемането на една приемлива по-ниска цена от инвеститори и ползуватели.

Наред с този факт обаче, тази дискусия създаде условия за притеснения и отрицателно настроение в една част на обществото, че слънчевата енергия е скъпа и нейното бъдеще е рисково. Като се има предвид, че това е най-сигурната, качествена и еко-чиста енергия в широкия микс от съвременните енергоносители, специалистите имат изключителната отговорност пред обществото да възстановят това доверие.

В настоящето изложение се анализира бързо развиващите се технологични тенденции, стимулирани целево от бизнеса с инвестиции във всички фази на научните изследвания, практически решения и търсене на оптимално ценово решение.


Структура на слънчева енергийна система

Слънчевата енергийна система включва: фотоволтаичен (ФВ) генератор, редуктор (преобразувател на постоянния в променлив ток) и зашитна система. ФВ-генератор се състои от ФВ-клетки, свързани подходящо във ФВ-панели, които осигуряват планирана електрическа мошност. ФВ-клетки са направени от материали, които осигуряват между светлинно облъчената и обратната страна на клетката напрежение или ток при затваряне на веригата.

Понастоящем в зависимост от материала (силиций, кадмий и др.) и структурата на клетките (монокристални, поликристални, тънкослойни и др.) е постигната усвояемост в производствени условия до около 20% от слънчевата енергия. При използване на когенерация, т. е. получаване и на топла вода, чрез охлаждане на ФВ-панели, усвояемостта се повишава до 2 пъти. Това се дължи на повишената ефективност на охладените ФВ-клетки и на директното затопляне от слънцето на охладителната система.
Създадени са конструктивни възможности за автоматично следене на слънцето за повишаване усвояването на слънчевата енергия.


Нови изследвания и технологии за усвояване на слънчева енергия

Без да се представят подробности, съществуват съобщения за драстични постижения в усвояването на слънчевата енергия. Безспорен показател в това отношение е разбира се цената на ФВ-панели.

Според изследвания на Globaldata, цената на ФВ-панели е паднала от 3,8 USD/W през 2006 г. на 0,91 USD/W през 2012 г. Очаква се през близките години тя да продължи да намалява и да достигне 0,25 USD/W през 2020 г.

Фирма IBM съобщава за разработена нова технология, с която се усвоява 80% от слънчевата енергия. Това е голяма чиния (като сателитна), със специална облицовка и автоматично насочване към слънцето. Цената е 250 USD/м2, т. е. 3 пъти по-евтино от други аналози. При тази технология енергията е около 0,10 USD/W и е сравнима с тази от ТЕЦ на твърди горива.


Характерни особености между покривни и наземни ФВ-генератори (системи)

Специфични особености между покривните и наземни ФВ-системи са свързани с възможностите на изграждането им, използване на генерираната ел. енергия, връзката с енергийната система и др.

Ето защо ще се опишат самостоятелно някои от тях.

Покривни ФВ-системи

При тези ФВ-системи се използват всички свободни повърхности на покривите, балконите и фасадите на сградите. Активните ФВ-части са гъвкави и могат да следват ъгловите и нелинейни части на фасадите, както и по прозорците без да променят светлинния им поток.

Много съществен ефект на покривните ФВ-системи е, че те са производители и потребители на ел. енергия във възлите на електроенергийната система. Това намалява загубите на ел. енергия и не изисква средства за увеличаване на преносните възможности на електрическата мрежа.

Тяхната мощност е малка и обикновено е за задоволяване на нуждите на домакинствата, т. е. около 5-10 кW и съответно увеличени при по-големи сгради.

Наземни ФВ-системи (паркове)

Тези ФВ-системи се разпрострират върху големи площи, неплодородна земя обикновено отдалечени от потребителите.

Съсредоточеното производство на ел. енергия от порядъка на десетки МW изисква наличие или капиталовложения за изгаждане на нови ел. проводници и съответна инфраструктура в този район.

Земята у нас е с оценката на продуктивните възможности на почвата, климатичните условия, пригодност за производтсво на различна растителна продукция в 1-10 категории. Най-добре е първа и най-слаба десета.


Заключение

Направеният анализ мотивира следните препоръки:

1. Да се забави и спре изграждането на нови наземни ФВ-паркове за няколко години. Същите изискват нови капиталовложения в ЕЕС, а земята у нас е безценна.
2. Да се стимулират покривните когенерационни ФВ-системи за усвояване на слънчевата енергия.
3. Целесъобразно е да се забави темпото за въвеждане на ФВ-системи до усвояване на нови поколения с по-голяма ефективност поне, 5-6 г.