Здравствуйте!

Это журнал Института энергоэффективных технологий в строительстве. Наш основной сайт: http://e-institut.ru. В этом журнале мы размещаем свежую информацию, материалы, статьи о новых технологиях и решениях, помогающих сберегать энергию и делать нашу планету чище. Директор института: Владимир Сидорович.

Книга Владимира Сидоровича "Мировая энергетическая революция"

Накопитель энергии из стали

Компании Vattenfall Energy Solutions, Gewobag (управление недвижимостью) и стартап Lumenion строят в берлинском районе Тегель накопитель энергии нового типа.

Назначение устройства — сглаживать пики выработки ветровой и солнечной генерации, с одной стороны, и выдавать/вырабатывать из накопленной энергии тепло и электроэнергию потребителям.

Речь идёт о термальном накопителе. Электрическая энергия используется для нагревания стальных элементов, расположенных в теле устройства, до 650 градусов Цельсия с последующей выдачей тепла в централизованные системы теплоснабжения, которые в последние годы в Германии получают все более широкое распространение. Кроме того, на основе этого высокотемпературного тепла можно «обратно» вырабатывать электроэнергию с помощью паровой турбины.

Принципиальная схема работы изображена на рисунке.



Lumenion, компания-разработчик уверяет, что стоимость их накопителя существенно ниже других вариантов. Она находится в интервале 50-70 евро за киловатт-час емкости. В расчете на 20 лет и при 150 циклах стоимость киловатт-часа получается ниже 2 евроцентов. При этом производитель заявляет 40 летний срок службы, то есть после 20 лет стоимость хранения энергии снижается практически до нуля.

На первый взгляд, нагревание электричеством некой материи с последующим производством тепла и электричества — не самый эффективный способ хранения, велики потери. Однако Collapse )

«Невидимые» солнечные модули для фасада

Владельцы небольшого многоквартирного здания, расположенного на севере швейцарского округа Будри, попросили местного фасадного специалиста покрыть часть фасада фотоэлектрическими солнечными модулями. Задача состояла в том, чтобы смонтировать несколько десятков квадратных метров панелей для питания теплового насоса и помещений общего пользования таким образом, чтобы они не выделялись на белом штукатурном фасаде (фото).



Для решения задачи была выбрана швейцарская фирма Solaxess, которая производит колерованные солнечные модули в трех цветах: белый, светло-серый и бежевый. Точнее, компания не производит модули сама, а сотрудничает с производителями, которые могут интегрировать разработанную Solaxess пленку в процессе сборки модулей.

В результате структура модуля получается такой:

Collapse )

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Итоги года работы солнечной электростанции (15 МВт) в Астраханской области.

Часто приходится слышать, что солнечная энергетика не подходит для России. Мол, холодно, пасмурно, солнца мало. То ли дело Болгария, Италия, Испания…

Фактор холода отбросим сразу. Для кремниевых фотоэлементов, чем холоднее — тем лучше. При понижении температуры напряжение солнечных элементов возрастает, повышая выходную мощность электростанции. Поэтому «мороз и солнце» — «день чудесный» для фотоэлектрических преобразователей. Разумеется, угол наклона солнечных модулей при перемещении от экватора к полюсам надо увеличивать, чтобы собирать больше солнечной энергии (и меньше снега) на единицу площади.

Разберёмся с инсоляцией. Уровень солнечной радиации в разных регионах нашей планеты хорошо изучен. Опубликованы соответствующие карты и атласы. Есть, например, замечательный Global Solar Atlas (Глобальный Солнечный Атлас), с помощью которого можно узнать уровень солнечной радиации практически в любой точке планеты и «прикинуть», какую выработку даст солнечная электростанция. Это отличный инструмент для быстрой предварительной оценки потенциала фотоэлектрической генерации в регионе.

Одним из лидеров развития солнечной энергетики в мире является Германия, до 2015 года она даже занимала первое место по установленной мощности солнечных электростанций. При этом в ФРГ средний КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) фотоэлектрической генерации составляет примерно 10%. То есть выработка солнечных электростанций за год соответствует всего десяти процентам их номинальной (паспортной) мощности.

Россия располагает огромными площадями, многократно большими, чем площадь ФРГ, на которых расчетная выработка солнечных электростанций превышает средние немецкие показатели. Уже в таких городах как Тула, Воронеж, Самара, Челябинск, Омск, Новосибирск, Красноярск профессионально спроектированная солнечная электростанция с правильным углом наклона модулей и качественным оборудованием выдаст примерно 1150 киловатт-часов на один киловатт мощности (КИУМ ~ 12,5%). В Краснодаре или Сочи мы получим уже примерно 1300 кВт*ч на 1 кВт (КИУМ ~ 14,8%), что сопоставимо с Болгарией, севером Италии, Францией.

Всё это расчетные величины, теория, скажет въедливый читатель. Тогда давайте посмотрим на практику работы действующей, настоящей промышленной солнечной электростанции в России.

Мне удалось задать несколько вопросов Михаилу Олеговичу Неврюзину, главному инженеру СЭС «Заводская» компании «Солар Системс». Эта станция расположена неподалёку от Астрахани и имеет установленную мощность 15 МВт (мегаватт) — нормальный средний размер объекта промышленной солнечной генерации по европейским меркам.



Collapse )

Солнечная электростанция на балконе

В европейских странах с высокими тарифами на электроэнергию для домохозяйств всё большее распространение получает так называемая балконная фотовольтаика (балконные солнечные модули). Владельцы или арендаторы квартир в многоквартирных домах вывешивают под (рядом с) окнами или ставят на балконы солнечные панели и вырабатывают электричество для себя, снижая потребление «сетевой электроэнергии».



Как это работает?

Нужно просто купить специальный модуль и вставить штекер в розетку. То есть не нужно ничего переоборудовать. В балконную солнечную панель уже встроен микро-инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный), который как правило крепится с тыльной стороны. На фотографии как раз виден инвертор и обычная «вилка» стандарта Schuko. Это модуль, который Collapse )

Полная автономия жилища на основе солнечной энергии и водорода

В Германии начался приём заказов на компактные системы, предназначенные для обеспечения полной (круглогодичной) энергетической автономии индивидуальных и двухквартирных жилых домов.

Продукт под названием «Picea» предлагается немецкой компанией HPS Home Power Solutions GmbH.

Речь идёт о наборе устройств, необходимых для полного энергообеспечения домохозяйства, большая часть которых интегрирована в одном корпусе.



Picea включает в себя:
•Топливный элемент, с помощью которого вырабатывается электрическая и тепловая энергия в зимний период.
•Электролизёр, предназначенный для преобразования солнечной энергии в водород летом.
•Аккумуляторные батареи для хранения солнечной электроэнергии в течение суток емкостью 25 кВт*ч.
•Солнечный контроллер.
•Инвертор.
•Сезонный накопитель энергии (баллоны с водородом) емкостью 350-1000 кВт*ч электроэнергии.
•Накопитель тепловой энергии (бак с горячей водой).
•Вентиляционную установку с рекуператором тепла и влаги (эффективность теплообмена: 93%).
•Систему управления.

Collapse )

Солнечная микрогенерация – опыт Болгарии

Во многих странах мира солнечная электростанция на крыше дома стала обычной частью городского и сельского ландшафта. В подавляющем большинстве случаев речь идет о сетевых объектах генерации, то есть они не просто снабжают домохозяйство электроэнергией, но и «отдают» её излишек в сеть.

Почему так происходит? Это просто-напросто рационально. Дело в том, что если вы поставите сколько-нибудь приличную по размерам (на несколько киловатт) солнечную электростанцию на крышу, то у вас получится потреблять лишь незначительную часть производимой электроэнергии. Даже если вы дополните генерацию накопителями энергии, всё равно будет оставаться излишек, который нужно куда-то деть. Подробнее об этом можно прочитать в нашей статье, где мы обсуждаем вопросы энергетической автономии.

В России пока только готовятся соответствующие государственные решения, которые позволят продавать солнечную энергию в сеть объектам малой солнечной генерации.

В связи с новизной темы для российского рынка нам интересен опыт других стран в области малой кровельной солнечной энергетики. Поэтому я решил задать несколько вопросов Роману Рубановичу, совладельцу болгарской компании NENCOM, занимающейся поставкой и монтажом инженерных систем. Роман с коллегами только что завершили установку кровельной солнечной электростанции мощностью 22 кВт, основным компонентом которой являются высокоэффективные солнечные модули HIT от Panasonic (к слову, по аналогичной гетероструктурной технологии производит свои панели российская компания «Хевел»).



Можно ли в Болгарии продавать свою солнечную электроэнергию в сеть?

Читать дальше на RenEn.


Виртуальная электростанция Next Pool: 4 ГВт по итогам 2017 года

В Европе развивается бизнес виртуальных электростанций. За 2017 год объект Next Pool, принадлежащий немецкой Next Energie GmbH вырос на 1,35 ГВт. В том числе 1 ГВт прироста обеспечила Германия (из них 540 МВт дала солнечная энергетика), а 350 МВт – семь европейских рынков.

По итогам 2017 года Next Pool объединял 5 140 объектов генерации суммарной мощностью 4 020 МВт.

Виртуальная электростанция — это цифровое сообщество децентрализованных генераторов, работающих на основе возобновляемых источников энергии (биогаз, ветроэнергетика, солнечные и гидроэлектростанции) и других децентрализованных производителей электроэнергии. Целями их слияния в один общий «виртуальный пул» являются совместный маркетинг электроэнергии и предоставление услуг электросетевым компаниям, например, краткосрочных резервов для регулирования частоты. Минимальная мощность одного устройства в случае Next Energie ограничена 100 кВт. Разумеется, участниками сообщества могут являться только генераторы, производящие электроэнергию «в сеть», на продажу, а не автономные объекты.

Виртуальная электростанция – это не синоним так называемых «умных сетей» (Smart Grid), она является их важным компонентом.

Collapse )

Универсальный фундамент – прорыв в офшорной ветроэнергетике?

Морская (офшорная) ветроэнергетика – быстрорастущий сегмент мировой экономики. По прогнозу WindEurope, только в Европе установленная мощность офшорных ветровых электростанций к 2030 году вырастет в пять раз.

На сегодняшний день в мире наибольшее распространение получили следующие типы фундаментов для морских ветряных турбин:

• Моно-свая (Monopile) – самый распространенный тип;
• «Тренога» (Tripod);
• Стальная решетчатая конструкция в форме усеченной пирамиды, устанавливаемая на четырех сваях (Jacket Foundation).



Все эти типы оснований используются давно, проверены и хорошо себя зарекомендовали. С ними, однако, есть две проблемы. Первое: колоссальная трудоемкость и стоимость работ, связанных, к тому же, с серьезным вмешательством в окружающую среду. Второе, как ни странно, это шум при проведении работ. Казалось бы, кого волнует шум в десятках километров от берега? Однако, в забюрократизированной Европе не всё есть соответствующие правила. В частности, в Германии существуют довольно жесткие нормы, касающиеся шумового загрязнения морской акватории.

Поэтому не прекращается поиск экономически эффективных и не столь шумных технологий фундаментов.

Одним из таких решений, которое, похоже, может стать прорывным, является Collapse )

О развитии ВИЭ в России до 2030 года

В России, как известно, установлены цели развития «новых ВИЭ» до 2024 года.



Эти цели являются самыми скромными среди всех сколько-нибудь значимых экономик мира. Достаточно сказать, что уже к концу прошлого, 2016 года 18 стран располагали установленной мощностью ветровых электростанций, превышающей российский целевой показатель на 2024 г. По моей оценке, к 2024 году Россия будет находиться где-то в четвертом десятке государств по установленной мощности ветроэнергетики. В фотоэлектрической солнечной энергетике ситуация аналогичная.

Порассуждаем, какая установленная мощность солнечной и ветровой энергетики «подходит» для Российской Федерации образца 2030 года.

Как известно, во многих странах ВИЭ уже экономически конкурентоспособны, и на эффективно организованных рынках с хорошими природными условиями несубидированные цены киловатт-часа (по результатам тендеров) в ветроэнергетике устойчиво находятся ниже 3 американских центов за киловатт-час (ниже двух рублей). Можно посмотреть на Бразилию, Канаду, Мексику, Германию, Марокко… В некоторых случаях цены начинают «прощупывать» отметку в 1 (один) рубль/кВт*ч.

В солнечной энергетике ситуация схожая. В идеальном климате и в условиях низкой стоимости капитала «одноставочная» цена сегодня уверенно находится в районе (в пересчете по текущему курсу) Collapse )