Топливно-энергетический комплекс отраслей

Когда встает вопрос об источниках тепловой энергии, в голове возникают привычные мысли о традиционном органическом топливе – торфе, угле, нефти, газе и древесине. И действительно, многие десятилетия они активно используются во благо человечества, но их природные запасы не вечны, и однажды вовсе подойдут к концу. Помимо этого, при сжигании органического топлива, мы сталкиваемся с проблемами выбросов вредных газов, и образованием твёрдых отходов – продуктов сгорания топлива, которые негативно воздействуют на компоненты экосистемы.

Поэтому человечеству необходимы новые источники энергии, коими могут стать энергии движения воды, ветров, приливов и солнца. Во многих странах такое стало уже реальным. К сожалению, Россия не входит в этот список – поиск и освоение альтернативных источников энергии не имеет в нашей стране должного уровня развития.

Как известно, энергетика оказывает огромное влияние на все отрасли производства. За прошедшие 200 лет развитие топливно-экономической промышленности нашей страны прошло несколько этапов – от угольного до нефтегазового. 80-е годы стали для мира началом открытия нового периода – постепенного перехода от минеральных органических к неисчерпаемым ресурсам.

Министерством энергетики России только в 2009 году был инициирован государственный проект по развитию и использованию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и в нем было отмечено о решении вопроса до 2020 года повысить удельный вес ВИЭ в 10 раз. Проект призван решить проблемы доступности энергоресурсов для слабозаселенных районов, улучшить их электроснабжение, и тем самым повысить общую энергобезопасность страны. В рамках данного проекта на всех уровнях проводится обсуждение инициатив по вопросам государственной поддержки и регулирования этой отрасли энергетики. Ожидается, что результатом предпринятых мер станет улучшение экономических показателей таких отдаленных регионов, как Якутия и Дальний Восток, ведь именно они выбраны для реализации энергетических проектов по использованию ВИЭ.

Первая солнечная электростанция в Якутии

Холодная, с её вечной мерзлотой, Якутия, не совсем обделена солнцем, как может показаться на первый взгляд, здесь тоже есть солнечные дни их за год насчитывается более 200, именно в этой местности принято решение о запуске первой солнечной электростанции.

Построена она была на солнечных батареях в Верхоянском крае - в посёлке Дулгалах. Её запустила «Сахаэнерго» - предприятие, специализирующееся на электроснабжении удаленных северных районов. Электростанция с единичной мощностью 80 монокристаллических модулей, составляет 250 Вт., работает она в режиме зима-лето. Чтобы увеличить коэффициент полезного действия и повысить энергоэффективность фотоэлементов, при строительстве была использована особая конструкция, оснащенная поворотными механизмами. В пилотном режиме станция проработала больше года, и в настоящее время обеспечивает 30-40% всего электричества, потребляемого поселком. Солнечная энергия параллельно с дизельной поступают на общий силовой щит. Частичное замещение дизельной генерации солнечной энергией позволило сэкономить дизельное топливо, и тем самым снизить себестоимость производства электроэнергии. И это стало началом.

Увеличение выработки электроэнергии

На данный момент дочерней компанией ОАО «Якутскэнерго» предприятием «Сахаэнерго» запущено уже четыре электростанции. Установлены они в различных районах Якутии, и их суммарная выработка составляет порядка 9-10 мВт-ч. Несомненным преимуществом новых электростанций является то, что они оборудованы специальной конструкцией для крепления солнечных панелей, призванной выдерживать суровые северные условия. Благодаря этой технологии, разработанной якутскими энергетиками, и не имеющей аналогов в мире, данная конструкция обеспечивает возможностью вести эксплуатацию и использовать оборудование даже на морозе и при сильных порывах ветра, а специальные поворотные механизмы защищают оборудование от накопления снега. Благодаря этому увеличилась выработка электроэнергии. Использование этих станций с мощностью 20-30 кВт-ч. параллельно с дизельными, позволяет существенно экономить дорогостоящее дизельное топливо.

ОАО «Сахаэнерго» заключило также соглашение с соседними краями по строительству аналогичных электростанций.

Проектирование солнечных электростанций

Рынок России очень перспективен для различных инжиниринговых зарубежных компаний, их услугами можно воспользоваться на всех стадиях строительства этих экологических, выдержанных, основанных на солнечной генерации электростанций. К сегодняшнему моменту и российские специалисты уже накопили свои бесценный практический навык в этой отрасли.

Одним из таких примеров является компания ОАО «ЕвроСибЭнерго», одна из крупнейших энергокомпаний России, которая своими силами реализует все этапы строительств:

• ведет инженерные изыскания на стройплощадке в полном объеме;
• разрабатывает проектную документацию, получая все требующиеся соглашения;
• разрабатывает технологические схемы присоединениями и выдачей мощностей электроэнергии;
• выполняет все строительно-монтажные и пусконаладочные работы, включая сборку и установку всего оборудования.

Свои разработки в сфере строительства солнечных электростанций компания представила на проходившей в прошедшем году Хабаровской осенней выставке "Энергетика Дальневосточного региона. Энергосбережение".

Здесь потенциальные инвесторы на Якутской территории и на Дальнем Востоке могли ознакомиться со всеми достижениями и реальным опытом указанной компании в разработках систем солнечной генерации, обсудив коммерческую составляющую представленных технологий.

Проектные разработки этой компании по результатам тендера вошли в число победителей - инвестиционный проект по строительству солнечной электростанции «Абаканская», мощность которой составил 5198 кВт, был внесен в Программу развития энергетики Республики Хакасия на ближайшие 5 лет. Заказчик проекта – ОАО «Красноярская ГЭС».

В настоящий момент компания ОАО «ЕвроСибЭнерго» уже вводит в эксплуатацию свой проект «строительства под ключ», в соответствии с таким же проектом по строительству солнечной электростанции на солнечных PV модулях «Абаканская» в Республике Хакасия.

Технологии, используемые в производстве солнечных PV-модулей

Основная технологическая операция, применяемая при изготовлении солнечных PV-модулей - операция производства фотоэлектрических преобразователей, которая основывается на необычных свойствах кремния – прежде всего его эпитаксиальности и текстурированной поверхности. Под воздействием специальных селективных травителей, поверхность кремниевых фотоэлектрических преобразователей превращают в текстурированную пирамидальную поверхность, это позволяет значительно увеличить эффективность поглощения солнечных излучений, что в свою очередь приводит к возрастанию приобретаемой с единицы площади энергии и росту КПД. Использование указанных кремниевых фотоэлектрических преобразователей позволяет снизить затраты получаемой электроэнергии.

Используя различные технологии: рост мультикристаллов или монокристаллов кремния, добиваются необходимых качественных показателей изделий. Так как в настоящий момент немногие компании занимаются ростом кристаллов, в целях обеспечения более высоких экономических показателей и снижения расходов на логистику, компанией «ЕвроСибЭнерго-инжиниринг» было решено организовать на своей территории собственное производство по выпуску слитков мультикристаллического кремния. Были приобретены тепловые печи с производственной мощностью, колеблющейся в зависимости от качества поступающего сырья и используемых технологий, 100-120 тонн в год. Получаемые кристаллы по своим характеристикам полностью соответствуют допустимым для использования в электроэнергетике нормам. Также компании удалось добиться модернизации производства, минимизировав его издержки, благодаря особым конструкциям печей, и это привело к росту выпуска мультикремния на 15-25%

Проведение сборки и тестирования инверторных систем

Солнечная электростанция при строительстве нуждается так же в таком важном элементе как инверторные системы, с помощью которых постоянный ток преобразуется в переменный.

В данное время это осуществляется на дочернем предприятии ООО «ЕвроСибЭнерго-инжиниринг» - ООО «ГЭС-инжиниринг». Компания на собственных производственных площадях курирует проект сборки и тестирования инверторной системы с мегаваттным классом, и в, дальнейшем беря их за основу, собирает комплектное преобразовательное устройство, обладающее защитой, управляющей и контролирующей системой, а так же системой, обеспечивающей собственные нужды, с помощью коммутационных аппаратов, силовых трансформаторов, вспомогательных систем и устройств. Отличительные качества этих комплектных преобразовательных устройств (Pv-box) – это отличная транспортируемость, удобство монтажа, повышенная заводская готовность, если только исключить некоторые сложные операции, проводимые в полевых условиях, достигается эффективная масштабируемость, достигаемая в кратчайшие сроки за счет использования при разработке и внедрению однотипных изделий солнечной электростанции, мощность которых имеет самые различные диапазоны.

Основные узлы и компоненты для создания инвекторных систем, поставляются одним из главных проверенных партнеров - компанией «Шнейдер Электрик», работающей на мировом уровне. Она также занимается разработкой технологической стороны проекта и является консультантом ООО «ЕвроСибЭнерго-инжиниринг» по проектам электростанций с прямым преобразованием солнечной энергии в России.

В настоящий момент условия локализации внедряемых станции на российской территории уже проводятся с помощью использования данной полученной продукции, данный аспект касается и Абаканского проекта реализации СЭС.

Всевозможные опытные наработки и практические знания о проектах создания электростанций, вырабатывающих солнечную энергию и имеющих мощность от пяти до шестидесяти пяти и даже выше мегаватт, являются основным двигающим звеном в обеспечении их качественной трансляции по всей российской местности, ведь разработанная технология и полученные результаты с высокой производственной мощностью удовлетворяют необходимость в них множество разнообразных потребителей из различных регионов, имеющих разные климатические зоны.