Yashil energiya: tushunchasi, turlari, foydalanish afzalliklari. “Yashil energiya” yaqin orada samarali Yashil elektr energiyasiga aylanmaydi

Biz sizni, aziz o'quvchilarni, yuqori malakali muhandisning "yashil energiya" ning asosiy komponentlari - quyosh panellari va shamol turbinalari nima ekanligi haqidagi fikri bilan tanishtirmoqchimiz. "Ilg'or jahon hamjamiyati" issiqlik va atom elektr stansiyalari davri tugaganiga ishonadimi? Aytaylik, bu aynan shunday va oddiygina qancha turadi - ishlab chiqarish xarajatlari, operatsion xarajatlar va kerakli er maydoni bo'yicha hisoblab chiqaylik. Dmitriy Talanov nima haqida yozayotganini yaxshi biladi, chunki u bunday avlod uchun elektr tarmoqlarini hisoblashi kerak edi va shuning uchun uning nuqtai nazari ayniqsa qiziq.

O'ttiz yil avval kompyuterlar millionlab dollar, qattiq disklar o'n minglab dollar, qattiq xotira esa shunchalik qimmat ediki, mish-mishlarga ko'ra, Bill Geyts 1981 yilda har qanday kompyuter uchun 640 kilobayt bunday xotira yetarli bo'lishi kerak, deb aytgan.

Keyin iste'mol talabini kredit bilan rag'batlantirish davri boshlandi, ishlab chiqaruvchilar potentsial bozorni baholadilar, biznes rejalarini qayta yozdilar, qarz oldilar va ikki yoki uchta muhandis o'rniga bir vaqtning o'zida bir necha o'nlab muhandislarni yollashdi va ularga xarajatlarni kamaytirish va yaxshilash yo'llarini topishni topshirdilar. o'z mahsulotlarining iste'mol sifati. Natijani har qanday uyda ko'rish mumkin. Shunday qilib, ma'lum bir yo'nalishga yo'naltirilgan pul daryosi qisqa vaqt ichida manzarani tubdan o'zgartirdi.

Dunyo quyosh nuri va shamol kabi qayta tiklanadigan manbalardan energiya olish g'oyasi bilan kasallanganidan so'ng, bu yo'nalishda pul daryosi oqdi. Ta'sir shunga o'xshash edi: yigirma yil ichida quyosh panellarining samaradorligi, batareyalar quvvati va shamol generatorlarining ishonchliligi keskin oshdi. Va ularning qiymati tushib ketdi. UPS (uzluksiz quvvat tizimi) deyarli birlikdagi kirish quvvati koeffitsienti, samaradorligi 97% gacha bo'lgan, bozorda suv bosgan va murakkab VFD (o'zgaruvchan chastotali haydovchi) paydo bo'lib, sincap kafesli rotorli asinxron motorni aylantirgan. sanoatning ishchi kuchi - deyarli sinxron, osongina o'zgaruvchan aylanish tezligi va mildagi moment egri chizig'iga, va bu allaqachon o'nlab foiz energiya tejashni ta'minladi. Shuni ta'kidlash kerakki, VFDlarning o'zlari 1960-yillarda paydo bo'lgan, ammo samarali vektor nazorati 1990-yillarga qadar ularda amalga oshirilmagan.

Dunyoning iloji boricha tezroq "yashil rangga o'tish" istagi ko'plab mahsulotlarning iste'mol sifatiga ajoyib ta'sir ko'rsatadi va muhandislik ruhini juda xursand qiladi. Axir, ilgari erishib bo'lmaydigan ko'plab imkoniyatlar ochiladi! Albatta, men ushbu mavzuni rivojlantirishni juda xohlayman, ammo maqola "yashil energiya" ni muhandislik va iste'molchi baholashga emas, balki poytaxtimiz Moskvaga nisbatan ushbu energiya sohasining istiqbollarini tahlil qilishga bag'ishlangan. . Tahlil qilish uchun barcha ma'lumotlar ochiq manbalardan olingan, ichki ma'lumotlar talab qilinmagan, hamma uchun ochiq ma'lumotlar etarli.

Moskva va quyosh

Birinchidan, faqat Moskvani muqobil energiya manbalariga o'tkazish uchun nima talab qilinishini taxmin qilaylik. Keling, quyosh energiyasidan boshlaylik.

Quyosh konstantasi - quyosh nurlariga perpendikulyar bo'lgan tekislikdan o'tadigan quvvat miqdori - Yer orbitasida 1367 Vt/m², sayyora yuzasida esa ekvatorda kunduzi 1000 Vt/m². Bu shaffof muhitda yo'qotishlarni taxmin qilishdir. Bundan tashqari, biz kVt soatda hisoblaymiz, chunki biz sayyora orbitasining elliptikligi ta'sir qiladigan energiyani aniq ko'rib chiqamiz va vaqti-vaqti bilan unga tun tushadi va hatto ob-havo o'zgaradi. Yillik insolyatsiya buni hisobga oladi va shuning uchun hisoblash osonroq.

Shunday qilib, Moskva uchun yillik insolyatsiya, agar quyosh batareyasini (SB) erga gorizontal ravishda tashlasak, batareyaning 100% samaradorligi bilan 1020 kVt / m² bo'ladi. Agar biz bir xil batareyani yiliga olinadigan energiyani maksimal darajada oshirish uchun ufqqa belgilangan optimal burchakka yo'naltirsak, bu ko'rsatkich 1173 kVt / m² ni tashkil qiladi. Agar biz quyoshga ergashsak, batareyani oldinga va orqaga harakatlantirsak, u holda 1514 kVt / m². Taqqoslash uchun, Sochida bir xil ko'rsatkichlar bo'ladi: 1,365 / 1,571 / 2,129. Ya'ni, keyin Moskvaga energiya jo'natish maqsadida u erda qurishning ma'nosi yo'q: barcha foyda uzatish paytida yo'qotishlarga ketadi.

Bu bizning dastlabki ma'lumotlarimiz batareyaning samaradorligini hisobga olmagan holda, bugungi kunda optimistik tarzda 18-20% va kundalik haqiqatda vaqt o'tishi bilan foto degradatsiyasini hisobga olmagan holda 16% ga yaqinroq ko'rsatilgan. Keling, optimist bo'lib, hisob-kitoblar uchun 18% ni olamiz.

Dastlabki ma'lumotlarga quyosh stantsiyasining o'rnatilgan quvvatining 1 vatt narxini qo'shishimiz kerak. Maqola muallifi xitoylik ishlab chiqaruvchining SB-ning tasdiqlangan ishonchliligidan foydalanib, yillar davomida gigavattli hind qurilmalarida sinovdan o'tkazilib, bir vatt uchun 1,8 dollarga yetdi (kalit taslim, qurilgan 220/33/10 kV tizim bilan to'g'ridan-to'g'ri sinxronizatsiya bilan). tomonidan 200 MVt uchun). Ammo alohida ishlab chiqaruvchilarning uskunalaridan foydalangan holda vatt uchun 1,0 dollarga erishish mumkinligi haqida doimiy mish-mishlar mavjud. Xo'sh, biz bunday optimizmning asosini tekshirmaymiz, balki buni hisob-kitoblarimiz uchun qabul qilamiz. Hech kim "yashil energiya" ga noto'g'ri munosabatda bo'lganlikda ayblamasligi uchun. Va nihoyat: 2016 yilda Moskva 59 068 million kVt / soat iste'mol qildi (faqat shahar; Mosenergo hisobotidan, 2016 yil).

Moskvada belgilangan optimal burchak ostida o'rnatilgan kvadrat metr batareyaning yillik ishlab chiqarishini o'rtacha hisoblab, biz 1,173 kVt / m² / 8,760 soat = 0,134 kVt = 134 Vt / m² ni olamiz. 18% optimistik real samaradorlik bilan bizning natijamiz 0,18 x 134 = 24 vatt/m².

Ushbu natijalar Avstraliya uchun 30% dan Shimoliy Yevropa uchun 13% gacha bo'lgan turli mamlakatlarda allaqachon ishlayotgan quyosh panellari uchun o'rnatilgan quvvatlardan foydalanish koeffitsienti (IUR) bilan yaxshi mos keladi.

Kerakli quyosh panelining umumiy maydoni: 59'068,000,000 / 1'173 / 0,18 = 279'757'506 m².

Bu raqam katta ko'rinadi, lekin qo'rqmang, bu atigi 279,8 km, ya'ni taxminan 17 dan 17 km gacha. Yerda turganimizda, tekis, ochiq joylarda yalang'och ko'z bilan 5 km masofani ko'rishimiz mumkin. Shu masofani uch baravar oshiring, so'ngra bu tomoni bilan kvadratni tasavvur qiling, bu SB ning kerakli maydoni bo'ladi.

Shunday qilib, Moskvani "yashil" rangga bo'yash narxi:

279'757'506 m² x 24 Vatt/m² = 6'714'180'144 Vatt = 6'700 MVt ⇒

⇒ 6,700 MVt x 1,0 dollar = 6,700 million dollar = 6,7 milliard dollar

Bu kapital xarajatlar. Bu o'rnatishni saqlash, hatto panellarni tozalash uchun operatsion xarajatlarni o'z ichiga olishi kerak. Aks holda, qor yog‘sa, shahar elektr energiyasiz qoladi. Albatta, panellarni tozalash uchun har doim Moskvaning turli burchaklaridan quruvchilarni yuborishingiz mumkin, chunki baribir yorug'lik yo'q. Xo'sh, agar bulutlar aylansa yoki tun bo'lsa-chi? Yo'q, quyosh porlayotgan paytda elektr energiyasini zaxiralash yaxshiroqdir!

Ammo biz uni qanday qilib samarali va arzon saqlashni hali o'rganmadik. Moskvada kerakli hajmdagi nasosli akkumulyator elektr stantsiyalarini (nasosli saqlash elektr stantsiyalarini) qurish uchun hech qanday joy yo'q (masalan, ulkan Sayano-Shushenskaya GESining o'rnatilgan quvvati 6500 MVt). Suvni isitish uchun termal kollektordan foydalanish mumkin, lekin uning samaradorligi 20% dan oshmaydi va uning o'lchami SShHPPdan bir oz kichikroq bo'ladi.

Batareyalar qoladi. Zamonaviy qo'rg'oshinli akkumulyatorlarning samaradorligi 80% ga, yangi lityum batareyalarning samaradorligi esa 90% ga etadi. Ammo bu erda muammo samaradorlikda emas, balki narxda. Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlarning ulgurji narxi vatt soatiga 0,1 dollar, lityum batareyalar esa 0,3 dollarni tashkil qiladi. Shunga ko'ra, 1 vattlik quyosh batareyasining narxi 1 dollar bo'lsa, atigi 8 soatlik tunda omon qolish uchun siz qo'rg'oshinli akkumulyatorlarga 0,8 dollar yoki lityum batareyalarga 2,4 dollar sarflashingiz kerak.

O'ziga xos xususiyatlar ham ularga yoqmaydi. Eng yaxshi lityum batareyalar har bir kilogramm vazn uchun 200 Vt quvvatni ta'minlaydi. Qo'rg'oshin kislotali tizimlar uchun hamma narsa ancha yomonroq. Shunday qilib, kerakli lityum batareyaning og'irligi: (6'700 x 10 6 x 8) / 200 = 268'000 tonna bo'ladi. Taqqoslash uchun, Eyfel minorasining og‘irligi 10 000 tonnani tashkil qiladi.

Shuni ham yodda tutish kerakki, ushbu turdagi akkumulyatorlar uchun zaryadlash va tushirish davrlari soni cheklangan va dastlabki quvvatning taxminan 20% yo'qotilishi bilan 1000 tsiklni tashkil qiladi. Ya'ni, 3 yildan so'ng akkumulyatorni yangisiga almashtirish, og'irligi 27 ta Eyfel minorasi bo'lgan eskisini esa utilizatsiya qilish kerak bo'ladi. Va buni har 3 yilda bir marta qilish kerak bo'ladi - hech bo'lmaganda samaraliroq batareyalar paydo bo'lguncha.

Ularni qayta ishlash bilan shug'ullanadiganlar - odatda ishlab chiqaruvchilarning o'zlari - akkumulyator materiallarining 80% gacha zararsizlantirilishi va u yoki bu shaklda ishlab chiqarishga qaytarilishini da'vo qiladi. Savol: Qolgan 20% qaerga ketadi? Litiy tuzlari, tionilxlorid, oltingugurt dioksidi va boshqa o'ta zaharli va teratogen moddalar zamonaviy batareyalar bilan to'la. Agar siz har 3 yilda beshta Eyfel minorasini shunday chiqindilarni saqlashni boshlasangiz, ular bilan taqqoslaganda, kon chiqindilari Qrim plyajidagi qobiqlarga qaraganda ekologik jihatdan qulayroq ko'rinadi.

Ammo, bu holda, ehtimol siz batareyalardan foydalanmasligingiz kerak, balki uning o'rniga elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri tarqatish tarmog'iga, u ishlab chiqarilganda, tungi va kechqurun muntazam elektr stantsiyalariga tayanib yuborish kerakmi? Quyosh energiyasi gullab-yashnagan joyda shunday amalga oshiriladi. Bu nimaga olib kelishini birozdan keyin ko'rib chiqamiz.

Moskva va shamol

Shamol energiyasi qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi. Shamol hamma joyda va har doim, ehtimol, turli kuchlar bilan esadi. Uning dunyodagi jami energiya zahiralari 170 trillion kVt/soatni tashkil etadi, bu bugungi kundagi global elektr energiyasidan sakkiz baravar yuqoridir. Nazariy jihatdan, butun dunyo elektr energiyasini faqat shamol energiyasi bilan ta'minlash mumkin.

Shamol energiyasi uzoq vaqtdan beri ishlatilgan - faqat shamol tegirmonlari va yelkanli kemalarni eslang. O'tgan asrning boshlarida esa shamol elektr stansiyalari (SES) qurila boshlandi. Shuni ta'kidlash kerakki, bu sohada etakchilardan biri SSSR edi. 1931 yilda Qrimda, Balaklava yaqinida 1941 yilgacha ishlagan shamol stansiyasi ishga tushirildi. Sevastopol uchun janglarda u vayron qilingan. Shamol turbinasining tayanch konstruktsiyasi V. G. Shuxov loyihasi bo'yicha qurilgan. 30 m diametrli rotorli va 100 kVt generatorli shamol turbinasi o'sha paytda dunyodagi eng kuchli edi. 1950-yillarda SSSRda yiliga 9000 shamol turbinasi ishlab chiqarilgan.

Ammo shamol har doim ham etarli kuch bilan esmaydi, bu ayniqsa quruqlikda yaqqol namoyon bo'ladi. Shu sababli, shamol energiyasini rivojlantirishga intilayotganlar ham sezilarli darajada qimmatroq bo'lgan dengizga boradilar. Va bu sa'y-harakatlarga qaramay, bunday kombinatsiyalangan shamol fermalarining quvvat koeffitsienti hali ham 35% ga etadi va quruqlikda u odatda 20% ni tashkil qiladi - ya'ni quyosh energiyasi bilan bir xil diapazonga tushadi.

"Shamolni ta'qib qilishda" ustunning balandligi doimo oshib boradi, ko'p hollarda yuzlab metrga etadi. Rotor pichoqlarining uzunligi ham ortib bormoqda, shamol generatorlarining nominal quvvati. Bugungi kunda bunday generator uchun 5 MVt o'rtacha qiymat hisoblanadi va 20 MVtgacha bo'lgan mashinalar ishlab chiqilmoqda.

Moskva atrofidagi erni shamol elektr stantsiyalari bilan qoplash uchun 5 MVt quvvatga ega mashinani asos qilib olaylik. Sizga qancha kerak bo'lishi mumkin? Imkoniyatlarni hisobga olgan holda, 6'700/5/0'2 = 6'700 avtomobil.

Ko'pmi yoki ozmi?

Odatda, bunday shamol generatorlarining balandligi pichoqlar bilan birga 160-180 metrni tashkil qiladi. Keling, kamtarin bo'laylik va 160 m ni qabul qilaylik.Shuni tushunish kerakki, shamol stansiyasining maksimal zichligi uchun har bir mashina qo'shnisidan to'liq balandligidan ikki baravar masofaga ajratilishi kerak (shunchaki ikkita mashina bir-biriga qarab tushganda, ular o'zlarini changga aylantirmaydilar). Boshqa, juda aniqroq fikrlar mavjud, ammo bu holda ularni e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Shunday qilib, har bir shamol generatori 320 x 320 metr yashash maydonini talab qiladi, ya'ni. 102'400 m². Va barcha 6700 birlik uchun 686 km² kerak bo'ladi, bu yuqoridagi faraziy SES talab qilganidan sezilarli darajada yomonroqdir. Va mutlaqo ajoyib narsa shundaki, biz "batareya muammosi" dan xalos bo'lamiz.

Materik shamol stansiyalarini qurish uchun kapital xarajatlar, turli manbalarga ko'ra, o'rnatilgan quvvat uchun 1300 dan 2000 dollargacha. Moskvadagi ob-havoni hisobga olgan holda - kuchli shamollar va sovuqlar xavfi - birliklarning ishonchliligini oshirish kerak, ya'ni 2000 dollar / kVt olish mantiqiyroq. Binobarin, shamol elektr stansiyamizning qiymati 13 milliard 400 million dollarni tashkil etadi.

Batareyasiz quyosh elektr stantsiyasidan ikki baravar qimmat bo'lib chiqdi, ammo yana bir kamchilik bor. Aylanadigan mashinalarga texnik xizmat ko'rsatish quyosh elektr stantsiyalari kabi statsionar statik qurilmalarga qaraganda qimmatroqdir, bu erda siz shunchaki panellardan chang/qorni tozalaysiz va vaqti-vaqti bilan yonib ketgan invertorlarni almashtirasiz. Bular. shamol stansiyalaridan elektr energiyasini ishlab chiqarish narxi aslida noldan uzoqdir.

Evropa tajribasi shuni ko'rsatadiki, umumiy operatsion xarajatlar 1 kVt / soat uchun taxminan 1 evrotsentni (bugungi kunda taxminan 70 tiyin) tashkil etadi va bu pul iste'molchilarning yelkasiga GES, atom elektr stantsiyalari va issiqlik elektr stansiyalarini ishlatish xarajatlari bilan bir xil darajada tushadi. Ammo ikkinchisi bir xil o'rnatilgan quvvatga ega bo'lib, minglab marta kichikroq maydonni egallaydi (gidroelektrik suv omborlari bundan mustasno). Atom elektr stantsiyalari va gidroelektrostantsiyalarda 1 kVt soat ishlab chiqarish narxi bir necha tiyinni tashkil qiladi. Faqat issiqlik elektr stansiyalari uglevodorodlarning yuqori narxi tufayli shamol elektr stantsiyalarini ishlatishning Evropa xarajatlariga yaqinlashadi.

Shamol stansiyalari ham ekologik muammolardan chetda qolmagan. Ko'pgina Evropa manbalari odamlar va hayvonlarga salbiy ta'sir ko'rsatadigan shamol turbinalaridan kelib chiqadigan infrasonik tebranishlar va tebranishlarga ishora qiladi. Hayvonlar va qushlar shamol fermalari hududida joylashishni to'xtatadilar. O'lik qushlar, ayniqsa, muhim balandliklarda uchadigan ko'chmanchi qushlar haqidagi statistikani topish oson emas. Ammo Buyuk Britaniyada shamol tegirmonlari ko'pincha "qushlarni maydalagich" deb nomlanishi bejiz emas, bu "qushlar uchun go'sht maydalagich" ga to'g'ri keladi.

Yana bir muammo - bu xizmat muddatini tugatgan pichoqlarni yo'q qilish. Shamol turbinalari soni allaqachon o'rnatilgan bo'lsa, bu jiddiy muammo. Gap shundaki, generator pichoqlari mashina podshipniklariga yukni engillashtirish uchun shisha tolali shishadan qilingan. Va ko'p hollarda, ular o'z maqsadiga erishgandan so'ng, ular juda ko'p zaharli gazlarni hosil qiluvchi yondiriladi. Bunday holda, kuygan massaning kul miqdori taxminan 60% ni tashkil qiladi va natijada paydo bo'lgan kul ko'mishni talab qiladi.

Keling, xulosa qilaylik:

1. Batareyalarsiz quyosh elektr stansiyalarini qurish uchun kapital xarajatlar hozirgi vaqtda o'rnatilgan quvvatga 1000 AQSh dollaridan kam emas;
2. Akkumulyatorli quyosh elektr stansiyalarini qurish uchun kapital xarajatlar hozirda qo‘rg‘oshinli akkumulyatorlar bilan 1800 dollar/kVt dan, litiyli akkumulyatorlar bilan esa kamida 3400 dollar/kVt dan kam emas;
3. Batareyalar kuchli quyosh elektr stantsiyalarida keng qo'llanilsa, talab qilinadigan miqyosda qayta ishlash muammosi hal qilinmagan;
4. Rossiya Federatsiyasida shamol stansiyalarini qurish uchun kapital xarajatlar hozirda kamida 2000 dollar / kVt;
5. Shamol elektr stansiyalarining ekspluatatsion xarajatlari issiqlik elektr stansiyalari bilan taqqoslanadi va gidroelektrostantsiyalar va atom elektr stansiyalarinikidan sezilarli darajada yuqori;
6. Shamol stansiyalarining odamlar va hayvonlarga ta'siri muammosi, shuningdek, shamol stansiyalarining alohida qismlarini yo'q qilish muammosi hali ham hal qilinmagan;
7. Ikkala turdagi stantsiyalar ham keng miqyosda er sotib olishni talab qiladi;
8. Ikkala turdagi o'simliklar ham kerak bo'lganda emas, balki imkoni boricha elektr energiyasini ishlab chiqaradi.

Shu bilan birga:

1. Atom elektr stansiyasini qurish uchun kapital xarajatlar uni kim qurayotganiga qarab 2000-4000 dollar/kVtni tashkil qiladi. Ishlatilgan yoqilg'ini yo'q qilish uzoq vaqtdan beri ishlab chiqilgan va yangi BN reaktorlarining ishga tushirilishi bilan yoqilg'idan foydalanish tsiklini yopish mumkin bo'ldi;
2. Gaz issiqlik elektr stantsiyasini qurish uchun kapital xarajatlar 1200 dollar / kVt dan oshmaydi. Ishlatilgan stantsiyani utilizatsiya qilish hech qanday muammo tug'dirmaydi;
3. Ko'mir bilan ishlaydigan issiqlik elektr stantsiyasini qurish uchun kapital xarajatlar 2000 dollar / kVt dan oshmaydi. Ishlatilgan stantsiyani utilizatsiya qilish hech qanday muammo tug'dirmaydi;
4. Barcha uch turdagi stantsiyalar kerak bo'lganda elektr energiyasini ishlab chiqaradi va keng miqyosda yer olishni talab qilmaydi;
5. GES qurilishi uchun kapital xarajatlar relefga qarab 1200-2000 dollar/kVtni tashkil qiladi. Bu turdagi stansiyalar qurg‘oqchil yillar bundan mustasno, kerak bo‘lganda ham elektr energiyasi ishlab chiqaradi. Ko'pincha bu erni keng miqyosda begonalashtirishni talab qiladi. Ishlatilgan stantsiyani yo'q qilish erning katta meliorativ holatini talab qiladi.

Elektr quvvatining tebranishi

Birinchidan, keling, nemis tilining rasmiy taqdimotidan olingan keyingi ikkita slaydni batafsil ko'rib chiqaylik RWE.

Bu erda nimani ko'rmoqdamiz? Ammo biz bu erda katta muammoni ko'rmoqdamiz. 2012 yildan buyon bu muammo kattalashdi, kuchaydi va nafaqat energiya tizimiga, balki Germaniyada chastota va kuchlanish barqarorligini talab qiladigan sanoatning mavjudligiga tahdid solmoqda. Bu, birinchi navbatda, yuqori qo'shimcha qiymatga ega bo'lgan aniq mashinasozlik va og'ir sanoat bo'lib, aholining salmoqli qismini va mamlakat yalpi ichki mahsulotining salmoqli qismini ish bilan ta'minlaydi.

2012 yilgi taqdimotda eʼtirof etilganidek, Germaniya shamol va quyosh energiyasidan zarur boʻlgan elektr energiyasining 30% gacha olishi mumkin, ammo bu ishlab chiqarish ustidan nazorat yoʻq. Darvoqe, bugungi kunda mamlakat ba’zi kunlarda quyosh va shamoldan 80 foizgacha quvvat oladi. Ammo bu ish bir necha soniya ichida osmonga ko'tarilishi yoki tosh kabi qulashi mumkin (bulut aylanib chiqdi!).

Maqola muallifi o'z faoliyatining bir qismini energetika tizimlarining barqarorligi muammolari va rele himoyasi va avtomatlashtirishning yangi turlarini ishlab chiqish bilan shug'ullangan shaxs sifatida nemis shamol stansiyalari va quyosh energiyasini ishlab chiqarishda batafsilroq oscillogrammalarni ko'rdi. tegishli ob-havo sharoitida dalalar og'ir holatlarda 8 GVt / sek gacha va yuzlab marta tez-tez - taxminan 2 GVt / sek gacha o'zgarib turardi. Bu umumiy o'rnatilgan tizim quvvati 50 GVt va o'rtacha foydalanish quvvati 44 GVt.

Lekin bu "erkin" energiya, shunday emasmi? Ha. Bu yaxshiku? Yo'q.

Tasavvur qilaylik, yuklangan samosval yo'l bo'ylab harakatlanib, orqada turli xil shisha bo'laklarini (statik va dinamik barqarorlikning nozik parametrlari) ko'tarib ketmoqda. Bir nuqtada, haydovchining nazorati ostida bo'lmaganda, samosvalning dvigatel milidagi moment birdan keskin kuchayadi, keyin bir muncha vaqt o'tgach, u xuddi shunday keskin tushadi va bu jarayon bir necha bor davom etadi. Shisha bo'laklari bir-biriga taqillatadi, ba'zan sinadi, terlagan haydovchi (tizim menejeri va avtomatizatsiya) g'ildiraklar o'qlardan uchib ketmasligi va vites qutisi ushlab turishiga umid qilib, haydashni tekislashga harakat qiladi.

Belgilangan manzilga eson-omon yetib borgan haydovchi "yashil" energiya tarafdori bo'lgan siyosatchiga duch keladi va hayotdan shikoyat qiladi, unga tarafdor: "Ammo siz odatdagidan kamroq yoqilg'i sarfladingiz, buni o'zingiz tan olasiz!" Uning samosvalidagi barcha nosozliklarga qaramay. Bu shuni anglatadiki, bu yaxshi, biz dunyoni tozalaymiz! ”

Bunga nima javob berish kerak? Texnik masalalarni hal qilishga urinayotgan siyosatchilardan ko'ra qayg'uli va kulgiliroq narsa yo'q.

Bu ahmoqliklarni qanday qoplash mumkin? Dvigatel quvvatini shunchalik oshirib, jingalaklar unda g'arq bo'ladi ... oh, an'anaviy stansiyalarning faqat o'rnatilgan quvvatini oshirish ma'nosida, hatto ular ko'pincha bo'sh vaqtga yaqin yuk darajasida ishlashga majbur bo'lsa ham. . Shunchaki, bu darajalarda bu stantsiyalarning samaradorligi eng past bo'ladi, ishchi suyuqlik shunchaki drenajdan pastga tushadi va uskunaga muntazam texnik xizmat ko'rsatish tez-tez bo'ladi. Umuman olganda, pulni kanalga tashlash.

Bundan tashqari, tizim xodimlariga yuk. ga qaytish RWE, 90-yillarning oʻrtalaridan 2010-yillarning oʻrtalariga qadar ularning markaziy boshqaruv markazi tizimning “orollar”ga qulashini oldini olish uchun qoʻlda aralashuvga murojaat qilgan holatlar soni 17(!) barobarga oshgan. Va kuchlanish / chastotaning barqarorligi shunday bo'ldiki, prokat tegirmonlari, metallurgiya va nozik muhandislik qasamyod qila boshladi va "yashil" energiyada unchalik muvaffaqiyatli bo'lmagan boshqa mamlakatlarga ko'chib o'tish haqida qattiq o'ylay boshladi. Yaqinda Avstraliyaning sharqiy qismida sodir bo'lgan og'ir avariya ham xuddi shunday jarayonlarga misol bo'la oladi.

Bu "yashil" energiya nimaga o'xshaydi ...

Orzular va haqiqat

Aslida bundan qanday xulosa chiqarish mumkin? Shunday qilib, barcha quyosh va shamol energiyasi an'anaviy quvvat bilan 100% ortiqcha bo'lishi kerak, shunda shamol bulutli kunda esmasa, hamma narsa parchalanmaydi. Bu shuni anglatadiki, zaxiraga xizmat ko'rsatish xarajatlarini hisobga olmagan holda "yashil" elektr energiyasini ishlab chiqarish narxi stol ostida karta o'ynash va ayyorlikdir.

Muqobil energiya tizimga qo'shilmasdan va subsidiyalarsiz mavjud bo'lish huquqiga ega. Germaniya va Avstraliya kabi bunday qo'shilishdan mahrum bo'lgan mamlakatlar barqarorlik bilan bog'liq muammolarga duch kela boshlashdan oldin ham, ushbu maqola muallifi va uning hamkasbi o'rnatilgan quvvatning 20% ​​ga yetganda, bularning barchasi o'z qo'llari bilan hisoblab chiqdi. "Yashil narsalar" kuchli bosh og'rig'ini keltirib chiqara boshlaydi. Va bunday qo'shilishlarga ruxsat berish qarori Pandoraning qutisini ochish bilan barobardir. Uni yopish qiyin bo'ladi.

Shunga qaramay, Rossiyada quyosh va shamol energiyasi bizga umuman kerak emas degan umumiy fikr hech qanday asosga ega emas. Quyosh energiyasi (batareyalar bilan) va shamol energiyasi bugungi kunda tarmoqqa ulanish imkoniyati bo'lmagan chekka hududlarda oqlanishi mumkin. Zero, 20 millionga yaqin aholi istiqomat qilayotgan mamlakatimiz hududining 70 foizdan ortig‘i markazlashtirilgan energiya ta’minoti tizimidan tashqarida. Tajriba Rusgidro, quyosh va shamol elektr stantsiyalarini dizel qurilmalari bilan yakunlab, Arktik doiradan tashqarida ham bunday kombinatsiyalangan qurilmalarni o'rnatadi, bu nafaqat mumkin, balki shimoliy yoqilg'i etkazib berishni tejash orqali kapital xarajatlarni qoplash imkonini beradi.

Tesla haqida so'z

Har bir g'ildiragi 100 ot kuchiga ega dvigatellar bilan jihozlangan avtomobil haydovchisining zavqini tasavvur qilish qiyin. (75 kVt) cho'kindisiz tekis moment bilan. Biz bunga tez orada kelamiz, ammo hozircha ikkita 100 kVt dvigatel (oldingi va orqa akslar uchun bittadan) bunday mashinalardan foydalanuvchilarning baxtiga sabab bo'ladi. Biroq, bunday mashinalar keng tarqalgan kun qanchalik yaqin bo'lsa, kam odam hali o'ylayotgan muammolar shunchalik yaqinlashadi (va biz umuman batareyalar haqida gapirmayapmiz).

Zamonaviy elektromobil 100 km uchun taxminan 20 kVt/soat sarflaydi. Bu masofa Amerika avtomobilining odatdagi kundalik yurishiga yaqin, ular ishlatilgan avtomobillar kataloglarida chop etilgan masofaga asoslanadi.

400 V batareya zo'riqishida (Tesla kabi), 6 daqiqa ichida to'liq zaryadlash uchun oqim quyidagicha bo'lishi kerak: 20'000/400V/0,1 soat = 500A. Shunga ko'ra, zaryadlovchi quvvati: 0,5 kA x 400V = 200 kVt (100% samaradorlikda).

Tesla elektr avtomobilini zaryadlash, Foto: cbsistatic.com

Nega aynan 6 daqiqa? Chunki bu vaqt odatda yoqilg'i quyish shoxobchasida dizel benzini kabi yoqilg'i bilan to'ldirish uchun sarflanadi. Bu odatni buzish juda qiyin bo'ladi.

Keyin tanlov qilish kerak: yoki elektr transport vositalarining egalari elektr yoqilg'i quyish shoxobchasida bir qatorda o'tirishga rozi bo'lishadi, masalan, chumchuqlar kabi, o'z mashinalarining kamaytirilgan oqimda zaryadlanishini kutishadi, aytaylik, bir soat davomida. 50A oqim yoki ular bundan norozi bo'la boshlaydilar va 500A zaryadlash oqimi tezda standart bo'ladi.

Qaysi biri ishonarliroq?

Albatta, uy mashinalar joylarida zaryadlash oqimi sezilarli darajada kamroq bo'lishi mumkin. Ammo bir nechta vaziyatlardan so'ng, egasi mashinani zo'rg'a quvvatga qo'ygandan so'ng, yo'lda biron bir joyda tiqilib qolish xavfi bilan yarim bo'sh batareyada yana yo'lga chiqishga majbur bo'ladi, siz zaryad olayotganiga amin bo'lishingiz mumkin. oqim darhol maksimal darajaga o'rnatiladi.

Bu nimaga olib keladi?

Agar siz bu haqda oldindan o'ylamasangiz, muqarrar ravishda nima sodir bo'ladi: yagona energiya tizimining qulashi. Chunki zaryadlangan ana shunday uchta avtomobil elektr energiyasi iste’moli bo‘yicha 1000 ta xonadonni elektr pechisiz yoki 600 ta xonadonni elektr pechi bilan ta’minlovchi transformator imkoniyatlariga teng.

Har bir vaqt zonasida ishdan kelganlar o'z mashinalarini ommaviy ravishda zaryadlashni boshlaydilar, bu hozirgi Rossiyaning 44 million avtomobilini hisobga olsak, ertaga ularni elektromobillarga almashtirsak, bizga qo'shimcha 44 million x 0,2 MVt kerak bo'ladi. = 8'800 GW (!) tizimda o'rnatilgan quvvat. Bu 8800 gigavatt ishlab chiqarish bloklari yoki 2200 ta yirik atom elektr stansiyalari, har bir stansiyaga 4 ta shunday blok. Taqqoslash uchun, 2017 yil aprel holatiga ko'ra, Rossiyada jami o'rnatilgan quvvati 28 GVt bo'lgan jami 35 ta energoblokdan iborat 10 ta atom elektr stantsiyasi mavjud edi.

Bu har qanday tarafdorning ko'zlarini yashil rangga aylantiradi. Biroq, bu satrlarning muallifi vaqt o'tishi bilan to'lovlarni birlashtirib, matnni yuklamaslikka qaror qilib, aldadi, chunki rasm hali ham dahshatli bo'ladi.

Biz ishlab chiqarish stantsiyalarini "saqlashni" boshlaymiz. Birinchidan, zaryadlash tezligi standartini 50A ga qaytarishga harakat qilaylik - bu bizga zarur bo'lgan atom elektr stansiyalari sonini darhol o'n barobarga, ya'ni 220 taga kamaytirishga imkon beradi. Endi mashina qanchalik kuchli bo'lsa, uni soatlab zaryad qilish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi. (lekin kamida 1 soat). Keyin elektr transport vositalari sonini cheklash vaqti keladi. Aytaylik, sotib olish uchun ruxsatnomalar lotereyada milliy maksimal miqdori 22 millionni tashkil etadi - keyin biz stansiyalar sonini yana ikki baravar kamaytiramiz, ya'ni 110 tagacha. Shundan so'ng, albatta, shaxsiy foydalanish uchun elektromobillar qonuniy ravishda to'lanadigan kun keladi. umumiy tarmoqdan faqat 10A yoki undan kam zaryadlovchi oqimlari bilan.

Shunday qilib, oddiy muhandislik hisob-kitobi muqobil energiya tarafdorlarining yovvoyi tasavvurlari tomonidan yaratilgan kelajakning pushti rasmini yo'q qiladi.

Dunyoning ko'plab rivojlangan mamlakatlarida qayta tiklanadigan manbalardan elektr energiyasini mikrogeneratsiyalashni rivojlantirishni rag'batlantiradigan maxsus "yashil tarif" davlat dasturi mavjud. Ushbu dasturning maqsadi nima, unga qanday ulanish va ortiqcha quyosh yoki shamol elektr energiyasini sotish qanchalik foydali? Ushbu va boshqa tematik savollarga javoblarni nashrimizda topishingiz mumkin.

Tarif nima va u qabul qilinadimi?

Maqolaning e'lonida biz to'lov tarifi, aslida, kichik hajmdagi muqobil energiyani rivojlantirishga qaratilgan rag'batlantiruvchi dastur ekanligini ta'kidlagan edik. Bu holatda stimulyator davlat ortiqcha energiya sotib oladigan maxsus tarifdir.

Muqobil energiya generatorlari va tegishli asbob-uskunalar, shu jumladan umumiy elektr tarmog'iga ulanish uchun mos qurilmalarning yuqori narxini hisobga olgan holda, xarajatlarni qoplash va keyin sof foyda olish uchun yashil tarif joriy narxlardan yuqori bo'lishi kerak.

Yashil tarifning asosiy vazifasi.

Uzoq muddatli istiqbolda qo‘shimcha tarifni joriy etish muqobil energetikani rivojlantirishni rag‘batlantirish va ushbu sohaga investitsiyalarni jalb etish orqali qayta tiklanmaydigan energiya manbalari (neft, ko‘mir, tabiiy gaz) iste’molini kamaytirishi kerak. Nazariy jihatdan, kontseptsiya juda o'rinli, ammo katta boshlang'ich investitsiyalar tufayli yoqimsiz, chunki uskunalar (quyosh panellari, batareyalar, energiya konvertorlari va boshqalar) narxi ancha yuqori.

Va bu erda biz ushbu loyihaning asosiy g'oyasiga keldik - davlat elektr energiyasini (aniqrog'i uning ortiqcha qismini) xususiy elektr energiyasi ishlab chiqaruvchilardan sotib oladigan maxsus (oshirilgan) tarifni joriy etish orqali boshlang'ich xarajatlarni kamaytirish. Nazariy jihatdan, kontseptsiya juda oqilona, ​​endi uning amalga oshirilishini ko'rib chiqaylik.

Rossiyada

Yuqorida aytib o'tilganidek, hozirgi kunga qadar Rossiya hukumati oziq-ovqat tarifini qabul qilish to'g'risidagi qonunni hali tasdiqlamagan. 2018 yilning ikkinchi yarmida ishga tushirilishi rejalashtirilgan. Hozirgi vaqtda tasdiqlangan Qoidalar mavjud bo'lib, unga ko'ra xususiy uy xo'jaliklarida o'rnatilgan mini-generatorlar egalari qayta tiklanadigan manbalardan ishlab chiqarilgan ortiqcha elektr energiyasini davlatga sotishi mumkin. Imtiyozli tarif qanday shartlarda taqdim etilishini ko'rsatadigan Qarorlarning e'lon qilinishini kutishgina qoladi.

• Stansiyaning maksimal quvvati (energiya manbai) 15 kilovatt bilan cheklangan.
• Muqobil manba faqat xususiy uyda joylashgan bo'lishi kerak, agar u ko'p xonadonli turar-joy majmuasiga o'rnatilgan bo'lsa, unda tarif bunday qurilmaga taalluqli emas. Ya'ni, bu faqat xususiy uyning tomida amalga oshirilishi kerak.
• Energosbyt korxonalari quyosh batareyasi yoki boshqa turdagi mini-generatorlar tomonidan ishlab chiqarilgan ortiqcha elektr energiyasini sotib olishni rad eta olmaydi.
• To‘lov tarifini belgilashda hududiy elektr energiyasi bozorida muqobil manbalardan olinadigan elektr energiyasining o‘rtacha narxi hisobga olinadi.
• Shamol turbinalari egalari to'lov tarifi bo'yicha foyda olishda daromad solig'ini to'lashdan ozod qilinadi.

Muqobil energetikani rivojlantirish to‘g‘risidagi Hukumat qarori qabul qilinganda yuqoridagi shartlar qayta ko‘rib chiqilishi mumkinligini hisobga olish kerak. O'zgarishlar kichik ishlab chiqarish ob'ektlarini davlat energiya ta'minoti tarmog'iga ulash va foydalanishga topshirish shartlariga ham ta'sir qilishi mumkin. Bunday holda, yuqori ehtimollik darajasi bilan elektr hisoblagichlarini ro'yxatga olish qoidalari qayta ko'rib chiqiladi.

Ukrainada

Ukraina deyarli o'n yil oldin Energiya Xartiyasi shartnomasini imzolagan, u qonunchilik darajasida to'lov tarifini evroga "bog'lagan". Iqtisodiy vaziyatning beqarorligi sababli mahalliy valyutaning devalvatsiyasidan so'ng, so'nggi voqealarni hisobga olgan holda, Milliy elektr energiyasini tartibga solish komissiyasi (NERC) 2016 yilda tariflarni qayta hisoblashga (bu holda, kamaytirishga) majbur bo'ldi (Ukrainaning 5129-sonli qonuni). . Bundan tashqari, elektr energiyasi ishlab chiqaradigan kichik inshootlarning quvvatini 30 dan 15 kVtgacha kamaytirish rejalashtirilgan.

Maqolamizda biz Ukrainaning to'lov tarifini joriy etish tajribasiga, ayniqsa uskunalarni qoplash va foyda olish masalalariga qayta-qayta murojaat qilamiz.

Yevropa va AQShda

Qo'shma Shtatlarni "yashil energiya" asoschisi deb hisoblash mumkin, aynan shu mamlakatda 1978 yilda muqobil energiya texnologiyalarini rivojlantirishga investitsiyalarni jalb qilish mexanizmi qonunchilik darajasida birinchi marta joriy etilgan. Ushbu qaror energiya ta'minoti va energiyani tejash dasturini joriy etish tufayli qayta tiklanadigan manbalardan elektr energiyasi ishlab chiqarishni ko'paytirish orqali bartaraf etilgan energetika inqirozi munosabati bilan qabul qilindi.

Yevropa muqobil energiyani joriy etishda yetakchi hisoblansa-da, “yashil texnologiyalar”ni rivojlantirishga investitsiyalarni jalb qilish dasturi bu yerda Qo‘shma Shtatlardagidan 13 yil keyin paydo bo‘ldi. Yashil energiyani rivojlantirish g'oyasini qo'llab-quvvatlagan birinchi Evropa davlati Germaniya edi (1991 yilda). Bir yil o'tib, Shveytsariya dasturga qo'shildi, bir yildan keyin esa Italiya.

Ayni paytda dunyoning 45 dan ortiq mamlakatlarida qayta tiklanadigan manbalardan kichik hajmdagi energetikani rivojlantirishni rag‘batlantirish bo‘yicha turli davlat dasturlari amal qilmoqda. Quyidagi jadvalda davlat tomonidan qo'llab-quvvatlash dasturlari joriy etilgandan keyin yashil elektr energiyasi ishlab chiqarish quvvatlarining o'sishiga bog'liqlik ko'rsatilgan.

Yashil tarifni qanday olish mumkin?

Rossiyada muqobil (qayta tiklanadigan) manbalardan foydalanish texnologiyalarini rivojlantirish bo'yicha davlat qo'llab-quvvatlash dasturi hali qabul qilinmaganligi sababli, ozuqaviy tarifni olish mexanizmi hali to'liq tushunilmagan. Ehtimol, u Ukraina versiyasidan unchalik farq qilmaydi, bu erda tarifni faollashtirish uchun shaxs rasmda keltirilgan algoritmga amal qilishi kerak.

Yashil tarifni ro'yxatdan o'tkazish tartibi haqidagi raqam uchun afsona:

Yuqoridagi barcha fikrlarni to'ldirgandan so'ng, siz elektr energiyasini davlatga sotishingiz mumkin.

Elektr energiyasini davlatga qanday sotish kerak?

Ayni paytda, Hukumat tegishli qaror qabul qilmaguncha, Rossiyada muqobil energiyani rivojlantirishni qo'llab-quvvatlash qanday tashkil etilishini aytish qiyin. Bizga ma'lumki, ikkita variant ko'rib chiqilmoqda:

1. O'zaro hisob-kitoblar tizimi, bu holda mini elektr generatorining egasi, agar kerak bo'lsa, umumiy tarmoqdan elektr energiyasini iste'mol qilishi mumkin. Misol uchun, zaif quyosh faolligi davrida elektr stantsiyasining quvvati (quyosh panellari yordamida) sezilarli darajada kamayadi va shunga mos ravishda elektr energiyasini ishlab chiqarish o'z ehtiyojlari uchun etarli bo'lmaydi. Agar hisobot davri oxirida ishlab chiqarilgan energiya iste'mol qilinganidan kamroq bo'lsa, u holda farq umumiy qabul qilingan (odatiy) tarif bo'yicha to'lanadi. Elektr energiyasi ortiqcha bo'lsa, farq keyingi hisob-kitob davriga o'tkaziladi yoki pul kompensatsiyasi shaklida (shartnoma shartlariga qarab) to'lanadi.
2. Elektr energiyasi ishlab chiqaruvchilari o'zlarining ortig'ini davlatga mahalliy energiya bozoridagi narxdan yuqori narxda sotadilar. Ehtimol, quyosh energiyasi bo'yicha cheklov bo'lishi mumkin (rejalashtirilgan 15,0 kVt). Elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri iste'molchilarga sotish ta'minlanmaydi, chunki bu energiya kompaniyasi maqomiga ega bo'lishni talab qiladi va bu butunlay boshqacha talablarni qo'yadi.

Ikki variantdan qaysi biri tanlanishi hozircha noma'lum.

Elektr energiyasini davlatga sotish foydalimi?

Biz hali to'lov tarifini joriy qilmaganimiz uchun, keling, qo'shnilarimiz tajribasiga murojaat qilaylik. Buning uchun biz bunday investitsiyalar qanchalik foydali ekanligini ko'rsatadigan hisob-kitoblarni amalga oshiramiz.

Keling, odatdagi 10 kVt mini quyosh elektr stantsiyasini olaylik. Kalit topshiriqli o'rnatish bilan jihozlar taxminan 12 000 dollar turadi. O'z ehtiyojlari uchun xarajatlarni (200 kVt) hisobga olgan holda, bir kilovatt uchun 0,18 evro bo'lgan tarif jadvali bilan yillik daromad taxminan 1650 dollarni tashkil qiladi (o'rta zonaga to'g'ri keladigan quyoshli kunlar soni uchun), mos ravishda o'zini oqlash muddati bo'ladi. taxminan 7,5 yil. Shundan so'ng, elektr energiyasini maxsus tariflarda sotish sof foyda keltiradi.

Ijobiy va salbiy tomonlari.

Quyosh yoki shamol energiyasidan ishlaydigan kichik ishlab chiqarish zavodlariga ega bo'lganlar uchun to'lov tarifining joriy etilishi, albatta, foydali bo'ladi. Bunda imtiyozlar oila byudjetida qo‘shimcha foyda ko‘rinishida o‘z aksini topadi. Bundan tashqari, yashil texnologiyalarni joriy etish ekologik vaziyatga ijobiy ta'sir ko'rsatmoqda.

Tanganing salbiy tomoniga kelsak, bu davlat byudjetining xarajatlar moddasining ko'payishi. Bundan tashqari, quyosh energiyasi, shuningdek, qayta tiklanadigan energiya manbalarining boshqa turlari qimmat bo'lganini hisobga olish kerak. Endi Germaniya elektr energiyasini har bir kilovatt uchun 0,5 evrodan tuzilgan tariflar bo'yicha sotib olishga majbur. Shu bilan birga, quyosh elektr energiyasining joriy narxi (va hatto minimal emas) taxminan 0,12 evroni tashkil qiladi. Ko'rib turganingizdek, "yashil" elektr energiyasini sotib olish mamlakat byudjetiga jiddiy yuk bo'lishi mumkin.

Maqolalar

Yashil energiya - qayta tiklanadigan manbalardan olinadigan energiya. Qayta tiklanadigan energiya manbalari tabiiy manbalardan - shamol, quyosh nuri, suv toshqini, yomg'ir, geotermal energiyadan kelib chiqadi. Bu manbalar yangilanishi mumkin, chunki ular tabiiy ravishda to'ldiriladi.

Dunyo bo'yicha energiya iste'molining taxminan 18% qayta tiklanadigan energiya manbalaridan, 13% esa an'anaviy biomassadan, masalan, o'tinni yoqishdan qondiriladi. Gidroenergetika qayta tiklanadigan energiyaning keyingi asosiy manbai bo'lib, global energiya iste'molining 3% va global elektr energiyasi ishlab chiqarishning 15% ni tashkil qiladi.

121 000 MVt o'rnatilgan quvvatga ega shamol energiyasidan yashil energiya ishlab chiqarish har yili dunyo bo'ylab taxminan 30% ga oshib bormoqda va AQSh va Evropa mamlakatlarida keng qo'llaniladi. So'nggi yillarda sanoatning yillik energiya ishlab chiqarish hajmi 6900 MVt dan oshadi. Quyosh elektr stansiyalari Ispaniya va Germaniyada keng tarqalgan. Quyosh issiqlik stansiyalari allaqachon Ispaniya va AQShda ishlamoqda va ularning eng kattasi Moxave cho'lidagi stansiya bo'lib, quvvati 354 MVt.

Dunyodagi eng yirik geotermal qurilma Kaliforniyadagi geyzerlarda joylashgan bo'lib, uning nominal quvvati 750 MVt. Braziliya shakar qamishidan yoqilg'i etanol ishlab chiqarish bilan bog'liq bo'lgan dunyodagi eng yirik muqobil energiya dasturlaridan birini amalga oshirmoqda. Oxirgi yillarda etil spirti avtomobillar uchun mamlakat yoqilg‘iga bo‘lgan ehtiyojning 18 foizini ta’minlaydi. Etanol yoqilg'isi AQShda keng tarqalgan.

Shamol kuchi- shamol energiyasidan foydalanishga ixtisoslashgan energiya tarmog'i - atmosferadagi shamol oqimlarining kinetik energiyasi.

Shamol energiyasi qayta tiklanadigan energiya hisoblanadi, chunki u quyoshning natijasidir. Shamol energetikasi jadal rivojlanayotgan sanoatdir. So'nggi yillarda barcha shamol turbinalarining o'rnatilgan quvvati 157 gigavattdan oshdi.

Gidroenergetika- energiya manbai sifatida suv oqimining potentsial energiyasidan foydalanadigan energiya tarmog'i. GESlar daryolarda quriladi, suv omborlari va to'g'onlar quriladi. Suv oqimining kinetik energiyasidan to'g'onsiz (erkin oqim) deb ataladigan GESlarda ham foydalanish mumkin.

Aholi jon boshiga gidroenergetikaga asoslangan yashil energiya ishlab chiqarish bo'yicha mutlaq yetakchi Islandiya hisoblanadi. Shu bilan birga, bu ko'rsatkich Kanada, Norvegiya va Shvetsiyada eng yuqori. Gidroenergetikani rivojlantirish Xitoyda 2000-yillarning boshidan beri faol bo'lib, u erda gidroenergetika asosiy potentsial energiya manbai hisoblanadi. Dunyodagi kichik gidroelektrostansiyalarning 50% gachasi shu yerda joylashgan.

Quyosh energiyasi– noan’anaviy energiya turi bo‘lib, u qandaydir shaklda yashil energiya olish maqsadida quyosh nurlanishidan bevosita foydalanishga asoslangan. Quyosh energiyasi qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanadi va zararli chiqindilarni chiqarmagani uchun ekologik jihatdan qulaydir. Quyosh elektr stantsiyalari asosida energiya ishlab chiqarish taqsimlangan energiya ishlab chiqarish kontseptsiyasiga juda mos keladi.

Quyosh radiatsiyasi asosida hosil bo'ladigan 2050 yilgacha insoniyatning elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojining 20-25 foizini ta'minlash va karbonat angidrid chiqindilarini kamaytirish imkonini beradi. Xalqaro energetika agentligi (IEA) ekspertlarining fikriga ko'ra, 40 yil ichida quyosh energiyasi zamonaviy texnologiyalarning kerakli darajada tarqalishini ta'minlab, taxminan 9 ming teravatt-soat yoki barcha zarur elektr energiyasining 20-25 foizini ishlab chiqaradi. elektr energiyasi tannarxini yiliga 6 milliard tonna karbonat angidrid chiqindilariga kamaytirish.

To'lqin energiyasi- okean yuzasida to'lqinlar tomonidan olib boriladigan energiya. U foydali ishlarni bajarish uchun ishlatilishi mumkin - suvni tuzsizlantirish, elektr energiyasini ishlab chiqarish, suv omborlariga suv quyish. To'lqinli energiya qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi.

To'lqin kuchi har bir chiziqli metr uchun kVtda baholanadi, ya'ni. kVt/m. Quyosh va shamol energiyasi bilan solishtirganda, to'lqin energiyasi ancha yuqori quvvat zichligiga ega. Shunday qilib, okeanlar va dengizlarning o'rtacha to'lqin tezligi ko'pincha 15 kVt / m dan oshadi. Agar to'lqin balandligi 2 m ga yetsa, u holda quvvat 80 kVt / m ga teng bo'ladi.

To'lqin energiyasi shamolning konsentrlangan energiyasi va pirovardida quyosh energiyasidir. Sayyoradagi barcha okeanlarning qo'zg'alishidan kelib chiqadigan kuch Quyoshdan olingan quvvatdan ortiq bo'lishi mumkin emas. Ammo to'lqinlardan ishlaydigan elektr generatorlarining o'ziga xos kuchi boshqa muqobil energiya manbalarining kuchidan bir necha baravar yuqori bo'lishi mumkin.

O'xshash tabiatga qaramay, to'lqin energiyasini okean oqimlari va suv toshqini energiyasidan ajratish odatiy holdir. To'lqin energiyasidan foydalangan holda yashil energiya ishlab chiqarish butun dunyoda keng tarqalgan amaliyot emas, bugungi kunda bu sohada faqat eksperimental sinovlar o'tkazilmoqda.

Geotermal energiya geotermal stansiyalarda yer qa’rida joylashgan issiqlik energiyasidan issiqlik va elektr energiyasi ishlab chiqarishga asoslangan energiya tarmog‘i. Umuman olganda, geotermal energiya qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanadigan muqobil energiya manbai hisoblanadi.

Vulkanik hududlarda aylanma suvning harorati nisbatan sayoz chuqurliklarda qaynash nuqtasidan yuqoriga ko'tariladi va u yoriqlar orqali sirtga o'tadi, ba'zida geyzerlar shaklida namoyon bo'ladi. Issiq er osti suvlariga kirish quduqlarni chuqur burg'ulash orqali ta'minlanadi. Bunday bug 'termallaridan ham ko'proq tarqalgan quruq yuqori haroratli jinslar bo'lib, ularning energiyasi in'ektsiyadan keyin va undan qizib ketgan suvni olib tashlashdan keyin mavjud bo'ladi. Harorati 100°S dan past boʻlgan jinslar ham koʻpgina geologik faol hududlarda keng tarqalgan, shuning uchun issiqlik manbai sifatida geotermlardan foydalanish istiqbolli hisoblanadi.

Geotermal manbalardan iqtisodiy foydalanish Yangi Zelandiya va Islandiya, Fransiya, Italiya, Meksika, Litva, Filippin, Nikaragua, Kosta-Rika, Yaponiya, Indoneziya, Keniya va Xitoyda keng tarqalgan.

Rossiyada yashil energiyadan foydalanish

Bugungi kunda Rossiyada yashil energiya ulushi 1% dan kam. Muqobil manbalardan olinadigan energiyaning eng katta miqdori bioyoqilg'iga, keyin shamol energiyasiga, eng kami esa quyosh energiyasiga ajratiladi. Statistik ma’lumotlar achinarli: mamlakatimiz yashil energiyadan foydalanish bo‘yicha 84 davlat orasida 54-o‘rinni egalladi. Ammo keyingi yillarda ushbu sohani rivojlantirishga qaratilgan davlat dasturlari tobora ko'payib bormoqda. Hukumat 2020 yilga kelib Rossiyada olinadigan barcha energiyaning 4,5 foizini qayta tiklanadigan manbalar asosida energiya ishlab chiqarish ko'rsatkichiga erishish vazifasini qo'ydi.

"Yashil" toza energiya haqida hamma joyda gapiriladi, doimiy ravishda yangi tadqiqotlar olib borilmoqda va ishlanmalar chiqarilmoqda. Lekin bu nima va nima uchun bunday energiya ko'mir yoki neftdan ko'ra yaxshiroq?

So'nggi o'ttiz yil ichida ekologik toza, qayta tiklanadigan energiya bo'yicha tadqiqotlar avj oldi, natijada ko'mir, neft va tabiiy gazga qaramlikni kamaytirishga yordam beradigan ko'plab yangi texnologiyalar paydo bo'ldi. Ammo yashil energiya yoki yashil energiya nima va uni qazib olinadigan yoqilg'idan ko'ra yaxshiroq tanlov nima qiladi?
Yashil energiya quyosh nuri, shamol, yomg'ir, daryolar, dengiz o'tlari va geotermal issiqlik kabi tabiiy manbalardan keladi. Bu energiya manbalari qayta tiklanadigan, ya'ni tabiiy ravishda to'ldiriladi. Fotoalbom yoqilg'ilar cheklangan resurs bo'lib, ular ishlatilganda kamayib boradi va qayta paydo bo'lishi uchun millionlab yillar kerak bo'ladi.
Qayta tiklanadigan energiya, shuningdek, iqlim o'zgarishiga hissa qo'shadigan issiqxona gazlarining yon ta'siriga ega bo'lgan qazib olinadigan yoqilg'iga qaraganda atrof-muhitga ta'siri ancha past. Fotoalbom yoqilg'ilarni qazib olish odatda keng ko'lamli qazib olish yoki yerga chuqur burg'ulashni talab qiladi, ko'pincha atrof-muhitga sezgir hududlarda.
Boshqa tomondan, qayta tiklanadigan energiya butun dunyoda, shu jumladan elektr energiyasidan foydalanish imkoni bo'lmagan qishloq va chekka hududlarda mavjud bo'lgan energiya manbalaridan foydalanadi. Qayta tiklanadigan energiya texnologiyalaridagi yutuqlar quyosh panellari, shamol turbinalari va boshqa yashil energiya manbalarining narxini pasaytirdi, bu esa oddiy odamlarga neft, gaz, ko'mir va kommunal xizmatlarga tayanishdan ko'ra oson energiya olish imkoniyatini berdi.
Yashil energiya barcha asosiy ilovalarda, jumladan, energiya, suv, isitish va avtomobil yoqilg'ilarida fotoalbom yoqilg'ilarni almashtirishi mumkin.

Qayta tiklanadigan, ifloslanmaydigan energiya manbalari bo'yicha tadqiqotlar shu qadar tez sur'atlar bilan rivojlanmoqdaki, ishlab chiqilayotgan yashil energiyaning turli turlarini kuzatib borish qiyinlashmoqda. Mana yashil energiyaning eng keng tarqalgan 6 turi:

1. Quyosh energiyasi qayta tiklanadigan energiyaning eng keng tarqalgan turi hisoblanadi. Odatda, quyosh energiyasi fotovoltaik hujayralar yordamida ishlab chiqariladi, ular quyosh nurini oladi va uni elektr energiyasiga aylantiradi. Bugungi kunda quyosh texnologiyasi hamma narsani kichik qurilmalardan tortib butun shahar bloklarigacha quvvatlantirish uchun etarlicha arzon bo'ldi.

2. Shamol energiyasi - uni olish uchun havo oqimlari va shamol turbinalari ishlatiladi. Yuqori balandlikdagi joylar va qirg'oqbo'yi hududlari ushbu usul yordamida eng katta energiya miqdorini olish uchun eng yaxshi sharoitlarni ta'minlaydi. 2009 yilda o'tkazilgan tadqiqotga ko'ra, qishloq joylarida nominal quvvatining atigi 20 foizida ishlaydigan 2,5 megavattlik quruqlikdagi shamol turbinalari tarmog'i butun dunyo uchun zarur bo'lgan energiya miqdoridan 40 baravar ko'p bo'lishi mumkin.

3. Gidroelektr - bu energiya daryolar, yomg'ir, to'g'on oqishi va hatto bug'lanishni o'z ichiga olgan suv manbalaridan ishlab chiqariladi. Biroq, kerakli miqdordagi energiyani olish uchun juda kuchli tabiiy kuchlar kerak.

4. Geotermal energiya - faqat yer qobig'ining ostida katta miqdordagi issiqlik energiyasi mavjud bo'lib, u ham sayyora shakllanishining tabiiy jarayoni, ham minerallarning radioaktiv parchalanishi tufayli paydo bo'ladi. Issiq buloqlardan olingan geotermal energiya ming yillar davomida odamlar tomonidan cho'milish uchun ishlatilgan va hozirda elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun foydalidir. Shimoliy Amerikaning o'zida hozirgi vaqtda ko'mirdan olinadigan elektr energiyasidan 10 barobar ko'proq elektr energiyasi ishlab chiqarish imkoniyati mavjud.

5. Biomassa - yog'och, talaş va yonuvchan qishloq xo'jaligi chiqindilari kabi saqlanmagan tabiiy materiallar neftga qaraganda ancha kamroq issiqxona gazlari emissiyasi bilan energiyaga aylantirilishi mumkin.

6. Bioyoqilg'i - bularga etanol va biodizel kabi qayta tiklanadigan organik materiallar kiradi. 2010-yilda bioyoqilg‘i jahon avtomobil transporti yoqilg‘isining 2,7 foizini ta’minladi va 2050 yilgacha yoqilg‘iga bo‘lgan talabning 25 foizini qoplash imkoniyatiga ega.

20-asrning ikkinchi yarmida energiya jamiyat hayotida etakchi rollardan birini o'ynay boshladi. Ko'pgina sanoat korxonalari aslida energiya resurslarining (elektr, issiqlik, suv) asosiy iste'molchisi hisoblanadi. Iste'mol hajmining o'sishi va natijada energiya ishlab chiqarish atrof-muhitga og'irlashtiruvchi ta'sir ko'rsatdi.

Odamlarning yuqori turmush sifatini ta’minlash va atrof-muhitni toza saqlash maqsadida atmosfera, suv va yer resurslariga salbiy ta’sirni kamaytirish texnologiyalari joriy etila boshlandi. Buni sanoat tovarlari va iste’mol tovarlari ishlab chiqarishda qisqartirish bilan bir qatorda energiya ishlab chiqarishning noan’anaviy va ekologik toza turlari haqida ham g‘oyalar ilgari surildi (“yashil” energiya atamasi kundalik hayotda ham qo‘llaniladi).

Odamlar uchun hayotning yuqori sifatini yaratish va ekologik barqarorlikka erishish uchun ekologik barqaror, "yashil" qurilish g'oyalari paydo bo'ldi. 1980-yillardan boshlab atrof-muhit muammolari energiyaga e'tibor qaratildi.

Asosiysi, "yashil" energiya (shuningdek, ekologik toza, noan'anaviy) qayta tiklanadigan (tuganmas) tabiiy manbalardan foydalanish asosida energiya ishlab chiqaradigan ob'ektlar yoki ob'ektlar majmuasini o'z ichiga oladi:

Shamol energiyasi;

Quyosh nuridan energiya;

gidroenergetika;

Geotermal energiya;

To'lqinlar va oqimlarning energiyasi;

Bioyoqilg'i.

Kengroq ma'noda yashil energiya - bu issiqxona gazlari chiqindilarini va umuman atrof-muhitga salbiy ta'sirlarni kamaytiradigan energiya ta'minoti echimlari.

Qayta tiklanadigan manbalardan foydalanishga qo'shimcha ravishda, "yashil" energiya an'anaviy energiya manbalariga nisbatan qo'llaniladigan choralarni o'z ichiga oladi:

Yoqilg'idan samaraliroq foydalanish;

Manbalarni boshqa turdagi yoqilg'iga aylantirish (masalan: qozonxonalarni ko'mirdan gazga o'tkazish);

Uglevodorodlarni ishlab chiqarish, qayta ishlash va tashish jarayonida sizib chiqishni kamaytirish;

Energiyani tejash, yo'qotishlarni kamaytirish;

Energiya ishlab chiqarish uchun chiqindilarni qayta ishlash.

Biroq, umumiy ma'noda, "yashil" energiya energiya ishlab chiqarishning noan'anaviy usullarini o'z ichiga oladi, ularning eng mashhuri bugungi kunda shamol energiyasi va quyosh energiyasiga (shamol va quyosh elektr stansiyalari) asoslangan.

Ayni paytda bunday elektr stansiyalariga talab ortib bormoqda. Bu, ayniqsa, markazlashtirilgan energiya tizimlaridan uzoqda joylashgan va zarur iqlim sharoitlari (shamol tezligi, quyosh radiatsiyasi) bo'lgan hududlar uchun xosdir.

Masalan, Qrim Respublikasining Qora dengiz mintaqasida quyosh elektr stantsiyasi deyarli yil davomida elektr energiyasini ishlab chiqarishni ta'minlaydi, jami quyosh radiatsiyasi to'g'risidagi ma'lumotlar jadvalda keltirilgan.

Yaponiya qurilish sanoatida kam quvvatli shamol manbalari ko'pincha ishlatiladi, ko'p qavatli ofis binolarining tomlariga o'rnatiladi. Ular bir xil binolar uchun quvvat manbai bo'lib xizmat qiladi va "barabanlar" shaklida ishlab chiqariladi, shu bilan binolarning ko'rinishiga va umuman arxitekturaga zarar etkazmaydi.

Binolarning tomida joylashgan quyosh panellari ham keng tarqalgan. Bunday manbalar rus qishki sharoitida ham individual turar-joy binolarini isitish uchun ishlatilishi mumkin.

Ammo quyosh va shamol elektr stansiyalarining barcha afzalliklari (ekologik toza, qayta tiklanadigan energiya, masofaviy energiya tizimlarining avtonomligi va boshqalar) bilan ular bitta kamchilik bilan tavsiflanadi, bu esa ushbu ob'ektlarni joylashtirish nuqtai nazaridan keng qo'llanilishini shubha ostiga qo'yadi. shaharsozlik - ularni joylashtirish uchun zarur bo'lgan hudud.

Masalan, 1 MVt quvvat (500 kishilik qishloq aholi punkti) ishlab chiqarish uchun sizga quyosh elektr stantsiyasi uchun taxminan 1 gektar va shamol elektr stantsiyasi uchun 1 dan 2 gektargacha bo'lgan uchastka kerak bo'ladi. Bundan tashqari, ushbu elektr stantsiyalarida energiya ishlab chiqarish ob-havo va kunning vaqtiga bog'liq. Shu sababli, ushbu elektr stantsiyalari elektr energiyasini ishlab chiqara olmaydigan vaqt uchun energiya ta'minotining zaxira manbai kerak. Bularning barchasi ushbu ob'ektlarni qurish va ulardan foydalanishning nisbatan yuqori narxiga, ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxiga (an'anaviy manbalarga nisbatan 2-3 baravar yuqori) olib keladi.

Biroq, bunday energiya manbalarining chet elda tarqalishi juda katta. Katta er uchastkalarini ajratishni talab qilmaydigan elektr stantsiyalarini joylashtirishning eng maqbul variantlari:

Dengizdagi shamol elektr stantsiyalari (dengizda qirg'oqdan 10-60 km masofada o'rnatilgan);

Suzuvchi quyosh elektr stansiyalari;

Alohida kam quvvatli shamol va quyosh elektr stansiyalari;

Kichik daryolar ko'p bo'lgan hududlarda kichik gidroelektrostantsiyalar.

Aytgancha, kichik GESlar Xanti-Mansi avtonom okrugi, Yamalo-Nenets avtonom okrugi, Yakutiya va Krasnoyarsk o'lkasi kabi mintaqalarda yaxshi potentsialga ega bo'lishi mumkin, ular bugungi kunda energiyani rivojlantirish dasturlariga kiritilgan. yangi quvvatlarni ishga tushirish. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, Rossiyadagi kichik GESlar yiliga 500 milliard kVt / soat elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin (jami hozir Rossiyada 100 ga yaqin kichik GESlar mavjud).

Kamchatka o'lkasida elektr va issiqlik (GeoTES) ishlab chiqarish uchun geotermal suvlardan foydalanish ancha vaqtdan beri dolzarb bo'lib kelgan. Bugungi kunda Rossiyada umumiy quvvati 80 MVt bo'lgan 5 ta geotermal elektr stantsiyasi mavjud.

To'lqinli elektr stantsiyalari uzoq qirg'oq bo'ylab keng qo'llanilishi mumkin (Rossiyada faqat bitta suv oqimi elektr stantsiyasi mavjud).

Hozirgi vaqtda asosiy hal qiluvchi omil muqobil energiya manbalarining rentabelligi bo'lib qolmoqda. Insoniyat uzoq vaqtdan beri energiyani eng oddiy va arzon yo'l bilan - yoqilg'ini yoqish orqali olgan. Shu sababli, qazib olinadigan yoqilg'ining katta zaxiralariga ega bo'lgan neft ishlab chiqaruvchi mamlakatlarda an'anaviy energiya energiya ishlab chiqarishning boshqa usullari bilan raqobatda hali ham g'alaba qozonadi.

"Yashil" energiya an'anaviy energiya bilan bir qatorda rivojlanish va amalga oshirish uchun yaxshi istiqbolga ega. Ammo muqobil energetikaning rivojlanish sur'ati neft va gaz resurslari hajmining qisqarish sur'atlaridan, shuningdek, elektr energiyasi tariflarining o'sish sur'atlaridan ham yuqori bo'lishi kerak. Hozirgi vaqtda yashil energiya ob'ektlari tomonidan ishlab chiqariladigan elektr energiyasi tannarxi uglevodorodlarni yoqish natijasida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi narxidan ancha yuqori bo'lganligi sababli, muqobil energiya manbalarini amalga oshirish loyihalari yirik investitsiyalar uchun qiziqish ob'ekti bo'lib, mahalliy ahamiyatga ega.