Солнечная энергетика в Украине

Электричество и другие виды энергии могут быть получены непосредственно от солнца, даже в облачную погоду. Солнечная энергия используется во всем мире и становится все более популярной для производства электроэнергии, а также для отопления и опреснения воды. Солнечная энергия может генерироваться двумя основными способами:

1. Фотогальванические (PV) или солнечные элементы – это полупроводниковые устройства, превращающие солнечный свет непосредственно в электричество. Современные солнечные элементы, вероятно, являют собой изображение, которое узнает большинство людей – они размещены на панелях, установленных на полях, в домах и в калькуляторах. Они были изобретены в 1954 году в Bell Telephone Laboratories в США. Сегодня солнечные фотоэлектрические системы являются одной из наиболее быстрорастущих технологий использования возобновляемых источников энергии и готовы сыграть немаловажную роль в будущем глобальном производстве электроэнергии. Солнечные фотоэлектрические установки можно комбинировать для обеспечения электроэнергией в промышленных масштабах или размещать в небольших изменениях для мини-сетей или для личного использования. Использование солнечной фотоэлектрической энергии для питания минисетей является эффективным способом обеспечения доступа к электроэнергии людям, не живущим вблизи линий электропередач. Стоимость производства солнечных панелей резко упала за последнее десятилетие, сделав их не только доступными, но и самыми дешевыми видами электроэнергии. Срок службы солнечных батарей составляет около 30 лет, в зависимости от типа используемого в производстве материала.
2. Системы концентрированной солнечной энергии (CSP) используют зеркала для концентрации солнечных лучей. Эти лучи нагревают жидкость, которая создает пар для привода турбины и выработки электроэнергии. Технология CSP используется для выработки электроэнергии на больших электростанциях. Такие электростанции обычно имеют поле зеркал, перенаправляющее лучи на высокую тонкую башню. Одним из основных преимуществ CSP электростанции перед солнечной фотоэлектрической станцией является то, что она может быть дополнена емкостями с расплавленными солями, в которых может сохраняться тепло, что позволяет генерировать электричество после заката.

Солнечная энергетика – один из самых перспективных и динамических возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Ежегодно прирост вводимых в эксплуатацию мощностей составляет примерно 40-50%. Всего за последние пятнадцать лет доля солнечного электричества в мировой энергетике превысила отметку в 5%. Усовершенствование технологии изготовления фотоэлектрических модулей привело к существенному снижению себестоимости электроэнергии. В более чем 30 странах мира (в частности, Германии, Чили, Австралии, Мексике) солнечная энергия стала дешевле, чем получаемая из традиционных источников (нефть, газ, уголь). За последние 10 лет инвестиции в солнечную энергетику составили около 300 млрд долларов США. Наиболее показателен пример успешности применения солнечных технологий – остров Тау (Американское Самоа). Ранее острова полностью зависели от поставок дизельного топлива, однако после установки современной солнечной электростанции (СЭС) стали полностью независимыми.

Украина делает важные шаги по расширению использования ВИЭ и альтернативных видов топлива в рамках своей более широкой стратегии по снижению зависимости от традиционных ископаемых видов топлива. Подсчитано, что у нашей страны есть потенциал, чтобы к 2030 году в 10 раз увеличить использование возобновляемой энергии и на 15% сократить потребление природного газа.

Следует отметить, что климат и географическое положение Украины благоприятны для развития солнечной энергетики и строительства СЭС. Даже северные области страны имеют значительный потенциал для развития данной отрасли, не уступающий большинству европейских регионов.

Пока развитие солнечной энергетики в Украине находится на стадии, которую Европа прошла 7-10 лет назад. В то же время у нас есть одна из самых привлекательных инвестиционных структур в Европе для развития отрасли. Действительно здесь были созданы благоприятные условия: наличие ресурсов и земельных участков, льготный тариф, государственная поддержка и целевая энергетическая стратегия, цель которой – достичь 25% производства чистой энергии к 2035 году. В результате, интерес к возобновляемой энергетике в Украине продолжает расти, и, по оценкам правительства, к 2020 году общий объем инвестиций в альтернативную энергетику достигнет 18 миллиардов долларов США.

И хотя сектор ВИЭ все еще мал по сравнению с другими типами генерации в Украине, в то же время демонстрирует постоянный рост, делая нашу страну лидером данной отрасли. С 2014 и до конца 2017 года объем ВИЭ увеличился с 967 до 1375 МВт, и к концу 1-го квартала 2018 года – до 1534 МВт (рис. 1). Как именно распределяются возобновляемые источники энергии по регионам и какой вид ВИЭ в той или иной области можно увидеть на рис. 2.

Поскольку в Украине солнечная энергия довольно популярно ВИЭ, можно наблюдать, что региональное распределение установленных объектов ВИЭ коррелирует с уровнем инсоляции. Основное внимание уделяется регионам с высокой солнечной активностью, как показано на карте ниже (рис. 3):

Вопрос о производительности солнечных батарей является одним из первых, которым задаются люди, которые планируют инвестировать в солнечную электростанцию. Количество электроэнергии, выработанной при помощи солнечного модуля, зависит от многих факторов, и в том числе от географического расположения солнечной электростанции. Ведь при прочих равных условиях количество производимой электроэнергии будет пропорционально количеству энергии солнечного излучения, что достигает поверхности земли в точке размещения электростанции.

Солнечная энергия является одним из экологически устойчивых ресурсов для производства электроэнергии с использованием фотоэлектрических (PV) систем — солнечных электростанций. Основным исходным данным, используемым в процессе планирования является солнечное излучение. Фотоэлектрическая географическая информационная система (PVGIS) Института энергетики и транспорта (IET) Объединенного исследовательского института (JRS) при Европейской комиссии (EC) разработала базу данных о солнечной радиации. Модель оценивает лучевые, диффузные и отраженные составляющие излучения по условиям ясной погоды и для реальных условий глобальной освещенности на горизонтальных или наклонных поверхностях.

Обобщенным итогом проведенного моделирования есть периодически публикованные карты солнечного электрического потенциала, доступные для использования всеми желающими. Информация, публикуемая PVGIS, достаточно подробная. Выше была представлена ​​визуализация наиболее актуальных данных по солнечному потенциалу в Украине и странах Европы. Информация была обновлена ​​21 сентября 2012 года. На данной карте показано распределение глобального солнечного облучения и солнечный электрический потенциал на территории Украины для случая ориентации солнечных модулей на юг при оптимальном углу наклона по отношению к поверхности земли (максимально перпендикулярный угол падения солнечных лучей на поверхность солнечной батареи). Для сравнения предлагаем вашему вниманию также карту солнечного потенциала для Европы:

Согласно прогнозам, к 2020 году мощность установленных объектов солнечной энергии в Украине увеличится до 3 ГВт. По состоянию на 1 апреля 2019 г., в стране установлено более 2,2 ГВт объектов солнечной энергетики, а это 71% всех существующих ВИЭ. Такое быстрое и активное развитие отрасли позволило Украине подняться с 34-го на 23-е место в мировом рейтинге солнечной энергетики.

В будущем для расширения перспектив солнечной энергетики Украина может перенять успешный опыт наших иностранных коллег.

• Транспортные способности. Все знают и даже видели на дорогах мегаполисов нашей страны немало современных электромобилей, но немногие знают, что в европейских странах фотоэлементы размещаются на крышах поездов и обеспечивают их электроэнергией во время работы. В перспективе эту технологию можно использовать и на водных и воздушных судах.
• Термальная энергетика – способ преобразования энергии солнца с помощью нагрева воды в емкостях из хорошо проводящих тепло материалов.

В общем, солнечная энергетика будет наращивать мощности в Украине, потому что:

• есть заинтересованность зарубежных инвесторов;
• в стране много регионов, где оборудование для СЭС работает максимально эффективно;
• после разового вложения средств гарантировано длительное извлечение прибыли.

Почему перспективно строительство солнечных электростанций?

Солнечная энергетика и энергосбережение – общемировой тренд. 2017 стал знаковым для солнечной фотоэлектрической энергетики – в мире ввели в эксплуатацию больше солнечных мощностей по сравнению с другими типами технологий производства электроэнергии. На пять крупнейших национальных рынков – Китай, США, Индию, Японию и Турцию – приходится почти 84% вновь установленных мощностей. Далее следуют Германия, Австралия, Республика Корея, Великобритания и Бразилия. По совокупной мощности лидируют Китай, США, Япония, Германия, Италия и Индия (рис. 4-5).

Очень показателен пример развития солнечных технологий – Китай, который всего за пять лет из аутсайдеров рынка стал мировым лидером по мощности солнечных электростанций. В течение 2016-2020 годов Китай инвестирует в строительство СЭС около 145 млрд долларов – это позволит ввести в эксплуатацию около 1000 мощных СЭС. Поднебесная уже давно стала лидером отрасли по производству солнечных панелей и метизов. Китай контролирует 70% мировой торговли солнечными батареями и лидирует по использованию солнечной энергии.

• Предполагается, что к 2040 году Китай обеспечит 28% всех инвестиций в производство электроэнергии.
• По прогнозам специалистов, уже к 2070 году энергия Солнца станет основным источником электроэнергии на Земле, а к началу следующего столетия по своим объемам солнечная энергетика в 3,5 раза будет превышать нефтяную отрасль и в 6 раз – атомную.
• Энергия солнечного излучения – практически неисчерпаемая, к тому же это полностью бесплатный ресурс.
• Современные технологии позволяют получать солнечные панели, которые при минимальных эксплуатационных расходах и обслуживании обеспечат эффективную генерацию электричества в течение как минимум 30 лет.
• Аналитики прогнозируют, что в период между 2017 и 2022 годами цены на солнечную энергию в мире снизятся в среднем на 27%. Солнечные установки коммунального масштаба будут стоить дешевле угольных электростанций во всех развитых странах. Действительно, во многих местах мира (включая некоторые места в США) солнечная энергия уже достигла паритета энергосистемы, то есть стоимость солнечной энергии равна или ниже стоимости закупки энергии из сети.

Универсальный доступ к энергии обязателен для глобального развития во всем мире. Энергетика является катализатором и фактором роста и общества не могут развиваться без надежных, адекватных и доступных энергетических услуг. Десятилетие национальных и международных усилий дали поразительные достижения в доступе к современной энергии. Большие коммерческие солнечные фотоэлектрические электростанции все еще доминируют в мощностях возобновляемой энергии. Однако, по оценкам, по обычному сценарию до 2030 года около 620 миллионов человек все еще не будут иметь доступ к централизованной электроэнергии.

Несетевые решения возобновляемой энергии – автономные системы и мини-сети – будут играть решающую роль в достижении универсального доступа к современной энергии своевременно и устойчиво. Чтобы ускорить темпы развертывания децентрализованной возобновляемой энергии, необходимо выполнить множество различных предпосылок. Солнечные фотоэлектрические технологии станут одним из инструментов достижения глобальных целей.

Учитывая перспективы отрасли и экспертные оценки, следующие 30 лет для солнечной энергии, вероятно, будут выглядеть совсем иначе, чем в предыдущие 30 лет. Фотоэлектрические и концентраторные солнечные установки будут стремительно развиваться, мощности будут расти, а затраты будут продолжать снижаться. В ближайшие десятилетия развитие технологий солнечной энергетики будет определяться тем, как они будут взаимодействовать с другими энергетическими технологиями, такими как ветроэлектростанции и системы накопления энергии (ESS). Ключевые изменения в энергетической системе, такие как усиление электрификации зданий и транспортных средств, появление чистого топлива и новые энергетические политики, будут способствовать появлению более устойчивой экономики и формированию перспективного будущего для солнечной энергетики.

Почему растет популярность солнечных электростанций в Украине?

• Благоприятный климат – уровень инсоляции (т.е. количество солнечного излучения на квадратный метр поверхности Земли) в большинстве областей Украины превышает аналогичные показатели Германии, являющейся одним из мировых лидеров в области солнечной энергетики.
• Благоприятное правовое поле, реально стимулирующее инвестирование в альтернативную энергетику, «зеленый» тариф, по которому государство выкупает все электричество, произведенное СЭС – один из самых высоких в Европе. В апреле 2019 года принят закон о «зеленых» аукционах. Согласно ему, участие в аукционах будет обязательным с 2020 года для проектов солнечной энергетики мощностью более 1 МВт и ветряных электростанций с мощностью более 5 МВт. По условиям аукциона, предлагающий самую низкую цену сможет продавать «чистую» электроэнергию государству. Аукцион предназначен для предотвращения монополии на украинском рынке ВИЭ. Это должен быть конкурс, проводимый через электронную торговую систему ProZorro дважды в год, осенью и весной.
• Возможности инвестировать в альтернативный энергетический сектор Украины чрезвычайно благоприятны, поскольку страна обладает разнообразными запасами сырья и хорошо образованной рабочей силой, обладающей техническими ноу-хау, необходимыми для разработки и внедрения последних коммерческих достижений в этом секторе.
• Постоянный рост стоимости электроэнергии делает оправданным инвестиции в генерацию собственного электричества. Говоря о себестоимости, уже сейчас можно говорить о паритете цен между альтернативной и традиционной электроэнергетикой.

Преимущества солнечных электростанций для вашего бизнеса

• Снижение затрат – себестоимость солнечной электроэнергии уже сейчас ниже тарифов на электричество в сети.
• Энергонезависимость производства (бизнеса) и формирование положительного имиджа инновационной, социально ответственной компании в глазах общества и потенциальных клиентов.
• Срок окупаемости инвестиций в зависимости от типа и мощности коммерческой СЭС составляет 5-7 лет.
• Низкие эксплуатационные расходы – минимальное количество обслуживающего персонала за счет высокой автоматизации и незначительных затрат на техобслуживание.
• Сокращение эксплуатационных расходов/экономия энергии – солнечная энергетическая система может уменьшить или устранить счет за электричество для вашего бизнеса.
• Развитие технологий – технологии в солнечной энергетике постоянно развиваются, и в будущем усовершенствования будут ускоряться. Инновации в квантовой физике и нанотехнологии могут потенциально повысить эффективность солнечных панелей и удвоить или даже утроить электрическую мощность солнечных энергетических систем.

Авенстон – один из лидеров солнечной энергетики Украины и признанный эксперт в области проектирования и строительства солнечных электростанций. Наша компания имеет большой практический опыт и предлагает сотрудничество в управлении проектами под ключ в сфере ВИЭ. Это означает, что мы обеспечим полный сервис, проектирование, строительство и обслуживание объектов солнечной электрогенерации, включая технические, финансовые, правовые и формальные аспекты.