Солнца в Беларуси более чем достаточно

Солнца в Беларуси более  чем достаточно

По метеорологическим  данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое  поступление солнечной энергии  на земную поверхность с учетом ночей  и облачности составляет 243 кал на 1 см2 за сутки, что эквивалентно 2,8 кВтч/м2, а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% - 0,3 кВтч/м2.. Для удовлетворения потребности республики в электроэнергии в объеме 45 млрд.кВтч Потребуется 450 км2 гелиостатов, что при их стоимости 450 долларов США/кв.м соответствует стоимости 202,5 млрд. долларов США без учета затрат на эксплуатацию синхронизаторов, строительно-монтажные работы, конструкции, кабели, системы управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру и т.п. Учет перечисленных составляющих удвоит названную сумму. С учетом опыта создания солнечной электростанции в Крыму, а также зарубежного опыта удельные капвложения и себестоимость получаемой электроэнергии пока десятикратно превышают ее производство на других источниках. Технический прогресс в этой области естественно будет способствовать снижению затрат, однако, для условий Беларуси, в прогнозируемом периоде составляющая производства электроэнергии с помощью солнечной энергии будет практически не ощутима. Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. За счет использования солнечной энергии возможно замещение 25 тыс. т у.т. в год органического топлива к 2005г.

 

Солнечные лучи ежегодно приносят в Беларусь в 20 тыс. раз больше энергии, чем мы потребляем. Крыша одноэтажного дома на севере Беларуси получает в 10 раз  больше энергии, чем требуется для  отопления этого дома.

 

Считается, что отопление  жилища за счёт солнечной энергии  возможно только в жарких странах, близких  к экватору. Однако это мнение ошибочно. По многолетним наблюдением метеорологов на широте Минска с апреля по сентябрь на квадратный метр поверхности падает 297600 МДж солнечной энергии. При завышенной норме энергопотребления на квадратный метр отапливаемого помещения 70 кВт-ч/год/кв.м (для сравнения в Швеции норма 30-60 кВт-ч/год/кв.м) годовое потребление энергии составит всего 25200 МДж. Таким образом, солнечной энергии вполне достаточно для отопления круглый год и для горячего водоснабжения летом. При этом система сезонного аккумулирования солнечного тепла может иметь КПД всего 10%. Экодом предлагаемой конструкции имеет скатную крышу выраженной южной ориентации.Крыша покрыта сплошным водовоздушным солнечным коллектором конструкции Белорусского отделения международной академии экологии. Под домом находится твердотельный суточный и сезонный тепловой аккумулятор. Такие аккумуляторы распространены в Швеции и Норвегии. Другая возможная конструкция - жидкостный аккумулятор внутри дома (15 тонн воды на 200 кв.м жилой площади). Дом оборудован принудительной системой вентиляции, обеспечивающей воздухообмен и обогрев жилых помещений (основные технические решения запатентованы).

 

 

 

Развитие биоэнергетики

 

Основными направлениями  в производстве энергии из биомассы являются:

• Отходы растениеводства

• Биогаз из отходов животноводства

• Дрова и древесные  отходы

• Фитомасса.

 

Использование отходов растениеводства  в качестве топлива является принципиально  новым направлением энергосбережения для Белоруссии. Общий потенциал  отходов растениеводства оценивается  до 1,46 млн т.у.т. в год.

 

Отходы животноводства особенно интересны тем, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистые высококачественные органические удобрения и вследствие этого пропорционально сократить  энергоемкое производство минеральных  удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год.

 

Централизованная заготовка  дров и отходов деревообработки  в республике Беларусь осуществляется предприятиями Министерства лесного  хозяйства и концерна “Беллесбумпром”. Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.

 

В целом по республике годовой  объем использования дров и отходов  лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн т.у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн т.у.т. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн м³ или 6,6 млн т.у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс. м³ или 5,3 тыс. т.у.т.

 

Для использования древесины  из данных районов в качестве топлива  необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации  и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок  древесины в 2 раза, а также с  учетом увеличения объемов использования  отходов деревообработки, лесопиления  и переработки древесины, прогнозируемый годовой объем древесного топлива  может возрасти до 1,6 млн т.у.т.

 

В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций  собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т.у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн т.у.т. в год.

 

Отсутствие опыта массового  использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35 долл./т.у.т.

 

Энергия ветра

 

Для первоначального этапа  развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства  как одиночных ВЭУ, так и ВЭС  с потенциалом более 200 млрд кВт·ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику – это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ.

 

Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет.

 

Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон  со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность.

 

В итоге ветер может  дать Беларуси 2-3% энергии от общего энергобаланса страны, максимум –  до 5%.

 

Энергия солнца

 

По метеорологическим  данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое  поступление солнечной энергии  на земную поверхность с учетом ночей  и облачности составляет 243 кал на 1 см² за сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч/м², а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% – 0,3 кВт·ч/м². Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долл. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива.

 

Высокая стоимость солнечных  коллекторов, а также сопутствующие  затраты на строительно-монтажные  работы, конструкции, кабели, системы  управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру в настоящее время накладывают сильные ограничения на развитие гелиоэнергетики в Беларуси.

 

Основными направлениями  использования энергии солнца будут  гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Стоимость оборудования для жилого дома или коттеджа варьируется в пределах 900-3500 долл.

 

Отдельный интерес представляет пассивное использование солнечной  энергии методом строительства  домов “солнечной архитектуры“. Расчеты  показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши  домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже на отопление  зимой. Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы.

 

Пока игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с  использованием этого принципа –  немецкий Международный Образовательный  Центр. Если проектирование зданий проводить  с учетом энергетического потенциала климата местности и условий  для саморегулирования теплового  режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить  на 20-60%. Так, строительство на принципах  “солнечной архитектуры” может снизить  годовое теплопотребление до 70-80 кВт/м².

 

Солнечная электростанция состоит  из следующих элементов (см. схему).

 

Солнечные модули преобразуют  энергию солнечной радиации в  постоянный ток (DC). Далее через кабель электроэнергия поступает в конвертер, который отслеживает работу солнечных модулей и потом – в инвертор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный (AC) с заданными параметрами для данной энергосистемы либо локального потребителя. Через счетчик вся энергия от солнечных модулей поступает в энергосистему либо к потребителю. Инвертер и конвертер часто представляют из себя один блок устройств и выбираются в соответствии с суммарной мощностью всех модулей. Нередко инвертор выбирается с запасом, таким образом, впоследствии мощность станции можно нарастить.