1. Особенности и сферы применения фотоэлектрических батарей и станций.

В основе фотоэлектричества лежит прямое преобразование солнечного излучения в электроэнергию посредством специальных полупроводниковых элементов (фотоэлектрических преобразователей, ФЭП – они же кремниевые пластины), объединенных, по возрастанию их площади, в солнечные модули (СМ), панели и батареи (СБ). 

Фотоэлектрические системы прямого преобразования солнечной энергии в электрическую являются наиболее перспективными среди нетрадиционных возобновляемых источников электрической энергии. Полученная энергия может:

использоваться напрямую различными потребителями постоянного тока;

запасаться в аккумуляторных батареях для последующего использования и покрытия пиковых нагрузок;

преобразовываться в переменный ток напряжением 220 В для питания различных потребителей переменного тока.

Область применения стационарных фотоэлектрических модулей (солнечных батарей):

электростанции промышленного типа и для сельского хозяйства;

электростанции для дома и дачи;

системы уличного освещения;

телекоммуникации;

насосные станции;

системы навигации;

системы сигнализации;

сетевые энергосистемы;

электростанции для питания светодиодных рекламных модулей.

Область применения мобильных солнечных зарядных устройств (солнечных батарей):

зарядка мобильных телефонов в походе;

питание радиоприемников на рыбалке;

зарядка мобильных устройств от Солнца (iPad, HTC, Samsung, и т.д.)

питание LSD телевизоров на природе;

зарядка системы навигации;

ночное освещение походного городка от Солнца.

2. Понятие потенциала виэ, его распределение по территории страны. Суммарный, технический и экономический потенциал виэ.

Суммарный удельный нормированный потенциал, является интегральной характеристикой, которая учитывает как объемы ресурсов по регионам, так и численность энергопотребителей в них. При этом предварительно определяются значения по всем удельным нормированным потенциалам (УНП) ресурсов по отдельным видам возобновляемых источников энергии. Нормирование значений по каждому показателю потенциала ресурсов необходимо для сопоставления показателей, имеющих разный порядок величин. Алгоритм нормирования показателей по максимальным значениям в ряду позволяет получать синтетические характеристики оценочного положения территориальных единиц по единой шкале и ранжировать данные территориальные единицы на основе этих оценок. Нормализация исходных показателей позволяет преодолеть их разноразмерность, сохранив те же соотношения между видами ресурсов по различным административным единицам.

Выяснено, что наибольший дефицит испытывают в частности: в ЮФО – Краснодарский край (более 10 млрд кВТ • ч), Чеченская респ. и респ. Сев Осетия-Алания, однако необходимо отметить, что все республики, расположенные в данном ФО имеют отрицательный энергобаланс, в С-З ФО – респ. Карелия, Вологодская обл, в ЦФО – Московская, Белгородская области, менее – Липецкая, Калужская, Владимирская и Брянская области, в Приволжском – Нижегородская обл., респ. Удмуртия и Мордовия, Ульяновская и Пензенская области, в Уральском ФО – Челябинская область, в Сибирском ФО – Кемеровская, Омская и Томская области, Алтайский край, в ДВ ФО – Приморский край и Еврейская АО.

Расчеты выполнялись по материалам Справочника, опубликованного в 2007 г., с использованием дальнейших уточнений проведенных оценок и современных статистических материалов по субъектам РФ. Для расчетов СУНП и регионального анализа были использованы данные о гелиоэнергетических и ветроэнергетических ресурсах, энергопотенциале потенциале малой гидроэнергетики и биомассы отходов. Гидротермальные ресурсы на данном этапе расчетов привлечены не были. Однако необходимо отметить, что для Краснодарского края, Чеченской республики и Дагестана, имеющих на ЕТР наибольшие эксплутационные запасы гидротермальных ресурсов, суммарный потенциал с учетом данного ресурса будет значительно выше. В выполненном нами исследовании расчеты проводились для данных об оценках экономического потенциала ресурсов ВИЭ, поскольку именно в таком объеме возобновляемые энергоресурсы могут быть вовлечен в хозяйственное использование в энергокомплексы регионов на современном этапе. Сопоставление приведенных в данных справочниках оценок валового, технического и экономического потенциалов показало что только оценки экономического потенциала дают одно-порядковые величины по различным видам ресурсов, что позволяет оценить значение и малой гидроэнергетики и биомассы отходов. В то время как для валового и технического и потенциала в большинстве регионов в значительной степени преобладают лишь гелиоресурсы и гидротермальные ресурсы. Для оценок ветроэнергетических ресурсов по административным единицам ФО были использованы уточненные данные, приводимые в, при этом для расчетов СУНП были использованы средние значения интервалов данных.

На основании выполненных расчетов были составлены карто-схемы распределения значений как удельных нормированных потенциалов по отдельным видам ресурсов, так и суммарного потенциала (СУНП) по административным единицам – субъектам Федерации на территории данных четырех федеральных округов России.

На основе расчетов СУНП был проведен региональный анализ обеспеченности регионов ресурсами ВИЭ с учетом численности энергопотребителей. Выделено пять градаций уровня обеспеченности суммарным удельным потенциалом. Самым высоким значением СУНП равным 2,29 характеризуется республика Калмыкия, обладающая при низкой численности населения высоким потенциалом нескольких видов возобновляемых энергоресурсов: ветер, гелиоресурсы, биоресурсов. К данной градации – более 1,3, но с меньшими значениями отнесены также Мурманская, Архангельская обл., Ненецкий АО, обладающие высоким потенциалом малой гидроэнергетики и ветра. Наиболее низкие значения СУНП были определены для крайнего запада ЕТР (Ленинградская, Псковская и Новгородская обл.)

Ряд регионов, имеющих достаточно высокие потенциалы гелио- и ветроэнергетических ресурсов, ресурсов биомассы отходов характеризуются однако не столь высоки значениями СУНП, в связи с высокой численность населения (Краснодарский и Ставропольский края).

Технический потенциал ВИЭ составляет около 4,6 млрд т. у. т./год, что в 5 раз превышает объем потребления всех топливноэнергетических ресурсов России, а экономический потенциал определен в 270 млн т. у. т., что составляет около 25 % от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране [1]. Экономический потенциал ВИЭ постоянно увеличивается в связи с непрерывным удорожанием традиционного органического топлива и сопутствующими его применению проблемами загрязнения окружающей среды. Вместе с тем ВИЭ могли бы внести существенный вклад в решение следующих актуальных задач.

Билет 3.