Кузнецов Д.И., Павлова Ю.М., Араратьян Л.С.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ *
Аннотация:
в данной работе будет рассмотрено применение солнечной энергии как источника электроэнергии. Будет рассмотрен опыт зарубежных стран, развитие солнечной энергетики за рубежом и в России, а также перспективы увеличения доли энергии, полученной на солнечных электростанциях в общемировой практике в будущем.
Ключевые слова:
возобновляемые источники, солнечная энергия, энергетика
Солнце – самый мощный возобновляемый источник энергии. Количество энергии, что оно посылает на Землю за день, в несколько раз больше, чем ее мировое потребление за год. Поэтому не удивительно, что человечество всячески старается эту энергию использовать в своих целях. В первую очередь это тепло- и электроэнергетика, основанная на энергии Солнца. Для преобразования и использования энергии нашей звезды используются различные способы: фотоэлементы и концентрационные станции применяются для производства электроэнергии, а пассивная солнечная энергетика для освещения и отопления помещений, нагрева воды и других второстепенных задач [1].С каждым годом солнечная энергетика все больше развивается. За последние несколько лет установленная мощность солнечных электростанций (СЭС) увеличилась в несколько раз и на момент 2018 года составляла 510,5 ГВт. Большинство этих СЭС (общей мощностью 505 ГВт) являются станциями с прямым преобразованием солнечного излучения в электроэнергию – фотоэлектрическими (ФЭС), и только 1% (общей мощностью 5,5 ГВт) из них термодинамические – в таких СЭС используется технология преобразования солнечной энергии сначала в тепловую (пар), а затем в электрическую [2].В мировой практике первые пять мест по производству электроэнергии посредством преобразования солнечной энергии занимают Китай, США, Япония, Германия и Индия (рис. 1). Солнечная энергетика в них представлена по большей степени ФЭС, башенными СЭС и солнечной тепловой энергетикой [3].Согласно отчету EPIA за 2012 год в части установленной мощности, Европа производила около 69% мирового объема электроэнергии за счет энергии Солнца (более 70 ГВт). За последующие годы реальный темп развития солнечной электроэнергетики значительно превысил ожидаемый – уже на 2018 год суммарная установленная мощность всего четырех Европейских стран превысила предполагаемую мощность к 2020 году (90 и 84 ГВт соответственно). Таким образом, реальный темп развития оказался намного выше самых оптимистичных планов.Самым быстроразвивающимся рынком возобновляемой энергии в мире на сегодняшний день является Китай (КНР). Самый большой прирост выработки электроэнергии по секторам электроэнергетики в этой стране в 2019 году приходился на солнечный сектор и составил 26,5% (в сравнении с 17,4% на 2018 год). Динамика роста этого сектора показана на рисунке 2. Так, в период с 2013 по 2019 года установленная мощность солнечных электростанций увеличилась почти в 5 раз, практически сравнявшись с ветряными электростанциями страны.Анализируя эти данные, можно сделать вывод, что главным фактором, влияющим на такой быстрый рост и развитие солнечной энергетики, стало резкое снижение стоимости оборудования для СЭС – фотоэлектрических модулей для солнечных панелей в связи с переносом их производства в Китай, увеличением его объема и автоматизацией производственных процессов. Вместе с этим уменьшилась и себестоимость энергии, полученной таким способом.В отличие от западных стран, Россия остается крупнейшей экономикой мира, которая практически не использует такие возобновляемые источники энергии, как солнечная и ветровая энергия (всего 0,2% производства всей энергии в стране на первое полугодие 2020 года). В первую очередь это связано с географическим расположением страны – достаточно солнечного света для безубыточного производства электроэнергии можно получить лишь в небольшой части юга страны, на всей остальной территории данный вид получения энергии будет являться нецелесообразным. На рисунке 3 представлена карта инсоляции страны, согласно которой наиболее перспективными регионами являются: Калмыкия, Ставропольский край, Ростовская область, Краснодарский край, Волгоградская область, Астраханская область, Оренбургская область и другие регионы на юго-западе, Алтай, Приморье, Читинская область, Бурятия и другие регионы на юго-востоке.Рис. 3. Карта инсоляции России [3].Однако, не смотря на столь малую солнечную активность, в России все же ведутся попытки использования солнечной энергии. Так, в период с 2014 по 2020 года частными компаниями и предприятиями было установлено до 100 МВт СЭС, что составило 0,04% от всей энергосистемы страны (246 ГВт). Также ведется строительство крупных станций – с 2013 по 2018 года прошли конкурсный отбор проекты общей мощностью около 2000 МВт, с планируемыми датами введения в эксплуатацию до 2022 года. К концу декабря 2018 года было возведено несколько СЭС установленной мощностью около 550 МВт в 11 субъектах РФ, что вместе с крымскими станциями (около 300 штук) составило практически 850 МВт, получаемых от солнечного света [4, 5].Основные факторы, влияющие на развитие солнечной энергетики в России, различны. Это и климатические условия, сильно различающиеся по всей территории страны, и государственная поддержка развития данной отрасли производства энергии, которая сильно отличается от более перспективных условий стран Европы, и стоимость строительства станций, в частности стоимость их составляющих – солнечных фотоэлектрических установок (СФЭУ), которые с каждым годом все больше дешевеют и, тем самым, становятся более перспективными по сравнению с традиционными преобразователями – турбинами, генераторами и так далее, и ужесточение экологических норм, которое может произойти после возможного пересмотра Киотского протокола.К основным плюсам солнечной энергии можно отнести производственную доступность, неисчерпаемость энергетического источника, низкую себестоимость добычи, экологическую безопасность, минимальное техническое обслуживание. Кроме того, благодаря развитию данной отрасли электроэнергетики, развивается и промышленность – разрабатываются новые технологии, и ведется поиск материалов повышенных характеристик, которые могут быть использованы и в других сферах [6].Однако имеются и отрицательные моменты, поиск решения которых займет еще немало времени – невысокий КПД (всего порядка 20%), дорогостоящее на данный момент оборудование, зависимость от сезонности, географического положения, времени суток и погоды, большая площадь для установки и высокая стоимость хранения избыточной энергии.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Кузнецов Д.И., Павлова Ю.М., Араратьян Л.С. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2335 - 2342. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24167 (дата обращения: 13.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+