Наразі світ стикається з серйозним випробуванням енергетичного переходу. Щоб зменшити викиди парникових газів і залежність від викопного палива, розвиток відновлюваної енергетики став надзвичайно важливим.
Ще у 2008 році Катар оприлюднив "Національне бачення 2030 ", метою якого є перетворення Катару на країну зі сталим розвитком, сильною міжнародною конкурентоспроможністю та високими стандартами життя. Можна сказати, що це є світовим консенсусом — зменшити викиди вуглецю та досягти вуглецевої нейтральності.
На чемпіонаті світу з футболу FIFA World Cup Qatar 2022™ Катар створив прецедент у сфері нової енергетики — фотоелектричної генерації! За даними Верховного комітету з доставки та спадщини (SC), зменшення викидів вуглецю від сонячної електростанції Al Kharsaah буде використано для компенсації приблизно половини викидів, спричинених проведенням чемпіонату світу в країні. Давайте розглянемо, як працює сонячна енергетика і як вона допомагає досягти цілей сталого розвитку.
Що таке сонячна електростанція?
Генерація сонячної енергії поділяється на фототермічну та фотоелектричну генерацію.
Фототермічна сонячна електростанція
Фототермічна система перетворює сонячну енергію на теплову, концентруючи сонячне світло за допомогою вигнутих (U-подібних) дзеркал. Після низки взаємодій теплообмінників, газових турбін, генераторів, охолоджувальних пристроїв, пристроїв контролю ланцюга та теплових колекторів зібрана сонячна енергія перетворюється на теплову.
Цей процес призводить до утворення проміжного продукту — пари, яка забезпечує роботу теплової циркуляційної системи, перетворюючи теплову енергію в електричну для постачання електроенергії населенню.
Фотоелектрична сонячна електростанція
Фотоелектрична сонячна електростанція безпосередньо перетворює сонячну фотоелектричну енергію в електрику без потреби в тепловому процесі.
Фотоелектричні системи зазвичай складаються з масивів фотоелектричних панелей, акумуляторних батарей, контролерів, інверторів та обладнання для розподілу змінного струму тощо.
Генерація фотоелектричної енергії базується на принципі фотоелектричного ефекту, коли фотони викликають перехід електронів і формування потенційної різниці. Після цього сонячні елементи безпосередньо перетворюють енергію сонця в електрику, що генерує постійний струм.
Фотоелектрична система характеризується високою надійністю, легкістю обслуговування, тривалим терміном служби та екологічною безпекою. Це пов’язано з тим, що фотоелектричні системи дуже прості, складаються переважно з електронних компонентів і не містять механічних частин.
Тому фотоелектричні сонячні ферми популярніші за фототермічні електростанції. Наприклад, половину електроенергії для чемпіонату світу в Катарі забезпечували фотоелектричні електростанції.
Як працюють сонячні електростанції?
Катар — типовий півострівний регіон із тропічним пустельним кліматом, низькою річною кількістю опадів і дуже високими температурами. Більшість території — це рівнинна, низинна пустеля, що робить її ідеальним місцем для будівництва сонячної електростанції.
Сонячна електростанція Al-Kharsaah працює так само, як і звичайна сонячна електростанція або фотоелектрична сонячна ферма в громаді.
Вона просто дуже велика за масштабом, займає площу 10 квадратних кілометрів (приблизно 1400 футбольних полів), використовуючи загалом 2 мільйони двосторонніх фотоелектричних модулів half-cut, встановлених на додаткових одноосьових трекерах для уловлювання як прямого сонячного світла, так і відбитого від землі. Потім згенерований постійний струм перетворюється в змінний за допомогою 3240 встановлених струнних інверторів, які підключені до мережі на повну потужність.
Поширені запитання про сонячні електростанції
Скільки коштує сонячна ферма?
За даними Звіту про ринок сонячної енергії США, будівництво сонячної ферми зазвичай коштує від 0,89 до 1,01 долара за ват. Тобто, будівництво сонячної ферми потужністю 1 мегават (MW) обійдеться приблизно від 890 000 до 1,01 мільйона доларів.
Але сонячна ферма не лише допомагає зменшити вуглецевий слід, а й економить кошти на комунальних платежах. Крім того, знижки та стимули, такі як федеральний податковий кредит на сонячну енергію, компенсують витрати на будівництво сонячної ферми. Однак це залежить від багатьох факторів, включно з використанням електроенергії, місцевими тарифами та розміром сонячної системи.
Як обслуговувати сонячну електростанцію
Правильне обслуговування не лише забезпечує ефективність сонячної електростанції, а й продовжує її термін служби. Заходи з обслуговування фотоелектричної сонячної електростанції можна узагальнити так:
-
Обслуговування сонячних панелей і кронштейнів:
Поверхню сонячних панелей слід тримати чистою, протирати сухою або вологою м’якою та чистою тканиною. Регулярно перевіряти стабільність кронштейна та своєчасно замінювати пошкоджені деталі.
-
Обслуговування інвертора:
Перевірка з відключенням живлення, щоб переконатися, що модулі, реактори, автоматичні вимикачі на стороні змінного струму (мережевій стороні) та вентилятори охолодження трансформатора в інверторі можуть автоматично запускатися і зупинятися залежно від температури. Якщо конденсатор постійного струму вийшов з ладу, його слід своєчасно замінити.
-
Обслуговування кабелів:
Правильно підключати кабелі до обладнання. Ізоляція кабелів не повинна мати проколів, тріщин і явних нерівностей, а температура кабелю не повинна бути надто високою.
Скільки акрів потрібно для сонячної електростанції потужністю 5 MW?
Зазвичай для сонячної електростанції потужністю 5 MW потрібно не менше 30-40 акрів, але рекомендується збільшити розмір системи на 15-20%, щоб уникнути недостатньої кількості сонячного світла та втрат енергії через передачу струму, що може призвести до недостатньої кількості електроенергії для потреб домогосподарств.
