Сонячна енергія. Чому це вигідно для України?

Нам потрібні джерела енергії, яким не загрожує вичерпність, які мають прийнятну ціну та не заводять нас в глухий кут в кінці місяця «важкими» рахунками. Одним словом – такі, що дозволяють нам економити на буденному, щоб знаходити щось неординарне в нашому житті.

Світова наукова спільнота вже давно довела неоціненний для нас потенціал сонячної енергії. Це наглядно проілюстровано на наступному рисунку:

solarenergy

Бачимо, що енергія Сонця характеризується значним запасом, який важко порівняти з будь-яким іншим доступним на Землі видом енергії і головне доступна до застосування у відкритій формі – без ліцензій на видобування, без обмежень на кількість. В даному контексті гріх не використати такий енергетичний ресурс для забезпечення потреб в електричній та тепловій енергії.

На даний момент розвиток технологій дійшов до рівня, коли ціна обладнання для використання відновних джерел енергії знизилась. Так в Сполучених Штатах вартість 1 Вт електричної енергії, виробленої сонячними модулями з 1985 р до 2011 р зменшилась в 7 разів – з 7 $/Вт до 1 $/Вт. А вартість теплової енергії виробленої сонячними колекторами зменшилась в 15 разів (адже вартість теплової енергії в тричі менша електричної енергії [1]). Якщо для Америки та Європи установки стали дешевші, то для України вони стали доступні по ціні, і самоокупні через зростання ціни на газ. Тобто придбавши установку ви за 5-8-12 років окупите її вартість (без врахування подорожчання газу). До питання вартості та окупності ми ще повернемось, оскільки в цьому відношенні Україна займає специфічну позицію.
Часто ми порівнюємо свій рівень життя із європейським та американським, та прагнемо до нього. Тому варто перейняти досвід Європи та Америки у використанні альтернативних джерел для виробництва електричної чи теплової енергії.

Так що ж відбувається в Європі в плані використання сонячної енергії.
За даними досліджень «Програми з використання сонячної енергії для опалення та кондиціонування [2] Міжнародного Енергетичного Агенства (ІЕА) спостерігається чітка тенденція до зростання виробництва теплової та електричної енергії сонячними колекторами як в цілому в світі так і зокрема в Європі.

На кінець 2009 року в Європі сумарна встановлена теплова потужність сонячних плоских та вакуумних колекторів (в т.ч. колекторів т.зв. басейнового типу та колекторів для нагріву повітря) становила 32,5 ГВт, що еквівалентно 46,42 мільйонам квадратним метрів сонячних колекторів. Також дослідження показали, що переважна більшість реалізованих проектів в країнах Європи базуються на використанні плоских сонячних колекторів. Хоча ринок використання трубчатих вакуумних колекторів проявляє тенденції до зростання.
Статистика свідчить про те, що зростає частка масштабних проектів з використання сонячної теплової енергії, так на кінець 2009 року загальна встановлена потужність районних сонячних теплових станцій в Європі становила 166 МВт[5].
Більш промовисто про використання сонячних колекторів в Європі свідчить наступна таблиця, яка дає інформацію про масштаби заміщення теплової енергії завдяки роботі сонячних систем.

Таблиця1. Загальний річний енергетичний вклад сонячних колекторів.
Країна
Загальна площа колекторів, м.кв
Встановлена потужність, МВт
Кількість систем, шт
Вклад колекторів, ГВт*год/рік
Економія в нафті [т.н/рік]
Зниження викидів CO2 [т/рік]
Албанія
70171
49,1
8870
54
6206
19675
Австрія
3688840
2582,2
397229
1548,2
167487
637885
Бельгія
278333
194,8
69583
117,8
12783
40498
Болгарія
38336
26,8
7050
20
2280
7208
Кіпр
858520
601
179087
758,3
73682
232995
Чехія
181677
127,2
30013
70
7366
23330
Данія
467550
327,3
102128
211,6
22638
71889
Естонія
2341
1,6
585
1
103
328
Фінляндія
28461
19,9
6788
12,5
1336
4232
Франція
1860601
1302,4
371190
885,8
99387
331960
Югославія
25744
18
3298
15,5
1807
5730
Німеччина
11933154
8353,2
1611970
4912
538438
1894993
Греція
4077000
2853,9
1599815
3138,7
474159
1502161
Угорщина
128814
90,2
11520
62,7
7309
24314
Ірландія
120968
84,7
27996
50,6
4999
16096
Італія
2057578
1440,3
514395
1350,1
153220
485347
Латвія
7044
4,9
1761
3,3
333
1054
Литва
4318
3
1080
1,9
212
671
Люксембург
26300
18,4
6575
11,8
1260
3992
Мальта
44867
31,4
11217
38,9
4603
14579
Голандія
378051
264,6
108652
163,5
17147
54815
Норвегія
13550
9,5
2227
5,8
618
1964
Польша
509836
356,9
60416
209,5
23493
75510
Португалія
547918
383,5
55066
405,8
49399
157514
Румунія
94496
66,1
23624
56,1
6356
20131
Словакія
120746
84,5
20124
58
6598
20901
Словенія
144698
101,3
21,883
60,2
6713
22583
Іспанія
2001000
1400,7
272069
1356,8
147986
519041
Швеція
290000
203
23828
114,3
12151
44689
Швейцарія
660070
462
88515
277
29751
101813
Великобританія
459583
321,7
114896
190,8
21165
67057
РАЗОМ
31120565
21784,1
5731588,883
16162,5
1900985
6404955

Важило розуміти, що за приведеними цифрами стоять конкретні об’єкти – приватні чи громадські, стоять реальні люди, які кожного дня використовуються у своєму побуті енергію сонця не тільки роблячи довкілля чистішим, але й заощаджуючи гроші своїх сімейних бюджетів.

Доцільно привести кілька прикладів з життя європейських міст, щоб зрозуміти, чому з’являються таблиці на кшталт приведеної вище.

Приклади використання сонячної енергії в приватному секторі.

Австрія.

Austria_solarhouse

Установка змонтована в 2001 році і складається з плоских колекторів загальною площею 57 м.кв., система включає буфер на 5 тон води для покриття навантаження опалення та 400 л водонагрівач для гарячого водопостачання. Дана система забезпечує 80% навантаження ГВП та 50% опалення.

Німеччина

Germany_solarhouse
На даху багатоквартирного будинку встановлено 117,5 м.кв. сонячних плоских колекторів. Відповідне обладнання для накопичення теплоти встановлено на технічному поверсі – це об’єм приблизно 10 т. для акумулювання сонячної енергії.
Звичайно що на цьому європейський досвід не вичерпується і цей список можна продовжувати і продовжувати [5].
Високі показники приведені в таблиці говорять про те, що в Європі є розуміння вигоди від використання енергії сонця як на рівні держави [6] так і на рівні звичайної людини. Хоч в Україні, на жаль, ще немає такого розуміння на рівні держави, та шлях до використання сонячної енергії вже відкритий та доступний для звичайних людей.
Вигоду від використання сонячної енергії можна оцінити по картах сонячної активності. Розглянувши потенціал Європи ми покажемо, що і в Україні він теж значний, а значить у нас є всі можливості для використання енергії сонця. З побаченого можна зробити висновок, що в Україні сонячну енергію вигідно використовувати не тільки в Криму та на Сході а й по всій території України.
Розглянемо загальну карту сонячної активності Європи [7]:

potencialЯк видно з карти, активні у використанні сонячної енергії країни не такі вже й «багаті» на сонячне тепло.

Розглянемо як співвідноситься Україна в загальному рангу сонячної інсоляції серед європейських країн:

Insolation

Бачимо, що на території України можна умовно виділити чотири робочі зони з більш-менш рівномірним сонячним потенціалом.

potencial_Ukraine

Якщо порівняти Україну з іншими європейськими країнами, то побачимо, що Північна Італія знаходиться в четвертій зоні, центр та південь Франції – це теж третя та четверта зони. Також Угорщина, Словенія, Австрія та Словаччина лежать в другій зоні, а Чехія – в першій та другій зонах. Вся територія Польщі знаходить в першій зоні. Територія Німеччини теж відповідає першій та другій зоні України. А як ми бачили в Таблиці 1 згадані країни мають високий рівень використання сонячних колекторів.

Якщо наші сусіди рівні нам за сонячним потенціалом, то чому ми не використовуємо енергію сонця хоча б на половину стільки як вони?

Отже можемо зробити висновок, що сонячна інсоляція на території України є більш ніж достатньоюдля використання різного роду установок для нагріву води, підтримки опалення та забезпечення підігріву басейну.

Одразу виникає основне і найважливіше запитання – коли використати енергію сонця є вигідно, то скільки коштуватиме обладнання і яку користь воно забезпечить – або іншими словами виникає питання техніко-економічного обґрунтування. Слід зауважити, що з питанням техніко-економічних аргументацій стикається кожен споживач, навіть при застосуванні традиційних систем опалення та водопостачання, адже обирає завжди з кількох варіантів.

З точки зору сонячних установок методологічний підхід до розрахунків економічного ефекту базується на двох основоположних принципах:

  • Окупність будь-якої інноваційної системи з використанням сонячних колекторів порівнюється з вартістю традиційної системи і враховується лише різниця вартості систем;
  • Вклад сонячної системи оцінюється відносно традиційного джерела енергії – природного газу, а значить ціна на газ суттєво впливає на окупність будь-якої інноваційної системи.

Як впливає вартість газу на окупність сонячних систем і як ця проблема співвідноситься з європейським досвідом Ви можете прочитати в наступній статті.

Ще однією перевагою використання відновних джерел енергії є екологічність. Коли ми приймаємо душ, миємо посуд чи користуємось комп’ютером, використовуючи при цьому альтернативні джерела енергії для отримання тепла та електрики то ми ще й робимо значний вклад в екологію, адже менше забруднюємо довкілля (при використанні альтернативних джерел немає шкідливих викидів в атмосферу, на відміну від викопних, таких як газ, нафта і т.п.)

 


Список посилань:

  1. http://cleantechnica.com/solar-power/
  2. http://www.iea-shc.org/
  3. http://www.solarwaerme.at/EFH/Fotos-und-Bilder/Bild534/
  4. http://www.renewables-made-in-germany.com
  5. http://www.solid.at/,
  6. http://www.estif.org/policies/solar_ordinances/
  7. http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eur.htm