О солнечной энергетике в России чаще всего говорят скептически.
Считается, что солнечные панели в России могут быть оправданы только на юге, а в средней полосе и на Урале их эффективность слишком низкая, чтобы рассматривать всерьёз.
Однако эксперимент фасадной солнечной электростанции, проведённый в Екатеринбурге, показал результаты, которые не укладываются в этот привычный стереотип. И речь идёт не о расчётах или моделях, а о реальной установке, работающей в российских климатических условиях.
Почему вообще возник вопрос об эффективности солнечных электростанций в России?
Распространённый аргумент против солнечной энергетики звучит просто:
в России мало солнца, много облаков и длинная зима. На первый взгляд — логично.
Но эффективность солнечных электростанций оценивают не ощущениями, а конкретными показателями:
- уровнем солнечной радиации,
- фактической годовой выработкой,
- коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ).
И именно эти параметры стали основой исследования, выполненного специалистами Уральского федерального университета.
Сколько солнечной энергии получают российские города на самом деле?
В рамках работы были сопоставлены данные по инсоляции крупных городов России и Европы.
Результаты оказались куда менее контрастными, чем принято считать.
Например:
- Москва — около 1036 кВт·ч/м² в год
- Екатеринбург — около 1022 кВт·ч/м² в год
Для сравнения:
- Лондон — около 1029 кВт·ч/м² в год
- Амстердам — около 1044 кВт·ч/м² в год
Разница есть, но она не принципиальная. Эти значения показывают, что по уровню солнечной радиации Россия находится в том же диапазоне, что и в ряде европейских стран, где солнечные электростанции давно считаются нормальной частью энергосистемы.
Экспериментальная солнечная электростанция в Екатеринбурге
Ключевой частью исследования стала фасадная солнечная электростанция, установленная на 13-этажном здании Уральского федерального университета.
Это была не демонстрационная модель, а рабочая установка, которая:
- эксплуатировалась в течение года,
- прошла все сезоны, включая зиму,
- сравнивалась по фактическим показателям выработки и КИУМ с промышленными солнечными электростанциями региона.
Такие условия позволили оценить не теоретический потенциал, а фактическую эффективность солнечных панелей в российских условиях.
Какой результат получили исследователи?
По итогам наблюдений среднегодовой коэффициент использования установленной мощности фасадной солнечной электростанции составил 8,8%, что соответствует практике эксплуатации солнечных электростанций в условиях городской застройки.
Для понимания масштаба:
- фактические значения КИУМ солнечных электростанций в Великобритании, Германии и Нидерландах находятся в сопоставимом диапазоне,
- показатели фасадной СЭС оказались близки к промышленным солнечным электростанциям Свердловской области,
- результат получен в уральском климате, который традиционно считают неблагоприятным для солнечной энергетики.
Иными словами, эксперимент показал: солнечные электростанции в России способны работать на уровне, сравнимом с европейскими странами, а география сама по себе не является ограничивающим фактором.
Почему аргумент «у нас не подходящий климат» больше не работает?
Исследование показало важный момент: эффективность солнечных панелей определяется не только широтой, но и:
- ориентацией установки,
- вкладом отражённой радиации,
- сезонными особенностями климата.
Фасадная ориентация позволяет учитывать отражённое излучение от подстилающей поверхности. И климатические условия России оказываются не только вызовом, но и фактором, который в отдельные периоды года может повышать долю отражённой радиации в общей генерации.
Что это значит для солнечной энергетики в российских городах?
Речь не идёт о том, что солнечные электростанции должны полностью заменить традиционную генерацию. Однако эксперимент подтверждает, что:
- солнечная энергетика в России работает на практике,
- показатели выработки можно прогнозировать,
- фасадные солнечные панели могут рассматриваться как дополнительный источник энергии для зданий.
Причём не в теории, а на основании реальных измерений, выполненных в условиях российского мегаполиса.
Реальный эксперимент зачастую ценнее десятков обсуждений.
Исследование, проведённое в Екатеринбурге, показало, что солнечные электростанции в России нельзя списывать со счетов только из-за климата или географии.
Это не означает универсальность таких решений. Но означает, что тема солнечной энергетики в российских городах заслуживает спокойного и предметного разговора — на основе фактов, а не стереотипов.
Если вам интересна самая неожиданная часть эксперимента — в следующем материале разберём, почему зима и снег оказались не только проблемой.
Источник:
Велькин В. И., Немихин Ю. Е., Щеклеин С. Е., Матвеев А. В.
Исследование эффективности фасадных солнечных электростанций для широкого внедрения в мегаполисах России.
Кафедра атомных станций и возобновляемых источников энергии, Уральский федеральный университет.