Сотовая энергетика

Термин «микроэнергетика» был предложен Сетом Дунном из Института мировой экологии, который к источникам энергии этой категории отнес солнечные батареи, ветрогенераторы, водородные элементы и газовые микротурбины, т.е. маломощные генераторы электричества. Однако с учетом технических аспектов современной энергетики термин «микроэнергетика» связывается не только с генерацией электричества, но также с производством тепла и холода.

В силу небольшой стоимости, мобильности и быстроты ввода в эксплуатацию микроэнергетика способна проникать как на рынки промышленно развитых стран, так и в неразвитые рынки (районы), где с ее помощью местная промышленность и население смогут получить доступ к энергии, не дожидаясь развития крупных станций и национальной энергосети.

Эффективность современной микроэнергетики подтверждается значительным интересом, проявляемым к ней как гигантами современной индустрии, так и рядовыми участниками рынка. Так, например, швейцарский энергетический гигант ABB недавно объявил, что начинает сворачивать свой бизнес по созданию атомных электростанций и переключается на разработку возобновляемых источников энергии и небольших электростанций, расположенных поблизости от потребителей.

Энергетические корпорации, эксплуатирующие огромные и небезупречные в экологическом плане электростанции, и дальше будут испытывать все большую конкуренцию со стороны микроэнергетических компаний, с их более компактными и «чистыми» источниками энергии. В прошлом потери энергии при передаче ее от центральных электростанций по сетям с лихвой компенсировались огромной мощью этих станций. Сегодня, с появлением микроэнергетики, чьи источники энергии зачастую обладают гораздо большими КПД, чем наиболее совершенные традиционные генераторы, такой подход начинает утрачивать экономический смысл.

Уже сейчас произведенная микроэнергетикой энергия зачастую дешевле, и разница в ценах будет продолжать увеличиваться. Это обстоятельство приведет, наконец, к уменьшению цен для потребителей и к увеличению предложений энергии.

По сравнению с традиционными технологиями микроэнергетика более эффективна и надежна. Современная надежность традиционных источников и энергетических сетей описывается термином «три девятки», что означает гарантию работоспособности в течение 99,9 % времени.

Это означает практически запланированный отказ техники на 8 ч ежегодно. Однако многим современным производствам нужна совсем иная надежность, а именно «девять девяток». Достичь ее можно только с переходом на микроэнергетические установки и новые принципы работы энергосетей.

У микроэнергетики имеются и экологические преимущества. Солнечные батареи и коллекторы уже сейчас являются эталоном экологически чистых источников энергии. Топливо (водород и природный газ), используемые микроэнергетикой, также дают сравнительно небольшой уровень загрязнения окружающей среды.

Особенно важны перспективы микроэнергетики в развивающихся странах с переходной экономикой, многие из которых испытывают серьезные проблемы из-за состояния своих энергосистем.

Уже сегодня многие пользователи в этих странах, не желая зависеть от капризов инфраструктуры, применяют местные источники энергии – обычно дизельные генераторы, которые производят дорогую электроэнергию. Используемые для этих целей солнечные устройства, гидро- и ветрогенераторы, а также тепловыделяющие элементы и газовые турбины позволили бы таким странам «перешагнуть» в развитии электроэнергетики через этап гигантских и достаточно неэффективных электростанций подобно тому, как многие страны сейчас «перешагивают» через традиционную телефонную сеть, переходя сразу к беспроводным системам.

Развитие микроэнергетики неизбежно должно привести к кардинальной перестройке структуры сети, доставки и распределения электроэнергии. До сих пор электричество и тепло доставлялись от крупных электростанций к розеткам и батареям домов. На такой односторонний поток энергии ориентированы все системы энергетических сетей.

Появление микроэнергетики заставило специалистов задуматься о включении малых генерирующих мощностей в сети. Сейчас для электрических сетей активно разрабатываются новые схемы управления сетями, которые позволяют включать микрогенераторы в основную сеть, что сделает их похожими на телекоммуникационные сети.

В связи с этим и появился термин – сотовая энергетика.

Одно из преимуществ микроэнергетики заключается в том, что владелец источника энергии может выступать как в роли потребителя, так и в роли поставщика энергии, продавая ее излишки через общую сеть.

Согласно прогнозам Мирового Энергетического Конгресса, к 2020 году в США, Германии, Японии, Великобритании и других развитых западных странах доля альтернативных экологически чистых источников составит более 20 % всего производства энергии. В настоящее время доля возобновляемых источников энергии в странах Европейского союза составляет около 6 %, а в отдельных странах ЕС – 15–20 %.

К 2020 году Европа планирует осуществить теплоснабжение 70 % (!) домов за счет экологически чистой энергии, в частности, солнечной. Кроме того, солнечная энергия все более активно используется для генерации тепла – в мире работает уже более 2 млн. гелиотермических систем. Так, например, в США общая площадь солнечных коллекторов превысила 10 млн м², а в Японии – 8 млн м². В США и Японии работает также более 5 млн тепловых насосов, а в мире – более 100000 ветрогенераторов.

Среди альтернативных источников энергии особенно активно развивается ветроэнергетика – прирост по 24 % в год. В Дании 20 % электроэнергии уже сейчас вырабатывается с помощью возобновляемых источников, половина ветровых турбин изготавливается в Дании.

К перспективным технологиям относятся и водородные топливные элементы. Суть этой технологии в том, что электрон отделяется от ядра атома водорода на специальных мембранах, в результате чего получается электрический ток, также и тепловая энергия в виде горячей воды.

Иная ситуация в нашей стране. В 2001 году в России на долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ) приходилось всего чуть более 0,16% общего энергопроизводства. На 2001 год в России действовали: одна геотермальная станция мощностью 11 МВт, 1500 ветрогенераторов мощностью от 0,1 до 16 кВт, 50 микро- и 300 малых ГЭС общей мощностью около 0,2 МВт, одна приливная станция мощностью 400 кВт, солнечные батареи общей мощностью около 100 кВт, солнечные коллекторы площадью около 100000 м², 3000 тепловых насосов общей мощностью около 8 МВт.

Дата добавления: 2015-06-27