Статьи по рубрикамНа главную

Солнечное теплоснабжение в России: состояние дел и региональные особенности

Во всем мире в настоящее время работает более 180 млн м2 солнечных коллекторов, обеспечивающих теплоснабжение потребителей. Большая их часть построена в Китае (59%), на втором месте - Европа (14%). Солнечные коллекторы выпускают 186 крупных фирм в 41 стране. В 2006 г. в мире по данным [1] были смонтированы гелиоустановки общей площадью 7 млн м2 и суммарной установленной тепловой мощностью 5 тыс. МВт, в том числе в Китае - 1,95 млн м2 (28,3%), Германии - 1,35 млн м(19,7%), в Турции - 0,7 млн м2(10,1%). 

Первые законодательные шаги по развитию энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [2] предприняты и в нашей стране. Указом Президента РФ № 889 от 04.06.2008 г. «О некоторых мерах по повышению энергетической и экономической эффективности российской экономики», Постановлением Правительства № 426 от 03.06.2008 г. «О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования ВИЭ» даны поручения соответствующим министерствам о развитии энергетики с использованием ВИЭ. Также распоряжением Правительства РФ № 1-р от 08.01.2009 г. утверждены основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования ВИЭ на период до 2020 г.

4По прогнозу Института энергетической стратегии общая установленная мощность энергоисточников в России может составить 18,2 ГВт. Доля отдельных видов ВИЭ в этом объеме должна быть предметом дальнейших исследований. На уровне экспертных оценок площадь солнечных коллекторов оценивается в 10 млн м2

В настоящее время общая площадь гелиоустановок, работающих в России, составляет около 15 тыс. м2[3]. При этом государственная политика развития солнечного теплоснабжения отсутствует. В отличие от зарубежных стран в России специалисты по гелиотехнике не объединены даже на общественной основе. Исследования и сооружение гелиоустановок ведется по инициативе отдельных специалистов. В отличие от существовавшей в СССР системы развития ВИЭ в России пока не разработаны концептуальные подходы ее воссоздания.

В основе всех разработок гелиоустановок -достоверные значения солнечной радиации. В Москве исследованиями в этом направлении занимаются специалисты Объединенного ин­ститута высоких температур (ОИВТ) РАН и МГУ, где ведется работа над электронным атласом солнечной радиации России. В основе исследо­ваний специалистов ОИВТ РАН - американская компьютерная база данных «NASA», МГУ - швейцарская база данных «Метеонорм». В Краснодаре аналогичные исследования допол­няются обработкой многолетних наблюдений региональных метеостанций, на основании ко­торых получены достоверные значения прямой, рассеянной и суммарной солнечной радиации для 54 городов и населенных пунктов Краснодарского края [4-5].

В настоящие время в России имеются два испытательных стенда для натурных исследований солнечных коллекторов и гелиоустановок: в Москве (ОИВТ РАН) и во Владивостоке (Институт проблем морских технологий (ИПМТ) Даль­невосточного отделения РАН).

Разработкой конструкций плоских солнечных коллекторов в соответствии с российскими стандартами [6-7] и изготовлением промышленных партий занимаются специалисты в Москве, Улан-Удэ, Каменске-Уральске.

До 2007 г. основным российским производителем солнечных коллекторов (всего 5000 шт.) был Ковровский механический завод, где выпускалась оптимальная для российского рынка конструкция с поглощающей панелью из латунных трубок и стального оребрения. В настоящее время выпуск солнечных коллекторов данным производителем прекращен.

В Московской обл. в г. Реутово на предприятии НПО «Машиностроение» выпускаются солнечные коллекторы, в основе конструкции которых - плавниковая алюминиевая поглощающая панель с высокоэффективным селективным по­крытием [8]. В г. Улан-Удэ Центром энергоэффективных технологий (ЦЭФТ) уже 9 лет произ­водятся солнечные коллекторы с поглощающими панелями из меди (листотрубные) и из полипро­пилена. Всего изготовлено около 1800 шт. Пло­щадь каждого солнечного коллектора составляет около 2 м2. Опытные образцы солнечных коллекторов и гелиоустановок на их основе с поглоща­ющими панелями из полипропилена и прозрач­ным покрытием из сотового поликарбоната изго­товлены в ОИВТ РАН. Каменск-Уральский метал­лургический комбинат в Свердловской области выпустил опытную партию солнечных коллекто­ров со штампосварными алюминиевыми погло­щающими панелями.

5Разработку проектов гелиоустановок выпол­няют специалисты в гг. Краснодар, Ростов, Улан-Удэ, Владивосток. В Краснодарском крае выполнены и реализованы десятки проектов ге­лиоустановок горячего водоснабжения дневной производительностью от 1 до 20 м3, десять сол­нечно-топливных котельных (в т.ч. двухконтурных), комбинированных установок с использованием солнечной, гео­термальной энергии и тепловых насосов [9-10]. В институте «Ростовтеплоэлектропроект» (г. Ростов-на-Дону) разработана и реализована отопительная гелиоустановка высокогорной ас­трофизической обсерватории в Карачаево-Черкесии, гелиоустановки горячего водоснабжения на побережье Черного моря, проекты солнечно-топливных котельных большой мощности. Осо­бенностью проектов, реализованных ЦЭФТ в г. Улан-Удэ, является создание энергоактивных зданий, когда поглощающие панели солнечных коллекторов интегрируются в конструкцию кро­вель или в наружные стены зданий. ЦЭФТ также разработал и реализовал десятки проектов отопительных, горячего водоснабже­ния гелиоустановок, в т.ч. с воздушными сол­нечными коллекторами. Особенностью разра­боток гелиоустановок на Дальнем Востоке в ла­боратории нетрадиционной энергетики ИПМТ явилось широкое применение вакуумных солнечных коллекторов. 

Сооружение гелиоустановок осуществляет­ся, в основном, в трех регионах России: Красно­дарском крае, Республике Бурятия и на Дальнем Востоке (Приморский край, Хабаровская обл.). В Краснодарском крае построено 102 гелиоустановки общей площадью 5000 м2 (подробнее см. журнал «Новости теплоснабжения» № 7-8, 2009 г. - прим. ред.). На рис. 1 показана гелиоустановка площадью 140 м2, размещенная на крыше и предназначенная для обеспечения ГВС 9-этажной гостиницы «Платан» в г. Краснодаре. На рис. 2 представлена двухконтурная солнеч­но-топливная котельная в станице Старовеличковской, на крыше которой установлены солнеч­ные коллекторы площадью 150 м2.

В Республике Бурятия в настоящее время построено 86 гелиоустановок общей площадью 3660 м2 (рис. 3). Площадь солнечных коллекторов гостиницы «Байкал» в Улан-Удэ составляет 150 м2.

На Дальнем Востоке построены гелиоуста­новки с плоскими солнечными коллекторами, а также вакуумными солнечными кол­лекторами китайского производства.

Выводы

1. В мире быстрыми темпами развивается солнечное теплоснабжение. В 2006 г. построены гелиоустановки общей площадью 7млн м2.

2. Руководством России предприняты первые шаги по развитию энергосбережения за счет использования возобновляемых источников энергии.

3. Взамен разрушенной советской системы развития солнечного теплоснабжения не создан даже ее общественный аналог, работы выполняются по инициативе отдельных специалистов и коллективов.

4. В Москве и Краснодаре ведутся исследования по созданию баз данных значений солнечной радиации, техническим решениям гелиоустановок.

5. Необходима доработка существующих государственных стандартов на оборудование гелиоустановок.

6. Солнечные коллекторы разрабатываются и изготавливаются малыми партиями на заводах Московской обл. (г. Реутово), Улан-Удэ (ЦЭФТ) и Каменск-Уральский.

7. Гелиоустановки в России строятся в основном в трех регионах: Краснодарском крае, Республике Бурятия и на Дальнем Востоке.

Литература

•1. World map of solar thermal industry: big business with the sun//Sun, Wind, Energy. 2007. №4.

•2. Бутузов В.А. Законодательное обеспечение развития энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии // Биоэнергетика. 2008. № 3.

•3. Бутузов В.А., Шетов В.Х. Гелиоэнергетические установки в России // Биоэнергетика. 2008. № 3. 

•4. Бутузов В.А. Солнечная радиация. Обработка данных измерений. Получение достоверных значений для проектирования гелиоустановок // Известия Академии примышленной экологии. 2002. № 4.

•5. Бутузов В.А. Повышение эффективности систем теплоснабжения на основе возобновляемых источников энергии. Диссертация доктора технических наук. М., 2004.

•6. ГОСТ Р 51595-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М.: Госстандарт России. 2000.

•7. ГОСТ Р 51596-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. М.: Госстандарт России. 2000.

•8. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В. Солнечная теплоэнергетика // Энергетическая политика. 2008. № 3.

•9. Бутузов В.А. Состояние и перспективы развития солнечных тепловых установок в России // Гелиотехника. 2005. № 1.

10. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В. Гелиоустанов­ка горячего водоснабжения с двойным контуром // Промышленная энергетика. 2008. № 4.

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 5 (18) за 2011 г