К. Волошина, журнал «Энергетика и ТЭК» № 10 за 2009 г., г. Минск, Беларусь

 В Минске появился дом, оснащенный специальными солнечными батареями, позволяющими преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Пока это экспериментальный проект Мингорисполкома, благодаря которому удастся проанализировать, насколько эффективно и целесообразно использовать солнечные установки в наших географических условиях: применительно к нашим зимам и интенсивности солнечного излучения. Однако, если работа установки окажется надежной и эффективной, солнечные батареи могут появиться и на крышах других столичных домов.

Набор солнечных батарей установлен на крыше десятиэтажного двухподъездного дома. Установка преобразует солнечную энергию в электрическую и передает ее аккумуляторным батареям. Из аккумуляторных батарей, где электроэнергия накапливается в течение всего светового дня, она

поступает на светильники в подъездах. Мощность одного светодиодного светильника составляет 3,3 Вт, в то время как мощность каждой лампы накаливания, которая использовалась в подъездах дома ранее, 40 Вт. Мощность всех 60 светильников, установленных в подъездах, составляет порядка 180-200 Вт.

Кроме того, система управляется автоматически и благодаря наличию фотоаккустического датчика позволяет включать осветительные приборы исключительно в темное время суток, когда наступает порог ниже допустимой освещенности и только в присутствии человека. Такая экономия электроэнергии позволяет минимизировать количество солнечных батарей на крыше и сократить расход электроэнергии.

«То, что солнечные батареи применяются с этой целью за рубежом, хорошо известно всем, - отметил начальник инспекционно-энергетического отдела Минского городского управления по надзору за рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов Вячеслав Сапроненко. - Но в нашем случае мы специально оснастили систему освещения прибором учета, чтобы посмотреть фактическое потребление электроэнергии. Кроме того, нас интересует, как функционируют сами светильники, интересует и возможность автономной «эксплуатации солнечных батарей».

Стоит отметить, что при реализации данного пилотного проекта не ставилась задача освещать с помощью солнечной энергии весь дом, включая жилые помещения, поскольку масштабное применение солнечных батарей на крышах домов потребует определенной доработки всей системы, а проект пока носит только экспериментальный характер.

Кстати, испытания солнечных батарей начались почти год назад, однако только после недавней установки светодиодных светильников специалисты стали говорить о полноценном эксперименте, поскольку ни традиционные лампы накаливания, ни лампы дневного света (в процессе эксплуатации применялись различные виды светильников) не позволили получить полные данные о работе установки. Выводы о ее надежности можно будет сделать уже к концу текущего года, но с экономической эффективностью дело обстоит гораздо сложнее. «Идея использования солнечной энергии для освещения, безусловно, имеет право на жизнь у нас, в Беларуси, - уверен В. Сапроненко. - Опыт зарубежных стран показывает, что это целесообразно. Другой вопрос, что у нас иной подход к тарификации электрической энергии. И подходы к оплате потребленной электроэнергии у нас и за рубежом различаются. У нас оплата датируется государством, поэтому при сложившейся ситуации мы уже сейчас можем сказать, что использовать такие системы дорого. Но в случае, если будет рассмотрен на уровне правительства вариант изменения тарифов на электроэнергию, выработанную посредством солнечной энергии, то экономическая эффективность от использования таких технологий резко повысится. И вообще, речь ведь идет о полном замещении той электроэнергии, которая вырабатывается на городских электростанциях. Следует помнить и о том, что такие системы позволят нам избежать потерь в линиях электропередачи».

По предварительным расчетам данная система снижает потребление электроэнергии в подъездах дома практически в 40 раз. Кроме того, использование альтернативных источников энергии благоприятно сказывается на экологии. Кстати, точный адрес «солнечного» дома специалисты предпочитают не называть, опасаясь за сохранность дорогостоящего оборудования.

ДЛЯ СПРАВКИ

Солнечная батарея - один из генераторов альтернативных видов энергии, превращающих солнечное электромагнитное излучение (проще говоря - свет) в электричество. Является объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios - солнце). Производство солнечных батарей развивается быстрыми темпами в самых разных направлениях.

Виды

1. Фотоэлектрические преобразователи - полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество (солнечные элементы). Несколько объединенных СЭ называются солнечной батареей.

2. Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.).

3. Солнечные коллекторы (СК). Солнечные нагревательные низкотемпературные установки.

4. Органические батареи - устройства, преобразующие солнечные лучи в электричество с помощью генетически модифицированных клеток, напечатанных на тонком пластике с проводником.

Использование

Солнечные батареи очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов для получения электричества. В перспективе они, вероятно, будут применяться для подзарядки электромобилей. Солнечные коллектора используются в первую очередь для обеспечения нужд горячего водоснабжения и иногда для поддержки систем отопления.

КПД фотоэлементов и модулей

Мощность потока солнечного излучения на квадратный метр, без учета потерь в атмосфере, составляет около 1350 Вт. В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днем может быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространенных солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с КПД 9-24%. При этом цена батареи составит около 1-3 долл. США за 1 Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за 1 кВт·ч составит 0,25 долл. США. Ожидается, что к 2010 г. себестоимость снизится до 0,15 долл. США.

Сообщается, что в отдельных лабораториях получены солнечные элементы с КПД 44%. В 2007 г. появилась информация об изобретении российскими учеными (г. Дубна) элементов с КПД 54%, но эти высокоэффективные панели не могут массово использоваться в виду своей высокой себестоимости. Над этой проблемой и работают многие ученые.