Возобновляемой энергетике нужны площади. В густонаселенных ФРГ и Нидерландах для фотовольтаики начинают использовать бывшие угольные разрезы и другие технические водоемы.
Реклама
Фирма Hülskens в городке Веце на германо-нидерландской границе обзавелась собственной солнечной электростанцией. Такое все чаще случается в сегодняшней Германии, где быстро развивается возобновляемая энергетика, а потому это событие не попало бы 1 октября в немецкие экономические новости, если бы не одна специфическая особенность новой энергоустановки: 2000 фотоэлектрических панелей суммарной мощностью 750 КВт размещены на 90 понтонах. Ведь электростанция - плавучая. И всего лишь вторая подобных размеров в ФРГ.
Фотоэлектрическими панелями можно покрыть 500 искусственных озер
А разве нельзя было всю эту фотовольтаику разместить не на озере, а на суше? Нет, нельзя. Ведь что требуется для развития солнечной энергетики? Солнце или хотя бы дневной свет - и большие площади. Со вторым в густонаселенной Германии и уж тем более в соседних Нидерландах плохо. Многие крыши жилых домов, промышленных зданий или построек на фермах здесь давно уже покрыты фотоэлектрическими панелями, но вот для крупных солнечных электростанций места не хватает. Не вырубать же для этого леса! Использовать большие сельскохозяйственные угодья тоже нецелесообразно - и часто просто очень дорого.
Поэтому возникла идея: а почему бы не использовать водоемы? Нет, не живописные озера посреди нетронутой природы или в местах отдыха, а технические водоемы, возникшие на месте бывших угольных разрезов и других карьеров? Тем более, что купаться в них, как правило, из соображений безопасности запрещено. По подсчетам Института солнечных энергетических систем Общества имени Фраунгофера (Fraunhofer ISE), в Германии насчитывается около 500 подобных искусственных озер, на которых можно было бы установить порядка 2,74 ГВт генерирующих мощностей. Это соответствовало бы приблизительно 2-3 энергоблокам атомной электростанции.
Фирма BayWa r.e. сделала ставку на плавучую фотовольтаику
Именно на одном из таких вырытых озер производитель песка и гравия Hülskens и разместил свою электростанцию размером 150 на 50 метров. Ее разработал немецкий многопрофильный концерн BayWa, конкретно - его специализирующаяся на возобновляемой энергетике дочерняя фирма BayWa r.e. Она признает, что плавучие варианты солнечных энергоустановок пока обходятся дороже обычных, но и указывает на их преимущества: куда меньше конфликтов из-за использования площади, воздействие солнца в течение дня обычно более длительное, чем на суше, к тому же близость воды способствует охлаждению панелей.
В 2019 году BayWa r.e. уже сдала в эксплуатацию установку аналогичной мощности в городке Ренхен на юго-западе ФРГ: там ее тоже заказал производитель песка и гравия. Две трети получаемой электроэнергии использует его техника, треть, обычно по выходным, он продает местной энергокомпании.
Бенедикт Ортман (Benedikt Ortmann), глобальный директор солнечных проектов компании BayWa r.e., не сомневается, что плавучей фотовольтаике (Floating PV) предстоит занять важное место среди технологий использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ). "У плавучих солнечных установок большой потенциал, это направление начинает набирать обороты повсюду в мире", - заявляет и пресс-служба немецкого энергетического концерна RWE.
Реклама
Крупнейшую в Европе электростанцию строили всего семь недель
Он занимается в Германии добычей бурого угля открытым способом, однако ФРГ самое позднее к 2038 году откажется от использования угля в электроэнергетике, так что в скором будущем RWE предстоит огромная программа по рекультивации своих угольных разрезов и, в частности, по превращению их в карьерные озера. Размещая там плавучие солнечные энергоустановки, концерн решил бы сразу две задачи: расширял бы все более важное для его бизнеса производство возобновляемой энергии - и создавал бы на этих электростанциях рабочие места для высвобождающихся угольщиков.
В Нидерландах нет больших угольных разрезов. Но у нее и без этого очень много самых разных искусственных и естественных водоемов, и немалую часть из них можно было бы использовать для размещения плавучих солнечных электростанций, что в самое последнее время и происходит, причем ускоренными темпами.
Так, в 2019 году только BayWa r.e. построила в Нидерландах семь крупных плавучих солнечных электростанций суммарной мощностью ориентировочно 80 МВт, которые в апреле этого года продала местным клиентам. А в июле 2020 года компания передала заказчику сооруженную, по ее данным, всего за семь недель установку близ города Зволле, обеспечивающую электроэнергией 7200 домашних хозяйств. Ее мощность - 27МВт, она состоит из 73 000 солнечных батарей и 13 плавающих трансформаторов. BayWa r.e. подчеркивает, что это - крупнейший подобный проект за пределами Китая.
Смотрите также:
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Ключевая проблема возобновляемой энергетики: как обеспечить электроснабжение потребителей после захода солнца, если не дует ветер? Нужны мощные накопители энергии, способные надолго сохранять избытки электричества.
Фото: picture-alliance/Photoshot/L. Xiaoguang
Электростанция из аккумуляторов
Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.
Фото: Viktoria Kühne/Fraunhofer IFF
Большие батареи на маленьком острове
Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью - ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.
Фото: SMA Solar Technology AG
Главное - хорошие насосы
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) - старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.
Фото: Imago
Место хранения - норвежские фьорды
Оптимальные природные условия для ГАЭС - в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.
Фото: picture-alliance/dpa/I. Wagner
Электроэнергия превращается в газ
Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке - пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).
Фото: HSR
Водород в сжиженном виде
Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.
Фото: Deutscher Zukunftspreis/A. Pudenz
В чем тут соль?
Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.
Фото: Getty Images/AFP/F. Senna
Каверна в роли подземной батарейки
На северо-западе Германии много каверн - пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.
Фото: picture-alliance/dpa/M. Gambarini
Крупнейший "кипятильник" Европы
Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего "кипятильника" Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.
Фото: Vattenfall
Накопители энергии на четырех колесах
Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото - заправка для электромобилей в Китае).