Энергия природы — в нужное русло

Для Казахстана тема вовлечения возобновляемых источников энергии в общереспубликанский энергобаланс вовсе не новая. К сегодняшнему дню здесь уже имеется более десяти запущенных проектов в области ВИЭ. Несмотря на малые мощности пилотных проектов, в МИНТ считают их очень показательными.

Так, в Астане реализуются проекты для автономного использования. Речь, в частности, идет об инсталляции установок Болотова в Рождественском кордоне и новом Дворце школьников. В столице известен и проект с использованием солнечной энергии — «Солнечная крыша», реализованный совместно Казахстаном и Германией. 42 солнечные панели были установлены на крыше Евразийского национального университета им. Л. Гумилева. Они смогут обеспечить электрической энергией несколько аудиторий ВУЗа. Установка при мощности 10 кВт будет генерировать энергию в размере 12.350 кВт/ч в год. Запуску проекта «Солнечная крыша» способствовал заключенный в начале 2012 года Меморандум о взаимопонимании между МИНТ РК и немецким энергетическим агентством Dena.

На площадке Ерейментау в Акмолинской области будет реализован проект строительства «под ключ» первой крупной в Казахстане ветровой электрической станции (ВЭС) мощностью 45 МВт. Договор на открытие кредитной линии на сумму 14,2 млрд тенге подписан между ТОО «Первая ветровая электрическая станция» (100% дочерняя организация ТОО Samruk-Green Energy) и Евразийским банком развития. Новая станция будет вырабатывать электрическую энергию в объеме более 172 млн кВт/ч в год без расхода углеводородного топлива, экономя при этом более 60 тыс. тонн угля. Проект будет способствовать повышению надежности поставок электроэнергии в регионе.

На горных речках Алматинской области на сегодняшний день уже введено в эксплуатацию 5 малых ГЭС с общей установленной мощностью порядка 20 мегаватт (19,4 МВт). В будущем здесь ожидается строительство малых ГЭС на реке Коксу мощностью 42 МВт и ветропарка в Шелекском коридоре мощностью 51 МВт, реализуемое частным инвестором — компанией Green Energy Almaty. В рамках Меморандума о сотрудничестве между АО «Самрук-Энерго» и акиматом Алматинской области по данному проекту в прошлом году ТОО Samruk-Green Energy (100% «дочка» АО «Самрук-Энерго») и АО «НК «СПК Жетысу» подписали договор купли — продажи 51% доли в уставном капитале ТОО «Энергия Семиречья» (дочерняя компания АО «НК «СПК Жетысу»). Шелекский коридор был выбран местом сроительства ВЭС не случайно. Среднегодовая скорость здесь на высоте 50 метров составляет — 7,8 м/с, плотность потока — 310 Вт/м². Власти ожидают, что строительство новых генерирующих объектов, в том числе ветровых электрических станций, на территории Алматинской области в значительной степени уменьшит существующий энергодефицит в регионе.

Кроме того, ТОО Samruk-Green Energy и компания KD Stahl-und Maschinenbau GmbH из ФРГ заявили о реализации совместного проекта «Строительство завода по производству ветровых электрических станций малой мощности в свободной экономической зоне «Парк инновационных технологий». Планируемые к производству малые ветроустановки имеют различную мощность — от 300 Вт до 7 кВт. Основным их преимуществом является производство электрической энергии при малых скоростях ветра (от 2 м/с) независимо от его правления.

Также в Алматинской области успешным примером в области ВИЭ является проект, реализованный совместно корейской стороной, — «Зеленая деревня», позволивший полностью обеспечить село Сарыбулак электроэнергией и водой только с помощью использования источников возобновляемой энергии на протяжений всего года. Село, состоящее из 16 домов с населением в течение 70 человек, не было обеспечено электрической энергией порядка 18 лет. Жители вынуждены были употреблять подземную соленую воду. В результате запуска проекта данная проблема была разрешена.

В числе крупных проектов не только региона, но и страны — начало реализаций АО «Самрук-Энерго» проекта «Строительство солнечной электростанции мощностью 2 МВт в г. Капчагай» в Алматинской области. В рамках его выполнения 1 октября 2012 года в Астане был подписан договор о закупке комплексных работ по проектированию, поставке и строительству «под ключ» проекта с британской компанией BISOL, CentralAsiaLtd, 100%-ой «дочкой» BISOL Group (Республика Словения), являющейся производителем солнечных панелей высокого качества. Строительство электростанции продлится 4−5 месяцев. К слову, на сегодняшний день строительство солнечной электростанции является первым в Республике Казахстан проектом в промышленном масштабе, где будут использованы передовые технологии (70% фиксированных 30% следящих систем) и наиболее эффективное оборудование (монокристаллические панели). После завершения строительства объекта оператором и владельцем солнечной электростанции будет ТОО Samruk-Green Energy.

Проект, схожий с «Зеленой деревней» под Алматы, был запушен в Кызылординской области благодаря усилиям местного акимата. Решения вопроса энергообеспечения удаленного населенного пункта-села Ажар — было решено за счет инсталляции ветро-дизельной электрической установки (ВДЭУ). В этой же области будет построена самая крупная электростанция в стране. При выходе на проектную мощность она будет вырабатывать 50мВт/ч электроэнергии в год. Инвесторами проекта, стоимость которого составляет $ 100 млн, выступают «Самрук-Казына Инвест» (еще одна «дочка» АО «Самрук-Казына»), ТОО «Одиссей Инвестмент Групп» и китайская ET Solar Group. Первую электроэнергию станция начнет вырабатывать с декабря 2013;го, а на проектную мощность выйдет в 2014 году. Кроме того, в Кызылординской области ТОО «КаР-Тел» (бренд Beeline Казахстан) запустило первую базовую станцию, электропитание которой производится с использованием силы солнца и ветра. В светлое время суток световая энергия преобразуется в электрическую. Параллельно с этим, при наличии ветра дополнительная энергия вырабатывается ветрогенератором. При отсутствии солнца и ветра питание базовой станции осуществляется за счет аккумуляторных батарей. А если нет того или иного источника энергии, то запускается дизельное генераторное устройство. Реализация проекта позволила сотрудникам нефтяных компаний, следующих по трассе Кызылорда-Кумколь, всегда быть на связи.

Современные технологии позволяют полностью обеспечить дом электроэнергией лишь за счет солнечных батарей. Система такого «солярного дома» должна состоять из самих батарей, инверторов, аккумуляторов и отводов к электроприборам. Для пущей эффективности подобные объекты снабжают коллекторами и всевозможными теплоизоляционными и энергосберегающими материалами.

В летнее время (в климатических условиях Алматы) одна среднестатистическая батарея с КПД 14−16 процентов может производить до 6 киловатт-часов энергии. И если хозяева дома потребляют, например, 60 киловатт-часов, то для обеспечения их электроэнергией понадобится около 10 таких батарей. Или 4−6 квадратных метров площади крыши для них. (Здесь по программе числа должны совпасть, если не совпадают в тексте поменять) Стоить такое удовольствие будет не очень дорого. В зависимости от многих факторов и условий инвестиции в солярный дом могут составить от 3 до 7 евро за каждый ватт пиковой мощности батареи, но специалисты, практикующие установку подобных систем, говорят, что затраты на строительство одинакового дома с солнечной системой питания и без нее разнятся на 10−15 процентов.

Некоторые коттеджи в Алматы уже оснащены солнечными батареями, которые используются в качестве дополнительного источника энергии. А в 2009 году в Актау заработал завод по изготовлению таких батарей.

Да, технологии генерирования солнечной энергии в электричество еще не достигли нужного уровня в своем развитии, чтобы полностью перевести дома на автономное энергоснабжение такой формы. Тем не менее даже 20-процентное замещение электроэнергии, получаемой традиционными путями, на альтернативные источники питания поможет сэкономить и на пятую часть сократить потребление ископаемых энергоресурсов. А главное, значительно сократить собственные расходы на электроэнергию.

Многие казахстанцы уже стали применять так называемые солнечные коллекторы — установки, собирающие, сохраняющие и передающие тепло солнца. В простейшей версии все выглядит так: на крыше дома устанавливается панель, состоящая из тоненьких трубочек, по которым в специальный бак-аккумулятор подается вода.

Солнце нагревает эту воду (причем вплоть до 90 градусов за пару часов) и ее смело можно использовать для обогрева или горячего водоснабжения. А если добавить сюда кремниевые солнечные элементы, то экономить на горячей воде и отоплении можно будет еще больше. И летом, и зимой. Коммунальные платежи при таком раскладе сократятся на 50−70 процентов. А расходы на оборудование можно будет оправдать за несколько лет (при том, что срок службы стандартной солнечной батареи составляет 25 лет).

В глобальном же масштабе все это будет выглядеть еще лучше: потребители будут экономить, нагрузка на инфраструктуру снизится, а энергетики смогут подключать новых потребителей.

В 2012;2014 годах германская Promondis EnergyGmbH, являющаяся частью Walther Gebhardt Gruppe, планирует инвестировать свыше $ 200 млн в реализацию проектов, связанных с возобновляемыми источниками энергии, в Южно-Казахстанской области (ЮКО). Заниматься реализацией проектов будет совместное предприятие (СП) «Онтустик Гриин Энерджи». Так, в регионе планируется поэтапное строительство четырех фотовольтаических станций суммарной мощностью 100 МВт, завода по производству светодиодных ламп мощностью 250 тыс. штук в год и завода по сборке инверторов (преобразователей электроэнергии от возобновляемых источников энергии) мощностью 3 тыс. штук в год. Также в текущем году должна заработать 2-х мегаваттная малая ГЭС в селе Кошкар-ата в Южном Казахстане.

В Жамбылской области тайваньская компания NanoWin Technology Co выступает инвестором в проекте строительства солнечной электростанции (СЭС), где ее партнером является ТОО «Жамбылские электрические сети». В 2013 году инвестором при поддержке властей области намечена реализация первого этапа проекта строительства СЭС мощностью 5 МВт и стоимостью около $ 10 млн, по результатам которого будут определены преимущества и риски строительства подобных станций на территории области. После запуска СЭС NanoWin Technology Co собирается приступить к реализации проекта строительства в области завода по выпуску тонкопленочных фотоэлектрических панелей (солнечных батарей) мощностью до 60 МВт в год и стоимостью около $ 160 млн, с использованием технологии CIGS. Инвестором и акиматом в дальнейшем планируется строительство еще нескольких СЭС — так называемого парка СЭС, планируемая мощность каждой из которых будет составлять до 20 МВт. Новые станции планируется обеспечивать фотоэлектрическими панелями, которые будет выпускать новый завод. К слову, на сегодняшний день в области уже работает Отарская СЭС, отпускной тариф на электроэнергию у которой составляет 23,4 тенге за кВт/час, что уже является одним из самых низких в мире тарифов для СЭС. Заявленная инвестором эффективность солнечных модулей на базе прогрессивной технологии CIGS позволит предложить еще более конкурентоспособный тариф — 22,4 тенге за 1 кВт/ч. До конца текущего года в Жамбылской области ожидается запуск первой очереди ветропарка в Кордайском районе, малых ГЭС на реке Каракыстак и Тас-Откельском водохранилище.

При постоянном росте тарифов на электрическую энергию вопрос энергообеспечения крестьянские хозяйства Костанайской и Северо-Казахстанской областей разрешили путем строительства объектов ВИЭ. В Карасуском районе Костанайской области инсталлирована первая в Казахстане биогазовая установка, а в селе Новоникольское Северо-Казахстанской области — 1,5-мегаваттная ветроэлектростанция.

В Восточно-Казахстанской области казахстанско-испанское предприятие Spain Consulting приступит к строительству ветростанции в Уланском районе мощностью 24 МВт. До конца года планируется также запустить первую очередь ветропарка в Кордайском районе, малых ГЭС на реке Каракыстак и Тас-Откельском водохранилище Жамбылской области.

Совместно с корейской компанией ТОО «ДМК-Ко» планируется возведение ветроэлектростанции вблизи г. Форт-Шевченко Мангистауской области суммарной мощностью 19,5 МВт.

А в Караганде французская компания Opus Platform выступает партнером акимата области и социально — предпринимательской корпарации «Сарыарка» по проекту так называемой «солнечной фермы», площадь которой составляет 20 гектаров, а мощность — 1 МВт. Кроме того, эта же компания планирует поставить в регион ветровые установки и создать заводы по производству биогаза. Несмотря на отсутствие горных рек в Карагандинской области, в конце 2012 года здесь была запущена гидроэлектростанция мощностью 3,7 МВт на Ынтымакском водохранилище.

Известно и о проекте французской Total по разработке модуля С7 по переработке солнечной энергии, которую компания предложила протестировать Казахстану. Установка оснащена специальной оптической системой, использующей стеклянные зеркала, которые фокусируют 7 отражений солнечных лучей на каждую ячейку. Кроме того, специальная система слежения позволяет зеркалам поворачиваться вслед за солнцем и сохранять максимальную освещенность солнечным светом. Предположительно обслуживание и мониторинг оборудования могут быть осуществлены в сотрудничестве с Назарбаев Университетом.

Реализация этих и других проектов по использованию возобновляемых источников энергии в Казахстане будет успешна лишь в том случае, если правительство и впредь будет оказывать существенную поддержку их инвесторам.

Солнечная энергия попадая на солнечную панель преобразуется в электрическую и поступает на преобразователь, который может генерировать ее с постоянного напряжения 12 вольт до 220 вольт переменного тока. Одновременно с этим подзаряжается аккумулятор. Это происходит в течение всего светового дня. При минимальной нагрузке 100 ватт, солнечная батарея работает 6 часов. Нагрузке 100 ватт соответствуют пять светодиодных лампочек по 20 ватт. Энергии, вырабатываемой этим комплектом, хватит и для того, чтобы подключить кроме пяти ламп, DVD проигрыватель и небольшой телевизор. Однако в этом случае энергии батареи хватит на 4 часа непрерывной работы. Вопреки распространенному мнению, солнечная батарея не нуждается в прямых солнечных лучах. Она может работать и в пасмурную погоду. Ее не нужно поворачивать вслед за солнцем, что приходилось делать в ранних выпусках солнечных установок, до открытия кремниевых полупроводников.

Термовоздушные электростанции — происходит преобразование солнечной энергию в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор.

Солнечные аэростатные электростанции — происходит генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием. Преимущество — запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду.