CC BY
259УДК 620.92
Российская солнечная электроэнергетика
В А БуТу30В [0000-0003-2347-97143]
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия
E-mail:butuzov@newmail.ru
Аннотация. Статья содержит описание развития в России основных технологий солнечной энергетики: термодинамической и фотоэлектрической. Приведены результаты исследований, создания и эксплуатации первой в СССР Крымской солнечной термодинамической электростанции. Анализируется результаты теоретических и экспериментальных исследований фотоэлектрических преобразователей. Описаны технологии создания космических фотоэлектрических станций и опыт их применения для наземных установок. Приведено краткое описание российских фотоэлектрических исследований Представлен перечень российских наземных сетевых фотоэлектрических электростанций, порядок их сооружения, основные владельцы.
Ключевые слова: солнечная энергетика, солнечные термодинамические электростанции (СЭС), фотоэлектрические электростанции (ФЭС), фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), фотоэлектрические модули (ФЭМ), концентрация солнечного излучения, наземные ФЭС, космическая фотоэнергетика.
1 Введение
Солнечная электроэнергетика мира развивается стремительными темпами. За последние 10 лет ее установленная мощность увеличилась в несколько раз и составила в 2019 г. 510,5 ГВт. При этом удельная стоимость сооружения солнечных электростанций (СЭС) ежегодно уменьшается. В основе создания СЭС две основные технологии. Станции с прямым преобразованием солнечного излучения в электроэнергию принято называть фотоэлектрическими электростанциями (ФЭС) - Photovoltaic Solar Power (PV). Они составляют подавляющее большинство (99%) СЭС в мире общей установленной мощностью 505 ГВт (2019г.). Вторая, менее распространённая технология преобразования солнечной энергии в тепловую (пар), а затем в электрическую, лежит в основе термодинамических СЭС - Concentrated Solar Power (CSP). Общая установленная мощность таких
СЭС составляла в 2019 г. 5,5 ГВт (1%). В России в 2019 г. термодинамические СЭС отсутствовали, а установленная мощность ФЭС составляла 1394,474 МВт или 0,4% всех СЭС мира. На рис. 1 представлена самая большая в 2019 г. ФЭС России - Самарская установленной мощностью 75 МВт.
Рис. 1. Самарская СЭС
2 Солнечные термодинамические электростанции
В России оба направления солнечной энергетики начали развиваться в двадцатом веке [1]. Основоположником термодинамических СЭС был д.т.н. Борис Петрович Вейнберг (1871-1942 гг.) (рис. 2). Он был членом комиссии по изучению естественных производительных сил (КЕСП) России, организованной в 1915 г. в Императорской Санкт-Петербургской академией наук, а также членом Русского отделения международного союза по исследованию солнца. Как отмечал первый академик - теплоэнергетик СССР Михаил Викторович Кирпичев (1879-1955 гг.) Б.П. Вейнберг провел теоретические и проектные изыскания в области применения солнечной аппаратуры для получения пара, горячего воздуха, механической энергии. Он организовал при Томском университете первую в России метеостанцию с измерением солнечной радиации, руководил Главной геофизической лабораторией в Ленинграде, разработал теорию концентрации солнечного излучения, конструирования солнечных опреснителей. Будучи разносторонним, ученым Борис Петрович участвовал в основании Института по изучению магнитного поля Земли и в его 23 научных экспедициях, исследованиях по гляциологии (науки о льде), первым в мире в начале XX века запатентовал в США конструкцию поезда на магнитной подушке. После трагической смерти в блокадном Ленинграде его
гелиотехнические исследования продолжил сын Всеволод Борисович Вейнберг (1907-1981), который в том числе в сороковые годы исследовал ресурсы солнечной радиации СССР.
Рис. 2. Б.П.Вейнберг
В тридцатые годы гелиотехнические исследования выполнялись в Ленинграде в Физико-техническом институте, Областном теплотехническом институте (теперь ЦКТИ), Оптическом институте, Энергетическом институте АН СССР (ЭНИН). Со второй половины тридцатых годов благодаря усилиям академика М.В. Кирпичева ЭНИН стал ведущей организацией СССР по солнечной энергетике. Испанский ученый Федерико Молеро (1908-1969), убежденный коммунист и высококвалифицированный специалист, в сороковые годы в ЭНИНе организовал лабораторию гелиотехники и разработал теорию создания солнечных концентраторов. В 1949 г. по его чертежам в Ташкенте был построен параболоидный концентратор диаметром 10 м, с помощью которого был получен пар с температурой 200°С. В том же году в Москве был проведен Первый гелиотехнический съезд СССР [2] на котором, подводя итоги разработок по СЭС академик Кирпи-чев М.В., имевший опыт совместной работы с А.Ф. Иоффе по фотоэнергетике в тридцатые годы заявил, что кардинальное решение проблемы преобразования солнечной энергии - непосредственное превращение в электрическую энергию. Выдающийся руководитель к.т.н. Юрий Николаевич Малевский (1948-1980), возглавивший гелиотехническую лабораторию ЭНИН в 32-летнем возрасте обеспечил реализацию многолетних исследований по созданию Крымской термодинамической СЭС. Личные связи с руководителями Минэнерго СССР, конструктивные контакты с 15 организациями и ведомствами обеспечили сооружение в 1985 г. в составе Крымской АЭС первой в СССР СЭС мощностью 5 МВт [3]. Проект станции был разработан Рижским отделением института «Теплоэлектропроект» (ГИП - О.А. Ванберг). Гелиостаты были запроектированы ПКБ «Энергостройме-ханизация» (ГИП - А.З. Антиславский). На рис. 3 представлен макет Крымской
СЭС 1600 солнечных гелиостатов с площадью каждого 25 м2 концентрировали солнечное излучение на паровом котле, установленном на специальной башне на высоте 75 м. Из котла пар с температурой 250°С поступал в турбину и обеспечивал выработку электроэнергии. За пять лет опытной эксплуатации СЭС (19851990) была достигнута максимальная мощность 5,7 МВт. Максимальная годовая выработка электроэнергии составила 726 тыс. кВтч [4]. Основной недостаток этой СЭС состоял в невозможности круглосуточной работы из-за отсутствия проектных баков - аккумуляторов (два по 1000 м3). В 1990 г. эксплуатация Крымской АЭС была прекращена и в дальнейшем в нашей стране термодинамические СЭС не строились.
ъ
Рис. 3. Макет СЭС-5 в Крыму
3 Исследования и разработки фотоэлектрических преобразователей
Фундаментальные исследования по фотоэлектрическим преобразователям (ФЭП) выполнялись в России в начале двадцатого века выдающимся физиком Абрамом Федоровичем Иоффе (1880-1960г.г.) (рис. 4). В его докторской диссертации «Упругое последействие в кристаллическом кварце», выполненной под руководством Вильгельма Рентгена в 1905 г. в Мюнхенском университете, а затем в магистерской диссертации «Элементарный фотоэлектрический эффект. Магнитное поле катодных лучей. Опытные исследования», защищенной им в 1913 г. в Санкт-Петербургском политехническом институте, в фундаментальной книге 1927 г. «Физика кристаллов» были изложены основные идеи по развитию фотоэнергетики. В созданном им ленинградском Физико-техническом институте в
1930 г. была организована полупроводниковая группа, и в числе его вновь организованных 13 институтов - Среднеазиатский гелиоцентрический институт в Самарканде.
Рис. 4. А.Ф.Иоффе
Для реализации любой научной идеи нужны личности с особым талантом воплощения идей и формул в реально действующие объекты. Таким выдающимся ученым, организатору науки и производства, которому Россия обязана успехами, в космической энергетике был член-корреспондент АН СССР Николай Степанович Лидоренко (1916-2009) (рис. 5). Возглавив в 1950 г. в возрасте 34 лет Всесоюзный научно-исследовательский элементно-электроугольный институт (в дальнейшем Всесоюзный научно-исследовательский институт источников тока -ВНИИТ) он руководил разработкой советской автономной энергетики ракет и космических аппаратов. Знакомство его с академиком А.Ф. Иоффе состоялось у заместителя председателя правительства СССР М.Г. Первухина в 1951 г., когда Н.С. Лидоренко была поручена организация производства термоэлектрических источников электропитания. В 1957 году Ленинградским институтом полупроводников АН СССР под руководством А.Ф. Иоффе, Московским физико-техническим институтом им. П.Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), Государственным институтом редких металлов (ГИРЕДМЕТ) был изготовлен и передан во ВНИИТ опытный экземпляр ФЭП из монокристаллического кремния площадью 0,5 см2 [5]. На его основе Н.С. Лидоренко организовал производство ФЭП, которые в мае 1958 г. впервые в СССР были установлены на третьем советском спутнике (рис. 6). Все последующие советские космические аппараты были оснащены ФЭП отечественного производства. Наземное применение ФЭП было начато в 1964 г. в Туркмении, где д.т.н. Б.В.Тарнижевский после перехода из ЭНИНа [3] во ВНИИТ
разработал и испытал первую в мире ФЭС с концентраторами солнечного излучения мощностью 250 Вт для электропривода оросительных насосов в пустыне Кара-Кум. Новым принципиально важным этапом в развитии фотоэнергетики было создание в 1967 году в Ленинградском физико-техническом институте им.
A.Ф. Иоффе под руководством академика Ж.И.Алферова арсенид-галлиевых ФЭП. ВНИИТ успешно применил их на космических станциях «Венера-4», «Лу-ноход-1», «Луноход-2». Эти ФЭП обеспечивали в условиях космоса КПД до 30%, они эффективно работают с концентраторами солнечного излучения. Во ВНИИТ с 1960 по 1987 гг. работал Дмитрий Семенович Стребков, 1937 г.р. (рис. 7), который разработал новое научное направление по преобразованию концентрированного солнечного излучения и новый класс матричных высоковольтных ФЭП [7, 8]. С 1975 г. он начальник экспериментально-технологического подразделения, заместитель главного конструктора НПО «Квант». Под его руководством в девяностые годы была создана сетевая ФЭС мощностью 10 кВт с параболо цилиндрическими концентраторами в Ашхабаде, ФЭС с фоконами во Владикавказе, ФЭС с линзами Френеля в Ташкенте [9]. В эти годы НПО «Квант» (ранее институт ВНИИТ) с численностью сотрудников более тридцати тысяч человек включал в себя два НИИ, 8 отделений и базовых лабораторий, три опытных завода, в т.ч. Московский «Фотон» и Краснодарский «Сатурн», 2 СКБ [6]. В 1986 г. после ухода с должности директора из НПО «Квант» Н.С. Лидоренко в другие организации перешли и ученые, в т.ч. Д.С. Стребков, возглавивший ВНИИ электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ). В этой организации, а с 2016 г. в Федеральном Научном центре ВИМ академик РАН Д.С. Стребков в должности научного руководителя продолжает работы по развитию российской сельской энергетики [9]. Одним из перспективных направлений развития фотоэнергетики является применение ФЭП с концентрируемым солнечным излучением, развиваемое д.т.н.
B.В. Харченко [10], В.М. Евдокимовым, Ю.Д. Арбузовым, В.А. Майоровым [11].
Одной из структур НПО «Квант», специализирующейся на разработке и изготовлению фотоэнергетики стал организованный в 1964 г. вначале Краснодарский филиал ВНИИТ, затем опытный завод, а с 1987 г. НПО «Сатурн». Н.С. Лидо-ренко на должность директора филиала назначил Юрия Николаевича Кулагина, до этого успешно работавшего начальником отдела гелиотехники и промышленной энергетики ПКБ «Пластмаш» в Краснодаре. На территории Геленджикской лаборатории ВНИИТ была построена самая мощная в СССР в то время ФЭС в 30 кВт, а за четыре года в Краснодаре был построен опытный завод ВНИИТ, на котором в 1972 г. была изготовлена первая солнечная батарея для космического аппарата «Стрела-1». К 1987 г. филиал ВНИИТ и опытный завод были объединены в НПО «Сатурн», а производство ФЭП достигло 800 м2 в год. В восьмидесятые годы НПО был реализован проект «Солнечная деревня» в пос. Черноморском, в 40 км от Краснодара. Были построены пять коттеджей, на кровле которых были установлены ФЭМ мощностью по 3,5 кВт. Научными лидерами «Сатурна» с 1985 г. по 1992 г. в развитии космической и наземной фотоэнергетики были Юрий Владимирович Скоков (1938-2013 г.г.), директор НПО «Сатурн» и его заместитель по научно-техническому развитию Марат Борисович Закс, 1944 г.р. (рис. 8). В 1992 г. он вместе с коллективом разработчиков ФЭМ создал первую в России
частную научно-производственную фирму «Солнечный ветер». На основе списанного с «Сатурна» оборудования и приборов группа энтузиастов открыла в Краснодаре цех, в котором производило изготовление ФЭП и модулей. В 2003 г. фирма производила в год до 1 МВт ФЭМ, а к 2010 - до 5 МВт. Выполнялись также проектирование и монтаж ФЭС «под ключ». В качестве примера ФЭС, построенной в 2004 г. ООО «Солнечный ветер» на рис. 9 представлен энергокомплекс в горах у города Горячий Ключ Краснодарского края для электропитания станции сотового оператора «Билайн» с пиковой мощностью ФЭС 8,5 кВт, работающей до настоящего времени. Замена аккумуляторов была произведена только через 12 лет эксплуатации. При сооружении ФЭС мощностью 10,5 кВт для электропитания станций сотовых операторов «МТС» и «Билайн» на плато Лаго-Наки в горах Адыгеи «Солнечный ветер» в 2007 г. применил двухсторонние ФЭМ по технологии НПО «Сатурн».
Рис. 5. Н.С. Лидоренко
Рис. 6. Спутник -3
Рис. 11. ФЭС Билайн г. Горячий Ключ
В настоящее время основным российским производителем космических ФЭС являются «НПП КП «Квант» (Москва), входящее в состав АО «Информационные спутниковые системы им. академика М.Ф. Решетнева» ГК «Роскосмос» (www.npp-kvant.ru) и ПАО «Сатурн» в г. Краснодаре (www.saturn-kuban.ru). НПП «Квант», являясь родоначальником отечественной фотоэнергетики, разработало и произвело солнечные батареи для 1500 космических аппаратов. На предприятии созданы новые структуры для наземного применения и повышения КПД кремневых солнечных элементов с продолжительностью эксплуатации свыше 25 лет. Производится пять кремниевых фотоэлектрических модулей наземного применения типа КСН номинальной мощностью 180-210 Вт с эффективностью до 19 %. ПАО «Сатурн» с 1971 г. произвело 20 тыс. м2 фотоэлектрических преобразователей и оснастило ими 1200 космических аппаратов. Предприятием изготавливаются ФЭП на основе кристаллического кремния с эффективностью до 15,5% и по собственной технологии арсенид-галлиевые ФЭП эффективностью до 28%.
4 Современные фотоэлектрические исследования
В настоящее время теоретические исследования по созданию новых ФЭП выполняются ФТИ им. А.Ф. Иоффе, а технологии их изготовления разрабатываются в научно - техническом центре ГК «ХЕВЕЛ», созданного при ФТИ. НПО
«Квант» продолжает разработки кремниевых структур для космической энергетики. Для этих же целей НПО «Сатурн» (Краснодар) совершенствует арсенид-галлиевые ФЭП.
Исследования по фотоэлектрической энергетике проводятся в Объединенном институте высоких температур (ОИВТ) РАН под руководством д.т.н. О.С. По-пеля. В его книге [12] изложены основные принципы развития фотоэнергетики с учетом специфики нашей страны. Анализ современных технологий изготовления ФЭП применительно к российскому рынку представлен д.т.н. О.С. Попелем и соавторами в статьях [13, 14], а также к.г.н. К.С. Дегтяревым [15]. В ОИВТ сформировался коллектив ученых: к.т.н. С.Е. Фрид, к.т.н. Ю.Г. Коломиец, к.т.н. А.Б. Тарасенко [16, 17]. С.Е. Фрид развивает весьма перспективное направление - фотоэлектрические электростанции как альтернатива солнечным тепловым установкам [18]. Отмечено доминирование кристаллического кремния и его перспективы в обозримом будущем. В России в настоящее время отсутствует полный технологический цикл создания кремниевых ФЭП: получения кристаллического кремния в моно - или мульти кристаллических слитках, резка слитков на пластины, травление, легирование, просветление, формирование электронных контактов, сборка параллельно-последовательных модулей, ламинирование, остекление и изготовление корпусов. Лидирующая в космосе технология арсенид-гал-лиевых ФЭП освоена в России, но дорога для наземной энергетики. Тонкопленочные технологии с нанесением прозрачного слоя проводящего покрытия на стекло или фольгу, разделение пленки на отдельные ФЭП, формирование слоёв с р- и п- проводимостью, нанесение скрайбирования повторного слоя проводящего материала не получили широкого распространения. В лаборатории ВИЭ МГУ им. Ломоносова, под руководством д.т.н. А.А. Соловьева разработана геоинформационная система «Возобновляемые источники энергии» [19]. Исследования по солнечной радиации к.т.н. С.В. Киселёвой совместно с ОИВТ АН РАН положены в основу Атласа солнечной радиации [20]. Общепризнанным специалистом по экономике ФЭС является к.г.н. К.С. Дегтярев [15].
Главным научным изданием по фотоэнергетике в странах СНГ является издаваемый с 1965 г. в г. Ташкенте международный журнал «Гелиотехника» (www.gelioteknika.uz) на русском языке и «AppliedSolarEnergy» на английском. Журнал выпускается НПО «Физика-Солнце» Физико-технического института АН Республики Узбекистан. Главный редактор - д.т.н. Нифалур Раббакуловна Авезова, дочь знаменитого д.т.н. Р.Р. Авезова [1].
В наземной фотоэнергетике выделяют два основных вида систем: автономные и сетевые. Автономные ФЭС имеют существенные отличия от сетевых. В России опыт их сооружение имеет двадцатилетний срок. Кроме постсоветского опыта их создания в ООО «Солнечный ветер» в Краснодарском крае в современной России они широко применяются небольшими частными фирмами, объединенными в некоммерческое партнерство «Зеленый киловатт». АО «Сахаэнерго» ГК «Русгидро» в Якутии построило 18 автономных ФЭС, в том числе самую мощную 1 МВт - Батагайскую в Верхоянском улусе. Особенностью солнечной радиации в Якутске является ее наличие круглые сутки только в летние месяцы.
На Дальнем Востоке ООО «Авелар Солар Технолоджи» реализует проект создания 100 автономных ФЭС для сельских поселений. Эта же компания предлагает для односемейных жилых домов комплект оборудования в составе шести фотоэлектрических модулей общей мощностью 1,7 кВт, аккумуляторов 7,2 кВтч и инверторного блока.
5 Наземные сетевые фотоэлектрические станции
Современный российский рынок наземной сетевой фотоэнергетики создан после принятия 23 января 2015 г. Правительством России постановления № 47, которое обеспечивает субсидирование сооружение ФЭС мощностью свыше 5 МВт. Инвесторы ФЭС получают долгосрочные договоры на поставку мощностей (ДИМ) на оптовом рынке России после отбора их проектов на конкурсной основе. В отличие от европейских тендерных условий, данная схема предлагает победителям плату за мощность в МВт, а не за выработку электроэнергии в МВтч. В соответствии с ДИМ потребители оптового рынка обязаны в течение 15 лет (срок действия договоров) выплачивать регулируемое вознаграждение за отпущенную мощность по льготным тарифам. Такие конкурсы проводятся регулирующим органом - Администратором торговой системы (АТС) ежегодно при участии Совета рынка и «СО ЕЭС». В первом туре проекты отбираются по двум критериям: максимальные капитальные затраты на 1 кВт и по требованиям локализации. В 2020 г максимально допустимые капитальные затраты ФЭС составляют 103157 руб./кВт, а максимально допустимые расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание - 2880 руб./кВт. На 2020 г. степень локализации установлена в 70%. Постановление правительства РФ № 47 от 23 января 2015 г. обязывает региональные сетевые компании закупать электроэнергию, произведенную ФЭС для компенсации до 5% прогнозируемых потерь в электросетях. Во втором туре отбор производится по минимальным капитальным затратам на реализацию проекта. Победившая организация получает гарантии стабильной рентабельности и выгодные тарифы на электроэнергию, но обязана завершить строительство ФЭС и обеспечить требования по локализации. ФЭС должна также иметь коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) в течение года не менее 0,14. В России имеются три основных производителя и эксплуатанта сетевых ФЭС. Основанная в 2009 г. российскими частными инвесторами группа компаний (ГК) «ХЕВЕЛ» через ООО «Авелар Солар Технолоджи» и ООО «Грин Энер-джи Рус» владеет 19 ФЭС с суммарной мощностью 602,5 МВт (43,17%). В настоящее время основная технология изготовления ее ФЭП - двухстороннее плазмо-химическое осаждение нанопленок аморфного кремния на кремневые кристаллические пластины с эффективностью до 23%, разработанная в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе. ГК имеет научно-технический центр тонкопленочных технологий. Основное производство «ХЕВЕЛ» до 250 МВт в год находится в г. Новочебоксарске (Чувашия). Производитель кремневых мультикри-сталлических пластин (выплавка и резка) - совместное предприятие с Саранским ООО «Элекровыпрямитель» - ООО «Гелиос-ресурс». Проектирование и монтаж
ФЭС выполняет ООО «Авелар Солар Технолоджи». Эксплуатацией СЭС занимаются ООО «Авелар Солар Технолоджи» и ООО «Грин Энерджи Рус».
На втором месте частная компания ПАО «Т-Плюс», владеющая 7 ФЭС с суммарной мощностью 250 МВт (17,9%). Значительная часть российского рынка сооружения сетевых ФЭС принадлежит ООО «Солар Системс», учредителем которой является китайская компания Amur Sirius Power Equcpment Co.Ltd. Изготовление кремниевых пластин производится на заводе ООО «Солар Кремневые технологии» в г. Подольске (бывший с 1954 г. крупнейший в СССР и в мире химико-металлургический комбинат.). Исходное сырье он получает от предприятия «Усолье-Сибирский силикон» в Иркутской области. Кремневые пластины из Подольска направляются в Китай и в виде готовых ФЭП возвращаются на завод ООО «Солар Кремневые технологии» в Подольске, где изготавливают ФЭМ.
Наиболее крупными компаниями, владеющими сетевыми СЭС являются ООО «Авелар Солар Технолоджи» - 422,5 МВт в Оренбургской, Саратовской, Волгоградской областях, Республиках Алтай и Башкортостан, Бурятии; ООО «Солар-Системс» - 230 МВт в Оренбургской, Астраханской, Самарской областях и в Ставропольском крае; ТГК ПАО «Т-Плюс» - 250 МВт в Оренбургской области.
Финансовые результаты эксплуатации в 2017 г. двух сетевых СЭС в Башкортостане по данным [21] представлены в статье [22]. Бурибаевская и Бугульчан-ская СЭС имеют установленные мощности соответственно 20 и 15 МВт. Удельные затраты на поставку ФЭП без учета монтажа составили соответственно 50 млн. руб./МВт и 120 млн. руб./МВт. Для первой из них ООО «Авелар Солар Технолоджи» применил кремневые ФЭМ ГК «ХЕВЕЛ». При сооружении второй из них ПАО «Т-плюс» использовал ФЭМ AST - 245 multi. Эксплуатационные годовые затраты с содержанием на каждой СЭС по 2 электромонтёра, 4 диспетчера, 1 тракториста составили соответственно 4,94 млн. руб. и 6,31 млн. руб. Фактическая выработка электроэнергии Бурибаевской СЭС за 2017 год составила 23887 тыс. кВтч, а Бугульчанской - 16847 тыс. кВтч, а выручка соответственно 681997 тыс. руб. и 523393 тыс. руб. Таким образом, стоимость реализованной электроэнергии составляла около30 руб./кВтч. При указанных выше значениях удельных инвестиционных затрат с учетом проектных и монтажных работ (коэффициент 1,35) полная стоимость сооружения Бурибаевской СЭС составит 1300 млн. руб., а Бугульчанской - 2340 млн. руб. При указанном значении выручки 2017 г. простой срок окупаемости первой их них составит около двух лет, второй около пяти лет.
6 Выводы
1. Российская научная гелиотехническая школа с начала двадцатого века развивалась по двум основным направлениям преобразования солнечной энергии в электрическую: термодинамическому и фотоэлектрическому.
2. Лидерами создания термодинамических СЭС были д.т.н. Б.В. Вейнберг, д.т.н. Ф. Молеро. Эксплуатация построенной в 1985 г. Крымской СЭС мощностью 5 МВт не подтвердила перспективность создания таких электростанций.
3. Лидерами создания фотоэлектрических СЭС в СССР были академик А.Ф. Иоффе, который уже в начале двадцатого века приступил к теоретическим исследованиям и член-корреспондент АН СССР Н.С. Лидоренко, обеспечивший широкое применение ФЭП в космической энергетике.
4. В России за последние шесть лет (с 2014 г.) создан рынок сетевых ФЭС. В 2019 г. работали 63 станций общей установленной мощностью 1394,475 МВт. В стране имеется три основных организации владеющие СЭС: ГК «Хевел» с частным российским капиталом, ПАО «Т-Плюс» с частным российским капиталом и ООО «Солар Системс» с китайским капиталом. Две из них в своем составе имеют бывшие советские заводы, все три не имеют замкнутого производственного цикла. Значительная часть технологических операций выполняется в Китае. В основном применяются ФЭП на основе кремния. Арсенид-галлиевые ФЭП по стоимостным показателям не получили распространения. Фактические экономические показатели работающих сетевых ФЭС показывают простую окупаемость от двух лет, что при существующем субсидировании обеспечивает быстрые темпы их развития.
5. Российская космическая энергетика имеет большой опыт, научные заделы и успешную практику адаптации к наземным условиям. Перспективы ее определяются новой программой развития ГК «Роскосмос» и созданием системы трансформации военных технологий для гражданский целей.
Литература
1. Бутузов В.А. Столетний опыт работы российских научных школ солнечного теплоснабжения // Энергия: экономика, техника, экология. 2019. №2 С.16-29.
2. Сессии, съезды, конференции. Первое Всесоюзное совещание по гелиотехнике. [Электронный ресурс]Мрр: // nachaucheba.ru. Дата обращения 20.04. 2020 г.
3. Тарнижевский Б.В. Солнечный круг. Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского: Воспоминания старейших сотрудников: РАО «ЕЭС России». Аладьев И.Т. и др. М.:ЭНИН. 2000. 205с.
4. Безруких П.П. Исторические этапы и перспективы развития возобновляемой энергетики России// Энергетическая политика. 2005. № 5. С.44-63
5. «Квант»: энергия победы. -М.: Изд-воМАКБ.2009. 184 с.
6. Электронный ресурс. Официальный сайт НПП «Квант» Код доступа: http:. npp.kvant.ru. Сборник, посвященный к 100 летию Лидоренко Н.С. Дата обращения 20.04.2020 г.
7. Стребков Д.С. Матричные солнечные элементы. Том1, 2-е изд. М.: ГНУ ВИЭСХ. 2010. 119с.
8. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. -М.: Изд. ГНУ ВИЭСХ. 2007. 315с.
9. Стребков Д.С. Технико-экономические показатели солнечных электроустановок // Гелиотехника. 2018. №5. С43-48.
10. Y.V. Daus, V.V. Kharchenko Evaluating the Applicability of Data on Total Solar - Radiation intensity Derived from Various of Actinometric Information. AppliedSolarEnergy. 2018 № 3 p 17-20.
11. Арбузов Ю.Д. Евдокимов В.М., Майоров В.А. Исследование предельных тепловых и физико-энергетических характеристик фотоэлектрических преобразователей концентрированного солнечного излучения // Гелиотехника. 2017. № 4.С. 5-10.
12. Попель О.С., Фортов В.Е., Возобновляемая энергетика в современном мире. М.: Издательский дом МЭИ. 2015 . 450с.
13. Тарасенко А.Б., Попель О.С., Киселёва С.В. Современное состояние фотоэнергетики в России и за рубежом.// Гелиотехника. 2018. № 3. С.69-82
14. Попель О.С., Тарасенко А.Б.. Состояние и перспективы направления развития технологий фотоэлектрических преобразователей энергии / Доклады. Материалы XI школы молодых ученых. «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» имени Э.Э. Шпильрайна. Махачкала. 2019. С.4-19.
15. Дегтярев К.С. Состояние и территориальная организация фотовольтанической солнечной энергетики в России// Окружающая среда и энерговедение. 2019. № 1 С. 2338.
16. Коломиец Ю.Г., Меньшиков А.Я., Тарасенко А.Б. Влияние уровня инсоляции на качество электрической энергии и КПД преобразования для сетевых фотоэлектрических станций // Гелиотехника. 2018. №3. С.9-14.
17. Киселева С.В., Попель О.С., Тарасенко А.Б. Оценка эффективности создания сетевых фотоэлектрических станций в некоторых районах центральной Азии и Закавказья // Гелиотехника. 2017. № 2. С. 13-18
18. Фрид С.Е., Тарасенко А.Б. Использование фотобатарей для горячего водоснабжения. Опыт и перспективы. // Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 16-18, С.23-28.
19. ГИС ВИЭ // Геоинформационная система Возобновляемые источники энергии России [электронный ресурс] Режим доступа: httpgisre.ru/ menu - sun/menu-ses-map (Дата обращения 13.05.2017).
20. Попель О.С., Фрид С.Е., Коломиец Ю.Г., Киселёва С.В., Терехова Е.Н. Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России. ОИВТ РАН М.: 2010.
21. Электронный ресурс. Официальный сайт ООО «Энергоконтракт» код доступа: http:// energocomtact - Orenburg.ru. Дата обращения 20.04.2020 г.
22. Молчанова Р.А., Новоселов И.В., Абдуллина Э.А., Закирова Г.Р. Эффективность солнечных электростанций на примере условий Республики Башкортостан // Энергобезопасность и энергосбережение 2019. № 4 (88) С. 25-32.
References
1. Butuzov V.A. Stoletniyopylrabotyrossiyskikhnauchnykhshkolsolnechnogoteplos-nabzheniya // Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya. 2019. №2 S.16-29.
2. Sessii, s"yezdy, konferentsii. PervoyeVsesoyuznoyesoveshchaniyepogeliotekhnike. [Elektronnyyresurs] htpp: // Sfs. nachaucheba.ru. Data obrashcheniya 20.04. 2020 g.
3. Tarnizhevskiy B.V. Solnechnyykrug.Energeticheskiyinstitutimeni G.M. Krzhizhanovskogo: Vospominaniyastareyshikhsotrudnikov: RAO «YEES Rossii». Alad'yev I.T. i dr. M.:ENIN. 2000. 205s.
4. Bezrukikh P.P. Istoricheskiyeetapy i perspektivyrazvitiyavozobnovlyayemoyenergeti-kiRossii// Energeticheskayapolitika. 2005. № 5. S.44-63
5. «Kvant»: energiyapobedy. M.:Izd-voMAKD.2009. 184 s.
6. Elektronnyyresurs. Ofitsial'nyysayt NPP «Kvant» Koddostupa: http:.npp.kvant.ru. Sbornik, posvyashchennyy k 100 letiyuLidorenko N.S. Data obrashcheniya 20.04.2020 g.
7. Strebkov D.S. Matrichnyyesolnechnyyeelementy. Tom1, 2-ye izd. M.: GNU VIESKH. 2010. 119s.
8. Strebkov D.S., Tver'yanovich E.V. Kontsentratorysolnechnogoizlucheniya. M.:Izd. GNU VIESKH. 2007. 315s.
9. Strebkov D.S. Tekhniko-ekonomicheskiyepokazatelisolnechnykhelektroustanovok // Geliotekhnika. 2018. №5. S43-48.
10. Y.V. Daus, V.V. Kharchenko Evaluating the Applicability of Data on Total Solar - Radiation intensity Derived from Various of Actinometric Information. AppliedSolarEnergy.2018 №3 p 17-20.
11. Arbuzov YU.D. Yevdokimov V.M., Mayorov V.A. Issledovaniyepredel'nykhteplovykh i fiziko-energeticheskikhkharakteristikfotoelektricheskikhpreobrazovate-leykontsentrirovannogosolnechnogoizlucheniya // Geliotekhnika. 2017. № 4.S. 5-10.
12. Popel' O.S., FortovV.Ye., Vozobnovlyayemayaenergetika v sovremennom mire. M.: Iz-datel'skiydom MEI. 2015 . 450s.
13. Tarasenko A.B., Popel' O.S., Kiselova S.V. Sovremennoye sostoyaniyefotoenergetiki v Ros-sii i zarubezhom.// Geliotekhnika. 2018. № 3. S.69-82
14. Popel' O.S., TarasenkoA.B..Sostoyaniye i perspektivynapravleniyarazvitiyatekhnologiyfo-toelektricheskikhpreobrazovateleyenergii / Doklady.Materialy XI shkoly-molodykhuchenykh.«Aktual'nyyeproblemyosvoyeniyavozobnovlyayemykhenergoresur-sov» imeni E.E. Shpil'rayna. Makhachkala. 2019. S.4-19.
15. Degtyarev K.S. Sostoyaniye i territorial'nayaorganizatsiyafotovol'tanicheskoysolnechnoy-energetiki v Rossii// Okruzhayushchayasreda i energovedeniye. 2019. № 1 S. 23-38.
16. Kolomiyets YU.G., Men'shikov A.YA., Tarasenko A.B. Vliyaniyeurovnyainsolyatsiina-kachestvoelektricheskoyenergii i KPD preobrazovaniyadlyasetevykhfotoelektricheskikh-stantsiy // Geliotekhnika. 2018. №3. S.9-14.
17. Kiseleva S.V., Popel' O.S., Tarasenko A.B. Otsenkaeffektivnostisozdaniyasetevykhfoto-elektricheskikhstantsiy v nekotorykhrayonakhtsentral'noyAzii i Zakavkaz'ya // Geliotekhnika. 2017. № 2. S. 13-18
18. FridS.Ye., Tarasenko A.B. Ispol'zovaniyefotobatareydlyagoryachegovodosnabzheniya. Opyt i perspektivy. // Al'ternativnayaenergetika i ekologiya. 2018. № 16-18, S.23-28.
19. GIS VIE // GeoinformatsionnayasistemaVozobnovlyayemyyeistochnikienergiiRossii [el-ektronnyyresurs] Rezhimdostupa: httpgisre.ru/ menu - sun/menu-ses-map (Data obrash-cheniya 13.05.2017).
20. Popel' O.S., FridS.Ye., KolomiyetsYU.G.,Kiselova S.V., TerekhovaYe.N. Atlas resur-sovsolnechnoyenergiinaterritoriiRossii. OIVT RAN M.: 2010.
21. Elektronnyyresurs. Ofitsial'nyysayt OOO «Energokontrakt» koddostupa: http:// energocom-tact - Orenburg.ru. Data obrashcheniya 20.04.2020 g.
22. Molchanova R.A., Novoselov I.V., Abdullina E.A., Zakirova G.R. Effektivnost' solnech-nykhelektrostantsiynaprimereusloviyRespubliki Bashkortostan // Energobezopasnost i ener-gosberezheniye 2019. № 4 (88) S. 25-32.
Russian Photovoltaic
V.A. Butuzov
Kuban state agrarian university of I.T. Trubilin, Krasnodar, Russian Federation. E-mail:butuzov@newmail.ru
Abstract. Article make a describesthe development in Russia of the basic technologies of solar energy: thermodynamic and photoelectric. The results of research, creation and operation of the first in the USSR Crimean solar thermodynamic power plant are presented. The results of theoretical and experimental studies of photoelectric converters are analyzed. The technologies for creating space-based photovoltaic power plants and the experience of their application for surface installations are described. A brief description of Russian scientific photovoltaic schools is provided. The list of modern Russian ground-based network photovoltaic power plants, the procedure for their construction, the main owners are presented.
Keywords: Solar power, thermodynamics solar power, photoelectric modules, photoelectric converters, photovoltaic power plants, concentration of solar radiation, ground-based FES, space photovoltaic.
