Учёные из Санкт-Петербурга представили уникальную технологию производства солнечных панелей, повышающую КПД до 40%. В Новосибирске приступили к разработке первого отечественного накопителя энергии для использования в условиях Арктики. «Росатом» делает первые шаги в ветроэнергетике. «Росэнергоатом» ищет подрядчика для восстановления графитовой кладки. ПАО «Россети» строит новые волоконно-оптические линии связи. Подробнее об этих и других событиях в сфере электроэнергетики читайте в нашей подборке новостей.
Совершенству нет предела
В последнее время, в условиях реализации стратегии экологически ориентированного роста, активно развиваются «зелёные» технологии. Одним из наиболее перспективных направлений альтернативной энергетики эксперты называют солнечную генерацию.
Однако для того, чтобы она стала основой электроэнергетики будущего, необходимо существенно повысить эффективность фотоэлектрических панелей. Решение этой задачи зависит от возможности замены в них кремния, ограничивающего теоретически возможную эффективность солнечных панелей значением в 29%, на более эффективные полупроводники.
Учёные из Санкт-Петербургского академического университета разработали новую технологию производства солнечных модулей. Ожидается, что это ноу-хау позволит преобразовывать энергию Солнца в электричество с более высоким КПД.
К примеру, эту идею удалось реализовать в фотоэлектрических элементах, изготовленных с использованием арсенида галлия – химического соединения галлия и мышьяка. Изначально на эти панели возлагались большие надежды. Однако прогнозы аналитиков не оправдались. Одной из причин фиаско стала высокая цена новинки.
Дело в том, что разработчики заменили основу из недорогого кремния, на которой выращиваются кристаллы для солнечных модулей, более дорогостоящими химическими элементами. Например, германием. Однако учёным из Санкт-Петербурга удалось найти решение этой проблемы.
Его суть заключается в следующем: было решено оставить кремниевую подложку, а на ней разместить полупроводники, изготовленные из различных химических элементов. Необходимо подобрать такое сочетание полупроводниковых элементов, чтобы оптика фотоэлектрического модуля была максимальной. Это обеспечит поглощение и превращение в электрическую энергию максимального количества солнечного света.
Залог успеха состоит в предельном совпадении кристаллической решётки подложки и полупроводников, из которых выращиваются солнечные панели. В результате серии экспериментов удалось выяснить, что кремний – плохой контактёр, нуждающийся в подборе оптимальных вариантов.
Учёные задались этой целью и остановили свой выбор на 4-х компонентах. В состав «избранных» вошли галлий, фосфор, мышьяк и нитрит. По оценкам аналитиков, КПД такой панели может достигнуть 40%. Уже создан прототип нового изделия. С его помощью удалось доказать, что фотоэлектрические батареи могут быть более производительными, чем те, что используются сегодня в солнечной энергетике.
Следующим шагом станет выход за пределы лаборатории и попытка трансформировать перспективную идею в инновационные технологии.
Выработать и сохранить!
Учёные Института силовой электроники Новосибирского государственного технического университета приступили к математическому моделированию процессов работы первого российского накопителя энергии для использования в условиях сурового арктического климата. Параллельно проводятся натурные испытания.
Для защиты от низких температур разрабатывается система термоизоляции и подогрева батарейного отсека. Ожидается, что она будет функционировать в период хранения накопленной энергии. По оценкам специалистов, на обогрев будет расходоваться около 3% мощности аккумулятора.
Во время работы накопитель будет обогреваться энергией происходящих в нём электрохимических процессов. Система рассчитана на эксплуатацию при температуре до -60°С.
Однако в условиях Арктики низкие температуры — это не единственная проблема. Накопитель будет установлен на огромном расстоянии от сервисных служб. Для восстановления работоспособности в результате поломки потребуется время. Поэтому устройство нуждается в повышенной надёжности.
Разработчики закладывают в модель тройной ресурс надёжности. Это означает, что все системы многократно дублируются. Накопитель энергии будет изготовлен по модульному принципу, что также минимизирует риски выхода его из строя.
Выпуск первой арктической системы накопления электрической энергии запланирован на 2021 год. В перспективе она будет использована в электроснабжении отдалённых поселений в районах Крайнего Севера. Кроме того, накопитель может стать частью гибридных электростанций.
«Росатом» осваивает ветроэнергетику
По оценкам аналитиков, к 2024 году объём рынка ветроэнергетики может достичь 3 600 МВт. А поскольку «Росатом» является ключевым российским производителем энергии, не создающей выбросов парниковых газов, госкорпорация обладает необходимыми ресурсами и компетенциями, чтобы занять значительную долю нового для себя сектора.
В начале 2020 года был сделан важный шаг в этом направлении. 3 марта начала поставлять электроэнергию и мощность на ОРЭМ Адыгейская ВЭС. Ветряная электростанция построена на территории Гиагинского и Шовгеновского районов Республики Адыгея. Ветропарк состоит из 60-ти ветроэнергетических установок. Его суммарная мощность составляет 150 МВт.
Проект ветроэлектростанции подготовлен и реализован АО «НоваВинд». Компания входит в состав группы «Росатом» и отвечает за консолидацию усилий госкорпорации в передовых сегментах и технологических платформах электроэнергетики.
Локализация оборудования нового энергообъекта составляет 65%. В рамках программы локализации компания планирует в ближайшие годы поднять её уровень ещё на 15-20%. Ожидается, что достижение плановых показателей будет достигнуто за счёт серийного производства элементов и узлов ВЭУ на территории РФ.
При этом «Росатом» выполняет роль системного интегратора, который сопровождает весь процесс строительства и эксплуатации ветряных электростанций:
- Проектирование ВЭС;
- Производство компонентов ветроэнергетических установок;
- Логистика компонентов на площадку;
- Сервисное обслуживание;
- Эксплуатация.
В настоящее время госкорпорация строит ветропарки ещё на 4-х площадках, расположенных на территории Ростовской области и Ставропольского края.
Следующим крупным проектом «Росатома» станет Кочубеевская ВЭС мощностью 210 МВт с плановой годовой выработкой 496,7 млн. кВт*ч. По оценкам аналитиков, в строительстве этого крупнейшего на сегодняшний день ветроэнергетического объекта на разных этапах будет задействовано от 100 до 400 специалистов, включая работников подрядных организаций.
Графитовой кладке в помощь
АО «Концерн Росэнергоатом» объявило тендер на выбор подрядчика для проведения комплекса работ на базе Ленинградской АЭС в рамках программы восстановления графитовой кладки. Максимальная стоимость контракта составляет 1,502 млрд. руб. Итоги конкурсного отбора будут подведены 27 марта.
О сенсации речь не идёт. Российская энергетическая компания занимается восстановлением ресурсных характеристик кладки реакторной установки в течение 7-ми лет – с момента, когда появились проблемы, связанные с износом графита.
Известно, что на завершающем этапе эксплуатации реакторов типа РБМК-1000 искривляются графитовые колонны. Именно этот фактор оказывает существенное влияние на ограничение ресурса энергоблока в целом. В то время как восстановление кладки позволяет безопасно эксплуатировать реакторную установку до следующей плановой процедуры.
В «Росэнергоатоме» введена в действие программа «О выполнении работ по восстановлению ресурсных характеристик элементов реакторных установок энергоблоков Ленинградской АЭС в период 2020-2025 г.» На текущий год запланировано проведение работ на 200 ячейках 2-го энергоблока.
«Цифра» забрасывает сеть
Специалисты Федеральной сетевой компании завершили монтаж волоконно-оптической линии связи, соединившей Северную столицу с Череповцом. С вводом в эксплуатацию нового объекта сетевой инфраструктуры экспансия цифровой связи существенно усилилась. Охват «цифры» среди объектов Единой национальной (общероссийской) сети превысил отметку в 86%. Ожидается, что через 5 лет этот показатель составит 100%.
ПАО «Россети» сообщает, что функция системы передачи информации основана на технологии спектрального уплотнения каналов (DWDM, до 40 оптических каналов со скоростью 100 Гбит/с каждый). Реализация этого проекта обеспечила высокоскоростными каналами связи энергообъекты, действующие в Ленинградской и Вологодской энергосистемах, улучшить их наблюдаемость, повысить уровень управляемости и наладить магистральные связи между центрами управления ОЭС Центра и Северо-Запада.
С этой целью специалисты энергокомпании выполнили аналогичный проект на ЛЭП 750 кВ Белозерская – Ленинградская. Протяжённость этой линии составляет 478 км. Эксперты отмечают, что при строительстве обеих ВОЛС использовано оборудование отечественного производства.
По оценкам аналитиков, на конец 2019 года суммарная протяжённость волоконно-оптических линий в зоне операционной деятельности Магистральных электрических сетей Северо-Запада составляла 12 200 м.
Дальнейшая модернизация систем связи и реализация на практике инновационных телекоммуникационных технологий позволит ПАО «Россети» увеличить эффективность передачи технологической и корпоративной информации. Кроме того, это создаст прочную базу для телеуправления успешного внедрения «цифровых подстанций».
Изменить проект нельзя оставить
Проект по строительству Ерковецкой ТЭС мощностью 4 000 МВт на территории Амурской области значится в программе компании «Интер РАО» с датой реализации до конца 2021 года. Планировалось, что новая электростанция станет крупнейшей ТЭС России. Однако в СМИ появились сообщения о том, что проект может существенно измениться.
Российская энергетическая компания рассматривает возможность замены топлива с угля на газ. Кроме того, не исключено, что мощность энергообъекта будет снижена до 1 000 МВт. По оценкам экспертов, смена энергоносителя позволит сократить капитальные затраты на 30-50 млрд. руб. Вместе с тем, будет лишена смысла разработка Ерковецкого угольного месторождения, поскольку его бурые угли непригодны для отправки на экспорт. Они могут быть использованы лишь в качестве топлива для теплоэлектростанции.
На данный момент рассматриваются и тщательно взвешиваются разные варианты. Вплоть до врезки в газопровод «Сила Сибири». Однако даже в газовой конфигурации окупаемость ТЭС остаётся под вопросом: в регионе нет потребности в новых мощностях, экспорт электроэнергии в Китай остаётся на прежнем уровне, поэтому проект может оказаться нерентабельным.
В перспективе новая мощность может быть востребована ОАО «Российские железные дороги». Она потребуется для увеличения пропускной способности Байкало-Амурской магистрали и строительства второго Северомуйского железнодорожного тоннеля. Потребности компании оцениваются в 90,3 МВт. Выдачу этих мегаватт могут обеспечить мобильные электростанции ФСК, поэтому острой необходимости в строительстве новой ТЭС нет.
Тем не менее, «Интер РАО» не исключает возможность строительства Ерковецкой ТЭС. Изменения в проект могут быть внесены в 2020 году.
