В 2018 году мы опубликовали статью «Подходит ли для России солнечная энергетика?» [1], которая вызвала большой читательский интерес. В ней, в частности, рассказывалось о работе солнечной электростанции (СЭС) «Заводская» мощностью 15 МВт в Астраханской области, построенной ООО «Солар Системс». В 2020 году мы посмотрели на итоги работы этой станции в 2019-м, её выработку и КИУМ, и пришли к выводу, что объект работает надёжно и эффективно. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) станции составил около 16%, что намного превосходит среднеевропейские показатели.
А как функционируют аналогичные объекты в других регионах?
В 2020 году было завершено строительство Старомарьевской СЭС мощностью 100 МВт, крупнейшей в России (показана на фото 1). Она расположилась в Ставропольском крае.
Рис. 1. Старомарьевская СЭС в Ставропольском крае
Я обратился в ООО «Солар Системс», которое также построило этот объект, и запросил данные о его работе. Поскольку солнечная электростанция строилась поэтапно, только пять очередей общей мощностью 75 МВт отработали целый календарный 2020 год. Эти сведения были проанализированы.
Станция была построена на «бросовых» землях, непригодных для ведения сельского хозяйства. Её обслуживает всего 12 человек.
График выработки по месяцам представлен на рис. 2.
Рис. 2. Выработка электроэнергии Старомарьевской СЭС в 2019 году по месяцам
Сезонность выработки — «родовой признак» солнечной генерации, от него никуда не деться. Выработка в самый «урожайный» месяц (август) превышает выработку в самый «тёмный» месяц (декабрь) более чем в пять раз. В то же время необходимо отметить стабильно высокий уровень выработки (более 11 ГВт·ч в месяц) в течение шести месяцев подряд. Для южных регионов, где потребление электроэнергии может достигать максимума в жаркое время года (и как раз в дневное время), это подходящий профиль.
По словам главного инженера станции, снеговая нагрузка в Ставропольском крае не является проблемой для солнечной генерации. В 2020 году не было перерывов в выработке, связанных с выпавших снегом. В экстремально снежном феврале 2021 года выработка снизилась по сравнению с февралём 2020 года и даже упала ниже январской, однако всё равно оказалась выше декабрьской. Максимальный перерыв выработки из-за снега составил примерно сутки. Очистка снега с модулей на объекте не предусмотрена.
Каких-либо серьёзных отказов оборудования не было. Любопытно, что, как и в астраханском случае, некоторые проблемы создают вороны, которые с высоты бросают на модули всякие предметы, повреждая их. Из-за этого на Старомарьевской СЭС с начала эксплуатации пришлось заменить 11 солнечных модулей (всего установлено около 350 тыс. модулей).
К моему удивлению, оказалось, что годовой КИУМ на Ставрополье выше астраханского. В 2020 году он составил 16,64%.
Для сравнения, это выше, чем средний КИУМ солнечной генерации в таких странах, как, например, Болгария, Франция, Италия, и сопоставимо с испанскими условиями. В Германии, являющейся лидером солнечной энергетики Европы, годовой КИУМ фотоэлектрической генерации составляет в среднем 10–11%.
В научной работе «Долгосрочные модели производства фотоэлектрической энергии в Европе с использованием 30-летнего подтверждённого почасового реанализа и спутниковых данных» [2], опубликованной в журнале Energy, утверждается, что для Евросоюза в целом средний годовой КИУМ, рассчитанный на 30-летнем отрезке времени, составляет 12,9%.
При этом установленная мощность солнечной энергетики Европы по итогам 2020 года достигла почти 140 ГВт, и в ближайшие годы европейцы планируют вводить в строй более 20 ГВт ежегодно.
Таким образом, Россия, являясь самой большой страной мира по площади, обладает колоссальными пространствами, на которых солнечная фотоэлектрическая энергетика способна работать более эффективно, чем даже в солнечных регионах Европейского союза.
