На рис. 1 представлены значения продолжительности солнечной радиации на территории страны. Расчетные значения интенсивности солнечной радиации принимаются в России по данным климатологического справочника [2], в котором приведены часовые, месячные и годовые значения прямой, рассеянной, суммарной интенсивности солнечной радиации, продолжительности солнечного сияния для всех регионов России со сроками наблюдений от 5 до 30 лет. На рис. 2 для одного из южных регионов — Краснодарского края, представлены значения интенсивности суммарной солнечной радиации. Для данного региона в результате обработки 15-летних наблюдений определены расчетные месячные и годовые значения интенсивности прямой и рассеянной радиации для 54 городов и населенных пунктов [3]. В настоящее время в России общая площадь солнечных водонагревательных установок не превышает 10 тыс. м2. Большая их часть работает в Краснодарском крае [4]. В качестве примера на рис. 3, 4 представлены гелиоустановка площадью 260 м2, работающая 15 лет в г. Краснодаре, и солнечно-топливная котельная в г. Анапе с площадью солнечных коллекторов 310 м3. Назначение всех гелиоустановок в России — обеспечение горячего водоснабжения. Солнечные водонагревательные установки в одноквартирных жилых домах — единичные случаи. Стоимостные показатели отдельных установок приведены на рис. 5, их структуры стоимости, удельных материало- и энергоемкости — на рис. 6. Малое количество сооружаемых в России гелиоустановок объясняется в основном экономическими причинами. Низкая стоимость органического топлива (в 2–2,5 раза меньше чем в странах Евросоюза) с одной стороны и среднемировая стоимость металла и материалов с другой приводят к большим срокам окупаемости — свыше 5 лет. Такие сроки окупаемости при неразвитости российской банковской структуры и отсутствии государственной поддержки сдерживают расширение объемов строительства гелиоустановок. Однако с 2003 г. ежегодно стоимость органического топлива повышается на 20–25 %, что обуславливает рост конкурентноспособности гелиоустановок с 2007 г. Существенно важно также присоединение России к Киотскому протоколу. Основным видом оборудования гелиоустановок являются солнечные коллекторы, характеристики конструкций основных российских производителей представлены в табл. 1. Требования к конструкциям солнечных коллекторов и методам испытаний регламентированы стандартами [5, 6]. Особенности российского рынка обуславливают специфический подход к применяемым конструкциям солнечных коллекторов, которые должны иметь оптимальное соотношение: стоимость/тепловая эффективность. На рис. 7 представлено сопоставление стоимостей плоских солнечных коллекторов европейских, израильских, австралийских и российских производителей и удельной стоимости производимой ими тепловой энергии по результатам сертификационных испытаний. При этом удельная стоимость тепловой энергии определялась как частное от деления цены солнечного коллектора изготовителя на количество тепловой энергии, выработанной коллектором за 10 лет при его работе 1800 ч/год с тепловой производительностью по материалам сертификационных испытаний при интенсивности суммарной солнечной радиации 800 Вт/м2 и перепаде температур теплоносителя и окружающего воздуха 40°К. Из рис. 7 следует, что солнечные коллекторы Ковровского завода (Россия), фирмы Heliostar 202H (Словакия), Solaris GmbH (Австрия) имеют оптимальное для российского рынка соотношение цены и тепловой эффективности. Перспективы российского рынка солнечных водонагревательных установок наглядны на примере Краснодарского края, где на электронагрев воды для горячего водоснабжения используется 200 МВт установленной мощности электростанций. При замещении гелиоустановками половины этого энергопотребления их площадь составит более 30 тыс. м2. С учетом изложенного можно сделать следующие выводы. 1. В России имеется небольшой опыт разработки, строительства солнечных водонагревательных установок, в основном, в Краснодарском крае для горячего водоснабжения объектов. Имеются объективные экономические условия для увеличения объемов сооружения гелиоустановок с 2007 г., которые только для Краснодарского края составляю более 30 тыс. м2. 2. Существующий климатологический справочник издания 1990 г. требует доработки и представления данных интенсивности солнечной радиации в электронном виде. Необходима новая редакция стандартов на разработку и испытание солнечных коллекторов, норм проектирования гелиоустановок. 3. Для российского рынка требуются солнечные коллекторы с оптимальным соотношением стоимости и тепловой эффективности, сооружение испытательных сертификационных центров. 4. Целесообразны, по примеру российского Геотермального общества,создание Солнечного теплоэнергетического общества и организация его сотрудничества с аналогичными зарубежными организациями.
Литература: 1. Концепция развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России. Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. М., 1994. 2. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. ч. 1, выпуск 13. Солнечная радиация и солнечное сияние. Л., «Гидрометеоиздат», 1990. 3. В.А. Бутузов. Расчет интенсивности солнечной радиации для проектирования систем солнечного горячего водоснабжения. «Промышленная энергетика», №9/2003, стр. 52–57. 4. В.А. Бутузов. Системы солнечного горячего водоснабжения в южных регионах России: расчеты солнечной радиации, проектирование, монтаж, эксплуатация. Материалы Международной школы-семинара ЮНЕСКО «Образование и подготовка специалистов в области возобновляемых источников энергии: Проблемы и перспективы XXI века», 15–19 сентября, Махачкала-Москва, 2003. 5. ГОСТ Р 51595–2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М., Госстандарт России. 2000. 6. ГОСТ Р 51596–2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытания. М., Госстандарт России, 2000. РИСУНКИ И ФОТОГРАФИИ: 1~1~;2~2~;3~3~;4~4~;5~5~;6~6~;7~7~; ТАБЛИЦЫ: 1~8~;
