Некоторые факты о фотоэлектрической генерации в Германии
Ещё не так давно я лично считал, что фотовольтаика (она же фотоэлектричество) оправдана только в отсутствие других источников электричества, что фотоэлектрические панели за весь срок службы не вырабатывают и той энергии, что была затрачена на их производство и весь их смысл лишь в электроснабжении удаленных автономных объектов. Но добрые люди указали мне на германский Институт Фраунгофера солнечных энергосистем. И теперь я знаю, что сильно заблуждался.
Институт осуществляет прикладные исследования и разрабатывает технологии экологически чистого энергоснабжения. Периодически он публикует различные материалы по теме, расчитаные не на узких специалистов а на "широкий круг читателей". Так достаточно недавно они опубликовали свои Свежие факты о фотовольтаике в Германии. Прочитав, я понял, что у фотоэлектричества есть не только будущее, но уже и настоящее.
В 2013 году 27% (35,7 Гигаватт) всей мировой мощности фотовольтаики (134 Гигаватт) было установлено в Германии, то есть немцы по этому параметру впереди планеты всей. В этом же году фотоэлектричество обеспечивало примерно 5,3% всех потребностей Германии в электроэнергии. Более четверти потребности было обеспечено всеми возобновляемыми источниками.
В 2014 году генерация из фотоэлектрических источников составила в Германии уже 35,2 ТВт*ч и обеспечила примерно 6,9% конечного потребления электроэнергии. Всего же энергия из возобновляемых источников обеспечила 31% конечного потребления электроэнергии.
Почти 7% конечного потребления - это очень не мало. Ну а 31% из всех возобновляемых источников - это вообще больше чем, например, давала ядерная генерация в Германии в свои лучшие годы. Причём гидроэнергетика занимает свои, относительно скромные, 4%. Ветроэнергетика же и генерация на "всяком мусоре" даёт вклад примерно по 10%.
Номинальная мощность германской фотовольтаики в 2014 году составляла 38,5 ГВт распределенных по 1,4 миллиона отдельных станций. Больше 60% мощности принадлежит частным лицам и фермерам. Типичная система фотовольтаики предполагает размещение панелей на южном скате крыши. Размещаемые таким образом панели не требуют особого ухода или очистки - всю грязь, как правило, смывает очередной дождь. Система подключается к общим сетям энергоснабжения и отдаёт не потребленное хозяином днём электричество в сеть.
Что касается моих опасений, что фотоэлектрические панели не оправдывают затраченную на них энергию, то они не оправдались. Оказалось, что даже существует такой параметр как EPBT (Energy Pay-Back Time), показывающий время, через которое полученная энергия покроет расходы на производство, транспортировку, монтаж, демонтаж и утилизацию. С развитием технологии производства и уменьшением расхода материалов на единицу мощности снижается и EPBT. Для современных фотоэлектрических систем на основе панелей из мультикристаллического кремния EPBT в северной Европе составляет 2,5 года, в южной Европе - 1,5 года.
Технологическое развитие и увеличение масштабов производства приводит к постепенному снижению стоимости фотовольтаики. Затраты на 1Квт мощности типичной размещаемой на крыше фотоэлектрической системы упали с 14000 евро в 1990 году до 1350 евро в 2013. Среднее снижение стоимости - 9% в год.
Так как солнечные дни бывают не всегда, то существует необходимость дублирования фотоэлектрических мощностей другими источниками генерации. Любопытным показался факт, что в условиях германского климата солнечная погода и сильный ветер имеют отрицательную корреляцию, что помогает ветрогенерации и фотовольтаике взаимодополнять друг друга. Не уверен, что это правило характерно для других районов планеты.
Фотовольтаика пока, конечно, не способна заменить "традиционные" источники генерации, но опыт Германии достаточно обнадеживает. Солнечная электрогенерация, не смотря на всё ещё повышенную стоимость, обладает рядом преимуществ. Она не создает угрозы техногенных катастроф, в отличие от ядерной энергетики. Не создает загрязняющих выбросов и сопутствующих вредных эффектов. Не тратит невозобновляемые ресурсы. Панели производятся из легкодоступного кремния. Недостатки тоже понятны - зависимость от времени суток и погодных условий, но их, будем надеяться, удастся компенсировать в будущем путём создания систем накопления энергии и комбинации с другими "зелёными" источниками генерации.