name
Солнечная энергетика в Казахстане

История развития солнечной энергетики в мире и Казахстане

Главными способами преобразования солнечного излучения в электроэнергию являются фотоэлектрический и гелиотермический.

Первый основан на выработке тока с помощью фотоэлементов. В гелиотермальных станциях солнечные лучи концентрируются зеркалами и нагревают теплоноситель (например, воду). Тот в свою очередь превращается в пар и приводит в действие турбину. Началась солнечная энергетика с открытия в 1839 году явления фотоэффекта французским физиком Александром Беккерелем. А американец Чарльз Фриттс в 1883 году сконструировал из селена первый фотоэлемент.

Большой вклад в дальнейшее изучение фотоэффекта внес Альберт Эйнштейн, который именно за эту работу в 1921 году получил Нобелевскую премию. Советские ученые под руководством Абрама Иоффе в 30-е годы ХХ века создали солнечные сернисто-таллиевые элементы, но их КПД также оказался чрезвычайно низок, и развития это направление не получило.

Прорыв произошел в 1955 году, когда компания BellTelephone представила солнечную батарею на основе кремния. Ее КПД составлял уже порядка 6%, а в дальнейшем был увеличен до 11%.

Очередной всплеск интереса к солнечной энергетике пришелся на нефтяной кризис 1973–1974 годов, когда многие страны лихорадочно бросились искать альтернативные источники энергии. Только в США за это время было установлено более 3000 фотоэлектрических систем. Производились солнечные часы и калькуляторы, строились дома, использующие исключительно энергию солнца.

Первая попытка производства солнечной энергии в промышленных масштабах была предпринята в США, где в 1981 году заработала гелиотермальная электростанция в пустыне Мохаве. Ее площадь составляла 83 тысячи квадратных метров, а мощность – 10МВт. Удачный опыт ее использования способствовал дальнейшему развитию солнечной энергетики.

Огромный вклад в развитие отрасли внесла группа советских ученых под руководством Жореса Алферова. В 1970 году она представила первую высокоэффективную солнечную батарею с применением галлия и мышьяка. Воспользовавшись этой идеей, Applied Solar Energy Corporation (ASEC) в 1988 году выпустила батарею с КПД 17%. Большая часть современных батарей, к примеру, имеет коэффициент полезного действия около 20%. Правда, и это уже не предел. В 2011 году компания Boeing наладила выпуск солнечных панелей с КПД 39,2%.

Первой и последней опытной солнечной электростанцией на территории бывшего СССР была Крымская СЭС, располагавшаяся вблизи города Щелкина. Первое пробное включение станции было осуществлено в 1985 году. Полностью в строй Крымская СЭС была введена в 1986 году. Работала станция по гелиотермальному принципу, а ее пиковая мощность составляла 5 МВт. Планировалось, что СЭС станет резервным источником электричества для Крымской АЭС. Впрочем, последняя так и не была достроена. Сама Крымская ГЭС проработала до начала 90-х годов, и за время работы выработала 2 млн кВт*ч.

В последнее время солнечная энергетика развивается семимильными шагами. Если в 2000 году суммарная мощность фотоэлектрических установок в мире оценивалась в 1 ГВт, то в 2013-м она составляла уже 142 ГВт, увеличившись за один только год на 39 ГВт, в 2014-м – этот показатель вырос до 177 ГВт, в 2015-м году до 227 ГВт, в 2016-м году был произведен настоящий рывок в этом секторе энергетики и по данным совокупная мощность солнечных электростанций составила 294,64 ГВт. По прогнозам в 2017 году солнечная энергетика прибавит ещё 100,4 ГВт, таким образом, подняв выработку электроэнергии только от солнечных электростанций по всему миру до 395,04 ГВт.

Использование солнечной энергии в Казахстане незначительно, при том, что годовая длительность солнечного света составляет 2200—3000 часов в год, а оцениваемая мощность 1300—1800 кВт на 1 м² в год. Точные данные можно просмотреть на сайте http://atlassolar.kz/, где подробно и наглядно указаны солнечные ресурсы Казахстана, возможности по размещению объектов солнечной энергетики в зависимости от энергесистемы и представлены объекты солнечной энергетики по всему Казахстану.

В 2010 году был дан старт проекту Kaz PV, главная цель которого создать полное вертикально-интегрированное производство фотоэлектрических модулей на основе казахстанского кремния. Kaz Silicon добывает кремний в городе Уштобе (Алматинская область). Kazakhstan Solar Silicon в Усть-Каменогорске осуществляет переработку сырья и производит кремниевые ячейки.

На предприятии ТОО «Astana Solar» в Астане осуществляется последняя степень передела - сборка фотоэлектрических модулей. Не смотря на относительно высокую стоимость выпускаемых фооэлектрических модулей, ТОО «Astana Solar» является полностью отечественным производителем солнечных модулей, предприятие имеет государственную поддержку и в конце октября 2017 года между ТОО «Astana Solar» и ТОО «Group Independent» был заключен договор на поставку 2 МВт фотоэлектрических модулей для строительство солнечной электростанции в Мангистауской области.

В конце 2012 года в Жамбылской области Кордайском районе была введена в эксплуатацию первая очередь солнечной электростанции - «Отар» (первая очередь), мощность - 504 кВт, проектная мощность 7 МВт[9].

20 декабря 2013 года в ходе общенационального телемоста "Сильный Казахстан - построим вместе!" был дан старт работе Капшагайской СЭС (г. Капшагай Алматинской области) мощностью 2 МВт, где применена технология слежения за солнцем. Проект реализован дочерней компанией АО «Самрук-Энерго» ТОО «Samruk-Green Energy». В настоящее время Капшагайская СЭС вышла на заявленную мощность и работает в проектном режиме.

Первой крупной солнечной электростанцией на территории Казахстана является совместный проект ТОО «Samruk Kazyna» и «United Green» СЭС «Бурное Солар-1», мощностью 50 МВт. По состоянию на сентябрь 2017 года данная станция выработала 175 млн кВт*час, на сумму более 6 млрд тенге. Площадь, занимаемая фотоэлектрическими модулями статического типа составляет 150 га, площадка СЭС расположена в Жуалынском районе Нурлыкентского сельского округа Жамбылской области.

В настоящее время ведется второй этап строительства данной СЭС мощностью 50 МВт «Бурное Солар-2». Таким образом, общая мощность станции будет доведена уже в следующем году до 100 МВт.

На данный момент планируются к запуску еще 7 СЭС в Казахстане:

  • СЭС «Бурное Солар-2» мощностью 50 МВт, располагаемая рядом с работающей СЭС «Бурное Солар-1»;
  • СЭС «АквилаСолар» мощностью 24 МВт, расположенная вблизи с поселком Шонгер, сельского округа Кулан, Т.Рыскуловского района, Жамбылской области
  • СЭС «Гульшат» мощностью 40 МВт, расположенная вблизи поселка ГульшатАктогайского района, Карагандинской области;
  • СЭС «Задарья» мощностью 14 МВт, расположенной в южной части города Арысь, Южно-Казахстанской области;
  • СЭС «Байконыр» мощностью 50 МВт, расположенной между поселками Сулутобе и Берказань, Кызылординской области;
  • СЭС в Мангистаускойобластимощностью 2 МВт.
  • СЭС в городе Сарань, Карагандинской области, мощностью 100 МВт