CC BY
7СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
SOLAR ENERGY
ОАО «Южгеотепло» организовано в 2005 г. для научных, проектных разработок в области геотермального, солнечного теплоснабжения и создания на их основе демонстрационных комплексов. В 2010 г. завершено строительство первой очереди геотермальной системы теплоснабжения мощностью 5 МВт в пос. Розовый Краснодарского края. В 2011 г. введена в эксплуатацию самая большая в России гелиоустановка (600 м2) в г. Усть-Лабинске Краснодарского края. В стадии реализации несколько крупных научных проектов. В составе организации кандидаты технических наук, эксперты ООН (олимпийские объекты Сочи), Евросоюза (ВИЭ). Издано 35 научных работ, подготовлено 2 монографии.
Статья поступила в редакцию 26.04.12. Ред. рег. № 1319 The article has entered in publishing office 26.04.12. Ed. reg. No. 1319
УДК 621.472
РОССИЙСКАЯ ГЕЛИОТЕХНИКА
В.А. Бутузов
ОАО «Южгеотепло» 350042 Краснодар, ул. Садовая, д. 223 Тел./факс +7(861)2517767; e-mail: butuzov@newmail.ru
Заключение совета рецензентов: 10.05.12 Заключение совета экспертов: 15.05.12 Принято к публикации: 20.05.12
Специалисты по гелиотехнике объединены в составе комитета по ВИЭ Союза научных и инженерных обществ РФ. В 2011 г. организована секция ВИЭ комитета энергетики Государственной Думы РФ. Проведены конференции в Геленджике (февраль), в Москве (март). Продолжены научные работы по созданию баз данных солнечной радиации, проектированию гелиоустановок. Основной производитель России - НПО «Машиностроение» произвело в 2011 г. 300 м2 СК. Из зарубежных производителей наибольшее количество СК продала фирма «Аристон» - 427,5 м2. Успешно эксплуатируется самая большая в России гелиоустановка в г. Усть-Лабинске (600 м2). В Хабаровском крае построена гелиоустановка с СК фирмы «Аристон» площадью 40 м2. В Ставропольском крае фирма «Сфинкс-9» построила 12 гелиоустановок с вакуумными СК. Предложена структура управления сооружением гелиоустановок.
Ключевые слова: гелиоустановки, проектирование, эксплуатация.
RUSSIAN SOLAR TECHNOLOGY
V.A. Butuzov
"Yuzhgeoteplo" Ltd 223 Sadovaya str., Krasnodar, 350042, Russia Tel./fax: +7(862)2517767; e-mail: butuzov@newmail.ru
Referred: 10.05.12 Expertise: 15.05.12 Accepted: 20.05.12
Specialists in solar engineering merged into the membership of the Union's renewable energy science and engineering societies, the Russian Federation. In 2011 renewable energy organized by the Section of Energy Committee of State Duma. Conference held in Gelendzhik (February), Moscow (March). Continued research work on the creation of databases of solar radiation, the design of solar installations. The main producer of Russia - NPO "Mashinostroenije" made in 2011 SC 300 m2. From foreign producers sold the largest number of SC firm "Ariston" - 427.5 m2. Successfully used in Russia is the largest solar power plant in Ust-Labinsk (600 m2). In the Khabarovsk region solar power plant built with the SC by "Ariston" area of 40 m2. In the Stavropol region company "Sphinx-9" to build 12 solar power plants with vacuum SC. The structure of management of the construction of solar power plants is proposed.
Keywords: solar power plants, design, operation.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 05-06 (109-110) 2012 © Научно-технический центр «TATA», 2012
С избранием в 2011 г. нового состава Государственной Думы России в комитете по энергетике организована секция по возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), возглавляемая д-ром техн. наук П.П. Безруких. Одной из задач данной секции является разработка проекта долгожданного закона об использовании ВИЭ. В ряде регионов такие законы уже приняты, например в Краснодарском крае, однако в условиях России необходим федеральный закон по ВИЭ.
В настоящее время единственной профессиональной и общественной структурой, объединяющей специалистов, в том числе по гелиотехнике, является Комитет по ВИЭ Союза научных и инженерных обществ России, десятилетний юбилей которого отмечен в апреле 2012 г.
За минувший 2011 г. основные научные исследования в области гелиотехники в России велись в двух направлениях. Под руководством д-ра техн. наук О.С. Попеля (Объединенный институт высоких температур АН РФ) создан Атлас солнечной радиации России [1], продолжились работы по созданию российской компьютерной базы данных солнечной радиации. Для Краснодарского края на основе обработки данных наземных станций наблюдений и компьютерной базы данных NASA д-ром техн. наук В. А. Бутузовым создана региональная база значений солнечной радиации [2]. Вторым направлением исследований за минувший год явились работы по анализу российского опыта сооружения гелиоустановок [3, 4] и адаптации зарубежного опыта к российским условиям. Одним из перспективных направлений повышения надежности гелиоустановок является сооружение самодренируемых гелиоустановок [5].
Основным элементом гелиоустановок, определяющим надежность и экономическую окупаемость, являются солнечные коллекторы (СК). В настоящее время в России по существу отсутствует их серийное производство. Единственный в России производитель солнечных коллекторов европейского качества НПО «Машиностроение» (Реутово Московской обл.) в 2011 г. реализовал около 300 м2. Причина: небольшой спрос и относительно высокая цена (по сравнению с турецкими и китайскими аналогами). Каменск-Уральский завод в Свердловской области продолжил изготовление небольших партий СК с алюминиевыми штампованными абсорберами. При более низком КПД, чем у НПО «Машиностроение», стоимость последних СК на 10-15% выше. При сравнительном небольшом российском рынке гелиоустановок плоские и вакуумные СК предлагаются германскими фирмами (Vissmann, Wolf, Vailant, Schuco), итальянской Ariston, словацкой ThermoSolar, китайскими, турецкими и израильскими производителями с общим годовым объемом продаж до 1000 м2. В 2010 г. наибольшие объемы продаж были у фирмы Wolf - 372 СК (744 м2). В 2011 г. лидером продаж были СК фирмы Ariston -189 СК (427,5 м2).
Краткий анализ перспектив производства СК в России показал, что наиболее востребованы плоские СК. В работе [6] на основе изучения продукции ведущих мировых производителей определены основные тенденции совершенствования элементов плоских СК: абсорберы листотрубные алюминиевые или медные, специальное стекло, рамный корпус. В статье [7] представлены результаты сопоставления производительности плоских и вакуумных СК в условиях Баварии (Германия), близких к Краснодарскому краю. Изморось и снег на вакуумных СК снижает их производительность в зимнее время и при существенно большей стоимости делает предпочтительным применение плоских СК. В работе [8] представлены результаты анализа конструкций ведущих мировых производителей вакуумных СК и перспектив их совершенствования. Для промышленного крупномасштабного производства СК в мире созданы специальные технологии, оборудование и материалы [9].
Пластиковые СК при их дешевизне не обеспечивают требуемого срока службы (20 лет), а выполняемые исследования по созданию термотропных пластиков (меняющих цвет с черного на белый при нагреве) пока не завершилось промышленными образцами [10].
Воздушные СК, получившие широкое применение в Канаде, целесообразно использовать в основном для отопления производственных цехов и складов [11].
В 2010 г. введена в эксплуатацию самая большая в России гелиоустановка в г. Усть-Лабинске Краснодарского края площадью 600 м2 (300 СК фирмы «Wolf») (рис. 1). В 2011 г. завершено строительство комбинированной геотермально-солнечной гелиоустановки в пос. Розовом Краснодарского края площадью 144 м2 (72 СК фирмы «Wolf») (рис. 2). ООО «Энерготехнологии» (Краснодар) на основании анализа лучших российских и зарубежных производителей плоских СК разработало комплект документации на конструкции как коллекторов, так и испытательного стенда. Краснодарская фирма «Экватор» построила гелиоустановку плавательного бассейна частного дома в г. Крымске Краснодарского края с 8 СК фирмы «Ariston» площадью 20 м2.
Рис. 1. Гелиоустановка в Усть-Лабинске Fig. 1. The solar thermal power plant in Ust-Labinsk
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 05-06 (109-110) 2012
© Scientific Technical Centre «TATA», 2012
В.А. Бутузов. Российская гелиотехника
Рис. 2. Гелиоустановка ЦТП в п. Розовом Fig. 2. The solar thermal power plant in the central heat point in the village Rozovij
На Дальнем Востоке наряду с сооружением гелиоустановок с вакуумными солнечными коллекторами появились фирмы, применяющие европейские плоские СК. Так, в Хабаровском крае ООО «Гидролюкс» в 2011 г. построило гелиоустановки в селе Казакевичи (6 СК фирмы «Ariston» площадью 15 м2 на вертикальной стене) для отопления и ГВС дачного дома и в селе Бычиха (16 СК площадью 40 м2 фирмы «Ariston») на кровле здания под углом 45° к горизонту для отопления и ГВС частного жилого дома.
В Бурятии Центр энергосбережения под руководством И.Г. Касаткина продолжил строительство гелиоустановок, солнечные коллекторы для которых изготавливаются на объекте, что снижает их стоимость.
Ставропольская фирма «Сфинкс-9» специализируется на сооружении гелиоустановок с вакуумными солнечными коллекторами (ВСК). С 2005 г. этой фирмой построены 12 гелиоустановок в Ставропольском и Краснодарском краях. Из них самая большая смонтирована для поликлиники в г. Минеральные Воды мощностью 63 кВт.
В отличие от других зарубежных фирм итальянская компания «Ariston» способствует развитию гелиоустановок не только на основе собственных солнечных коллекторов, но и поддерживает российские фирмы, работающие как с отечественными СК, так и с оборудованием других производителей. 11 февраля 2012 г. эта фирма провела конференцию по использованию возобновляемых источников энергии в Геленджике Краснодарского края. Доклады российских и итальянских специалистов, обмен опытом и общение в современных условиях имеют важное значение. Автоматизированное производство СК в Италии, наличие на складах в России до 100 шт. СК, сооружение фирмой «Ariston» самой большой в мире гелиоустановки в Китае с вакуумными коллекторами площадью 7686 м2, работа Академии по информационному обеспечению и обучению могут являться примером для российских специалистов.
С учетом изложенного для дальнейшего развития российского солнечного теплоснабжения целесообразно по опыту других (проектных, строительных) организаций создать саморегулируемую организацию по проектированию и строительству гелиоустановок. На рис. 3 представлена структура управления сооружением гелиоустановок в России.
СТРУКТУРА
УПРАВЛЕНИЯ СООРУЖЕНИЕМ ГЕЛИОУСТАНОВОК В РОССИИ
(ПРОЕКТ)
Испытательные и сертификационные центры
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ ПО СОЗДАНИЮ РЫНКА ГЕЛИОУСТАНОВОК
ZE
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ САМОРЕГУЛИРУЮЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ГЕЛИОУСТАНОВОК
Изготовление солнечных коллекторов и оборудования
Рис. 3. Структура управления сооружением гелиоустановок в России Fig. 3. Structure of the construction management of solar power plants in Russia
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 05-06 (109-110) 2012 ЛЛ~1 © Научно-технический центр «TATA», 2012 1*+/
Ежегодно в Выставочном центре на Красной Пресне проводятся международные конференции по использованию ВИЭ. Третья такая конференция состоялась 13 марта 2012 г. (www.vie-conf.ru). На ней в том числе был обобщен опыт российских специалистов по гелиоустановкам и намечены основные направления дальнейшей работы.
Таким образом, в России, несмотря на отсутствие рынка гелиоустановок (низкие цены на энергоносители и отсутствие государственной поддержки), продолжается работа по созданию новых солнечных коллекторов, схемных и компоновочных решений солнечных водонагревательных установок.
Список литературы
1. Попель О.С., Фрид С.Е., Коломиец Ю.Г. и др. Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России. М.: Объединенный институт высоких температур РАН, 2010.
2. Амерханов Р.А., Бутузов В.А., Гарькавый К.А. Вопросы теории и инновационных решений при использовании гелиоэнергетических систем. М.: Энер-гоатомиздат, 2009.
3. Бутузов В. А. Солнечное теплоснабжение в России: состояние и региональные особенности // Энергосовет. 2011. № 5 (18). C. 39-41. www. energosovet.ru.
4. Бутузов В.А., Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства // Энергосовет. 2012. № 7 (20). C. 67-70. www.energosovet.ru.
5. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гна-тюк И. С. Самодренируемые гелиоустановки: безопасность и надежность // Промышленная энергетика. 2011. № 2. С. 44-48.
6. Бутузов В.А., Шетов В.Х., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Солнечные коллекторы. Тенденции совершенствования конструкций // Альтернативная энергетика и экология - 181ЛББ. 2009. № 10. С. 41-51.
7. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Опыт проектирования и строительства гелиоустановок для горячего водоснабжения районной больницы // Новости теплоснабжения. 2012. № 2. С. 27-30.
8. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Вакуумные трубчатые коллекторы. Мировые производители и перспективы производства в России // Альтернативная энергетика и экология -ШАБЕ. 2010. № 5. С. 47-54.
9. Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Технологии, оборудование и материалы солнечных коллекторов // Альтернативная энергетика и экология - ШАБЕ. 2010. № 7. С. 54-58.
10. Бутузов В.А. Солнечные коллекторы с пластиковыми абсорберами // С.О.К. 2011. № 2. С. 68-69.
11. Бутузов В. А. Воздушные солнечные коллекторы // Альтернативная энергетика и экология -ШЛББ. 2011. № 11. С. 41-45.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 05-06 (109-110) 2012
© Scientific Technical Centre «TATA», 2012
