В последнее время многие компании и частные лица проявляют повышенный интерес к возобновляемым источникам энергии. К таким источникам энергии традиционно относят ветряные и солнечные электростанции.
Традиционные паротурбинные, газотурбинные, газопоршневые электростанции позволяют вырабатывать строго необходимую в данный момент мощность. Особенностью выработки электроэнергии из возобновляемых источников является зависимость генерируемой мощности от погодных условий и времени суток, особенно для солнечных электростанций.
В связи с этим для солнечных и ветряных электростанций малой мощности (не более 50 кВт) поставщиками таких систем предлагается использовать системы аккумулирования электроэнергии в виде аккумуляторных батарей различных типов. Для солнечных батарей применение аккумуляторов предлагают в связи с возможностью выработки электроэнергии только в дневное время.
Для ветроэлектростанций и ветряных парков максимальная мощность будет вырабатываться в дневное время в связи с максимальной активностью солнца и дневных перепадов давления, увеличивающих скорость ветра, а также во время прохождения атмосферных циклонов и в зимнее время вследствие более высокой плотности воздуха.
Таким образом, при одинаковой установленной мощности в летнее время возможна генерация большего количества энергии солнечными электростанциями, а в зимнее – ветряными. При этом установка и солнечной и ветряной электростанции на одном объекте снижает общую эффективность проекта за счет низкого коэффициента использования установленной мощности за счет большей генерации электроэнергии в летнее / зимнее время.
Более эффективной будет установка солнечной, либо ветряной электростанции, работающей в параллель с электрической сетью.
Если мощность потребителей, запитанных от солнечной или ветряной электростанции, не совпадает с мощностью потребителей, оставшуюся часть необходимо компенсировать за счет подключения к электрическим сетям.
Базовая нагрузка может полностью покрываться возобновляемыми источниками энергии, пиковая и полупиковая мощность должна импортироваться от сетей. В том случае, если применяется система с аккумуляторами и зарядным устройством, согласно нашим первичным расчетам период окупаемости проекта повышается как минимум вдвое по сравнению с системами без накопителей электрической энергии. Это связано с высокой стоимостью аккумуляторов, зарядных устройств, специальных инверторов для автономных систем.
Применение систем с аккумулированием энергии будет целесообразно только там, где отсутствуют перспективы подключения к электрической сети. Для повышения ресурса работы аккумуляторных батарей глубина их разряда не должна превышать 50%, в противном случае будет сильно снижаться ресурс их работы. При этом проект становится скорее имиджевым, нежели экономически оправданным.
По нашему мнению, для автономных систем на солнечных батареях, либо с ветроэлектростанцией при отсутствии внешней сети более логичным решением для компенсации недостающей мощности будет применение бензиновой, либо дизельной / газопоршневой электростанции без системы аккумулирования энергии. Естественно, применение дизеля или бензинового двигателя возможно там, где есть круглогодичная возможность доставки топлива в нужном количестве.
В декабре 2019 г. Госдума внесла в Федеральный закон № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» понятие «микрогенерация». Данное изменение закона ограничивает мощность объекта микрогенерации мощностью 15 кВт. Объектами генерации могут быть как возобновляемые источники энергии мощности ВИЭ (солнечные батареи, ветрогенераторы и пр.), так и объекты традиционной энергетики (газовые, дизельные электростанции).
Это изменение упрощает возможность установки, подключения к электрическим сетям и продажу электроэнергии частным лицам.
Механизм покупки сетями энергии, произведенной микрогенерацией, предполагает покупку электроэнергии по тарифам оптового рынка электроэнергии. Механизм покупки электроэнергии пока не отработан.
В Европе вопросы покупки мощности от возобновляемых источников были решены в начале 2000-х.
Основной проблемой являлась нестабильность выработки мощности такими источниками. В связи с трудностью предсказания выработки мощности европейские, в частности, немецкие операторы электросетей старались ограничить импорт электроэнергии от таких источников. Потребовалась доработка существовавших систем управления передачей электроэнергии.
В России создана Ассоциация развития возобновляемой энергетики. Согласно данных официального сайта https://rreda.ru/ Ассоциация принимает участие в разработке и подготовке заключений по проектам законодательных и нормативных актов, распоряжений, приказов, инструкций, касающихся развития сектора возобновляемой энергетики в Российской Федерации.
По мере развития возобновимой генерации с аналогичными трудностями в будущем будет сталкиваться энергосистема Российской Федерации, что также потребует дополнительных законодательных инициатив и изменения системы управления передачей энергии.