Ядерная энергия (tnenergy) wrote,
Ядерная энергия
tnenergy

Category:

Американские солнечные мегаэлектростанции - первые результаты.

Американский штат Калифорния давно пытается быть самым зеленым в мире, и в рамках этих попыток установил в 2011 году задачу достичь обеспечения штата электроэнергией от возобновляемых источников в 33% от общего. Интересно, что в рамках это задачи законом продавцы электроэнергии тоже обязаны продавать 1/3 электроэнергии из возобновляемых источников, что мгновенно создало рынок и привело к строительству нескольких сверхбольших солнечных электростанций (крупнейших в мире на сегодня) на солнечных панелях. На в 2014-2015 году были завершены Solar Star установленной мощностью 579 мегаватт, Topaz Solar Farm (550 мегаватт) и Desert Sunlight Solar Farm (550 мегаватт). Установленная мощность, да и генерация подобных электростанций приближается к промышленному масштабу для электростанций других типов (ПГТУ, мелкие ГЭС, мелкие КЭС), поэтому интересно сравнить удельные характеристики.


Одна из трех электростанций - Topaz Solar Farm в процессе строительства

Прежде чем окунаться в конкретные цифры по этим мегаСЭС, хочется отметить, что при всех усилиях по "озеленению" Калифорнии, результат заметно бледнее, чем в Германии. Американский штат потребляет уже много лет примерно 200 ТВт*ч электроэнергии в год, и заменить 60 ТВт*ч ВИЭ не кажется таким прям уж подвигом на фоне Германии, где ВИЭ в 2015 выработали без малого 200 ТВт*ч.

Однако, давайте смотреть на циферки, для удобства я собрал их в таблицы



Выработка и коэффициент использования установленной мощности СЭС весьма хороши! При этом Solar Star использует панели из монокристалического кремния с одноосевыми следящими двигателями, отсюда и лучший КИУМ. Два других конкурента используют неподвижные панели из CdTe - но все равно КИУМ, обычно принимаемый для СБ за 0.2 хорош и здесь. Да, еще хочу сказать, что с Solar Star есть некие странности с цифрами - видимо СЭС продолжала достраиваться в 2015 году, поэтому КИУМ может быть и слегка завышен.

Интересно поглядеть на площадь реальных проектов. Часто можно услышать утверждения, что бросовой площади земли не хватит для СЭС в варианте "вся первичная энергия от СЭС", однако видно, если взять Desert Sunlight и скопипастить на 16 миллионах квадратных километров пустынь, которые существую на Земле, мы получим выработку в 1,3 миллиона ТВт*ч - это примерно десятикратно покрывает текущие потребности человечества в первичной энергии.



Если КИУМ и удельная площадная мощность порадуют поклонников "зеленки", то стоимость проектов - нет. 2,6-4,3 тысячи долларов за киловатт УМ - это много, а с учетом КИУМ сильно проигрывает всем остальным конкурентам в стоимости киловатт*часа даже без учета стоимости систем хранения (мы увидем ниже расчет). Не знаю, в чем причина такой стоимости, но она явно хуже, чем озвучивают про китайские СБ и это сложно объяснить. Интересно, кстати, было бы найти подробные цифры о количестве работников таких электростанций, я нашел только цифру для Solar Star - 40 человек, и это очень хорошо. Я нашел хороший отчет (в принципе по нему можно было написать этот пост и много еще не заглядывая никуда больше), в котором показывается, что операционные затраты на киловатт установленной мощности СЭС будут составлять примерно 40 долларов в год (4 цента на ватт в год), что меньше, чем, например для ГЭС. Ну и вообще видно преимущество СЭС перед электростанциями с вращающимися машинами в этом пункте.

Последний столбец таблицы показывает довольно интересную величину - какая доля от падающего в среднем на квадратный метр калифорнийской пустыни солнечного излучения превращается этими СЭС в электричество. Такая маленькая доля складывается из перемножения нескольких факторов - кпд СБ от 15 до 22%, геометрии падающего излучения солнца (особенно для фиксированных панелей), коэффициента заполнения площади панелями и т.п.


Одноосевые подвижные солнечные панели электростанции Solar Star

Наконец в последней таблице я попытался подсчитать стоимость электроэнергии с этих СЭС по методике LCOE.  Рассчет довольно примитивен - горизонт окупаемости 20 лет, ставка по кредиту 4%, расходы на обслуживания - 40 долларов на киловатт в год. Получается, что стоимость э/э не может быть меньше:


Самый дешевый проект Desert Sunlight еще как-то цепляется своей стоимостью за верхнюю грань приличия, остальные проекты - нет. Не знаю, сколько стоит электроэнергия в Калифорнии, но подозреваю, что не 20 центов за кВт*ч, так что выживать подобные проекты могут только в слегка нерыночных условиях.
Tags: возобновляемые источники энергии, финансы
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 261 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

Deleted comment

Сейчас во всяких серьезных документах принимается деградация 0,5% в год - т.е. за 100 лет додеградируют до 50%.

lazy_flyer

4 years ago

plaksiva9tr9pka

4 years ago

lazy_flyer

4 years ago

siron_nsk

4 years ago

Ivan Petrov

4 years ago

stil_rambler

4 years ago

plaksiva9tr9pka

4 years ago

Дак многие вещи выживают в "слегка нерыночных условиях". Субсидируемое сельское хозяйство, гранты государства малым и крупным предприятиям и т. д.
Чем эта вещь плоха?)
Откуда деньги брать на финансирование хорошей жизни китайским производителям батарей? В США и так на каждые 3 доллара, потраченные государством, один только что взят в долг.

fiberline

1 year ago

derkanat

March 30 2016, 20:31:27 UTC 4 years ago Edited:  March 30 2016, 20:37:06 UTC

Я не знаю, как там в Калифорнии с пылью. Но слово Desert всегда меня настораживает. Я сам родился в Казахстане и много времени провел в пустыне. В пустыне кроме солнца еще очень много пыли. И пыль является врагом номер один в плане эффективности солнечных панелей (оставим за скобками вопросы экологии: создание и утилизация солнечных станций, а именно: панелей, аккумуляторов и т.д.). И всегда ! меня поражает какая-то легкость/несерьезность средств в отношении борьбы с пылью. То какой-то пылесос придумают, то какой-то механизм. В пыленасышенной среде любой механизм подвергается дополнительной нагрузке. Требуются службы по обслуживанию как батарей (очистка и вывоз песка) , так и механизмов (проверка их функциональности). Причем эти вещи должны закладываться в проект сразу, так службы эти должны работать каждый день. Естественно, чем больше площадь, занятые панелями, тем больше людей и машин работающих на углеводородном сырье должны привлекаться
>И всегда ! меня поражает какая-то легкость/несерьезность средств в отношении борьбы с пылью.

Если судить по выработке СЭС - каких-то просчетов в борьбе с пылью в этих проектах не видно.

Кстати, даже если считать, что с очисткой от пыли они справились, есть один довольно забавный аспект - в пустынях пыль в воздухе поглощает 10-20% падающего излучения солнца, снижая общую годовую инсоляцию. С другой стороны - мало облаков, поэтому тропики без пыли скорее всего проиграют.

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

derkanat

4 years ago

tnenergy

4 years ago

derkanat

4 years ago

tnenergy

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

derkanat

4 years ago

Ну судя по всему более менее укладываются в тарифы.
"The 18.7 cents per kWh San Francisco households paid for electricity in February 2016 was 39.6 percent more than the nationwide average of 13.4 cents per kWh. Last February, electricity costs were 60.9 percent higher in San Francisco compared to the nation. In each of the past five years, prices paid by San Francisco area consumers for electricity exceeded the U.S. average by at least 39.6 percent in the month of February. (See chart 2.)"
Источник: http://www.bls.gov/regions/west/news-release/averageenergyprices_sanfrancisco.htm
Цена электричества в США для крупных потребителей около 7 центов за КВт. Всё остальное это накрутки электрических компаний.
В Германии же из-за всех этих солнечных чудес базовая цена уже более 30 центов.

siron_nsk

4 years ago

Там в стоимости ещё аренда земли и строительство ЛЭП.
Про СоларСтар Expected Completion: Year-end 2015
http://us.sunpower.com/utility-scale-solar-power-plants/solar-energy-projects/solar-star-projects/

Его проектировали и начинали строить два с лишним года назад, цены с тех пор упали.
Но не в три раза, конечно.
Не нашел брейкдаун цены для больших СЭС, а это интересно - например сравнить строительные затраты АЭС и СЭС сопоставимой мощности. У АЭС строительная часть - примерно половина всех затрат, но может оказаться, что СЭС площадью 100 квадратных километров - не дешевле.

tnenergy

4 years ago

tnenergy

4 years ago

tnenergy

4 years ago

mik

4 years ago

tnenergy

4 years ago

mik

4 years ago

Для справки, около Сан-Диего kWh стоит $0.17.
С учетом доставки или нет?
Например у меня (Чикаго)- на саму электроэнергию приходится половина. Остальное - доставка и разные налоги.
Собственно сам киловат стоит $0.066

simplefoto

4 years ago

starcat13

4 years ago

simplefoto

4 years ago

Насчет цены не уверен - у меня (с транспортировкой и поборами) уже 15 центов, а Калифорния - там все дорогое.
Цена легко гуглится. 18 центов для жилья, 11 центов для производств.
У термальных солнечных станций КПД до 30%
У них капекс космический, и, в отличие от фотовольтаики, снижается сильно медленнее.

yalexey

4 years ago

mik

4 years ago

yalexey

4 years ago

mik

4 years ago

californista

March 31 2016, 01:41:44 UTC 4 years ago Edited:  March 31 2016, 01:44:04 UTC

Вполне рыночные цены по местным меркам. В Лос-Анджелесе стоимость электричества для частных домохозяйств плавающая. Зависит от месяца и от общего потребления. отчетный период около 2-х месяцев. У нас лично в среднем первые 700kwh = $0.14/kwh, следующие 1400kwh = $0.17/kwh, если потребление больше 2100kwh, то может и до $0.22/kwh дойти. Во многих городах Калифорнии еще дороже. Ну и кстати если у тебя не небольшая 1-2 комнатная квартира, а дом хотя бы с двумя спальнями (коих в Лос-Анджелесе наверное большинство), то удержаться в рамках 700kwh почти нереально. А если еще и бассейн греть, то и 2100kwh мало будет, особенно в декабре. Ниже наш счет за электричество. Там все разбивки и есть график-история по годам.
DWP.jpg
Интересно. Судя по всему финансово проекты выживают за счет сочетания TOD (с более высокой ценой э/э в пике) тарифов и PPA соглашений, когда поставщики электроэнергии конечным пользователям будут "разбавлять" более дорогую солнечную электроэнергию более дешевой из других источников.

А давно в LA такие цены?

californista

4 years ago

tnenergy

4 years ago

californista

4 years ago

madd_max

4 years ago

Если ведь покрывать большие площади солнечными панелями, климат в этом месте поменяется...

А что ночью электричество не нужно потому что все спят...ну шо...вставать с рассветом, ложитца с закатом. Весьма креативно.

atlantis555

4 years ago

tnenergy

4 years ago

antiwhat

4 years ago

antiwhat

4 years ago

mikhai1_t

4 years ago

savechenkov

4 years ago

savechenkov

4 years ago

savechenkov

4 years ago

Потери панелей из-за стихийной погоды (град, сильные морозы и.т.д.) подсчитывают ? Ведь их не только в калифорниях используют.
Наверняка для Германии есть такие подсчеты, но я не настоящий сварщик, меня СБ интересуют как конкуренты атомной энергетики. Думаю, такие потери незначительны, иначе бы попадали в более общие обзоры.

madd_max

4 years ago

хороший разбор, спасибо
грубое вмешательство в климатические процессы - это совсем не зеленость
В какие процессы? Поясните.

cbx550f

4 years ago

tnenergy

4 years ago

Я правильно понимаю, что электрическая энергия из солнечной батареи сразу идет по проводам потребителям или она перетекает сначала в какие-то аккумуляторы и уже оттуда идет конечным потребителям?
Очень общий вопрос, солнечных батарей по миру много разных. В случае приведенных электростанций постоянный ток вырабатываемый панелями превращается в переменный, повышается напряжение и энергия отгружается в национальные электрические сети, как у любой электростанции, никакого аккумулирования нет.

print_design

4 years ago

tnenergy

4 years ago

print_design

4 years ago

tnenergy

4 years ago

Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →