В середине марта 2018 года на миланской выставке холодильного оборудования MCE Expo-2018 китайская компания Gree презентовала систему локального управления энергоресурсами и интернетом IEMS (Local Energy and Internet Management System).
IEMS способна обеспечивать полную автономность благодаря использованию фотоэлектрического инверторного кондиционера воздуха Gree с прямым приводом в сочетании с солнечным энергогенератором и аккумулятором.
Китай активно инвестирует в зеленую энергетику. По данным Bloomberg, в 2017 году именно Китай обеспечил 40% инвестиций в возобновляемые источники энергии. Почти половина из них пришлась на солнечную энергетику. По мнению экспертов, рост инвестиций продолжится: популярности зеленой энергетики в немалой степени способствует резкое падение стоимости солнечных панелей и ветрогенераторов.
Стоимость возобновляемых источников энергии в мире снижается настолько быстро, что в течение нескольких лет она должна стать более дешевым источником электроэнергии, чем традиционные ископаемые виды топлива, следует из нового доклада по экономике ВИЭ Renewable Power Generation Costs 2017 Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA).
Интересно, что еще десять лет назад возобновляемая энергетика считалась нерентабельным бизнесом. В него вкладывались в основном энтузиасты-экологи, которых во всем мире не так много и по сей день.
При этом фотовольтаика, метод выработки электрической энергии путем использования солнечных элементов для преобразования солнечной энергии в электрическую, известен науке с 1883 года. Никто иной как Альберт Эйнштейн в 1905 году разработал основы общей теории фотоэффекта, за что в 1921 году был награждён Нобелевской премией по физике. Работа Эйнштейна позволила вести целенаправленные исследования по созданию эффективных солнечных элементов и заложила фундамент для создания нового направления в науке — солнечной фотовольтаики.
Как сегодня используется фотовольтаика в холодильной отрасли?
Солнечные крыши
На складе компании Medline International площадью 37 тысяч квадратных метров в немецком городке Клеве близ Дюссельдорфа хранятся медицинские товары для больниц Бельгии, Великобритании, Германии, Италии, Франции, Швейцарии и других европейских стран. С 2017 года все электричество для этого складского и логистического комплекса поступает из зеленых источников, а именно, солнечных батарей.
Система фотовольтаики мощностью 1 МВт занимает около 12 тысяч квадратных метров на крыше здания и генерирует в год примерно 900 тысяч КВт.
«Сейчас на солнечной энергии у нас работают все логистические, IT-системы и даже автопогрузчики. Это соответствует нашей концепции устойчивого развития», — говорит Герард Деркен, финансовый директор Medline Internations.
«Через восемь лет Medline вернет вложения в фотовольтаику на крыше», — утверждает Бьорн Лампрехт, главный исполнительный директор Goldbeck Solar, компании, которая занималась установкой солнечных панелей для Medline. Клиенты Goldbeck Solar, которые приобретают солнечные установки, выходят на 100%-е обеспечение электроэнергией через 6-10 лет после монтажа систем. Каждый год Goldbeck Solar устанавливает солнечные панели на крышах 80 торговых, логистических, складских центров и других коммерческих объектов.
Один из крупнейших поставщиков холодильных складов в США Preferred Freezer Services также устанавливает солнечные панели на крышах объектов. На 5 из 37 объектов в США расположены солнечные установки мощностью от 2,1 до 4,1 мВт.
Солнечные панели устанавливаются на крышах по всему миру:
50 000 домов в Южной Австралии планируется оснастить солнечными панелями и батареями Tesla в рамках революционного плана по преобразованию домов в электрогенераторы, подключенные к сети.
В 2017 году в США из-за череды ураганов зафиксирован рост спроса на домашние системы хранения энергии в комплекте с солнечными панелями. По мнению управляющего директора по развитию энергетической компании Duke Energy Спенсера Хэйнса, через 5 лет подобные системы хранения энергии покроют всю Америку.
На Гавайях в местных школах устанавливаются системы Tesla Powerwall из 300 батарей и 300 солнечных панелей, которые будут вырабатывать и хранить электроэнергию, необходимую для систем охлаждения. Аналогичные установки Tesla поставляет в Австралию и Пуэрто-Рико.
Солнечные рефрижераторы
В последнее десятилетие мир нашел новое решение для неразрешимой, как казалось, проблемы ухудшения экологической ситуации в мегаполисах из-за развития транспортной инфраструктуры и лавинообразного увеличения количества личного автотранспорта. Выходом стало создание электромобилей и интеграция солнечных панелей в грузовые, легковые автомобили и даже автобусы.
Наибольшую активность в этой области проявляют не только европейские страны, но и Япония, где число зарядных станций недавно превзошло число заправочных станций, и снова Китай, который лидирует по росту продаж электромобилей.
Конструктивно солнечные панели для транспортных средств не отличаются от стационарных вариантов. Выработанная энергия используется для обеспечения работы двигателя и для электропитания бортовых систем транспорта, а излишки энергии могут накапливаться в аккумуляторных батареях.
В 2017 году немецкий Институт солнечных энергетических систем общества Фраунгофера провел эксперимент. На крышах грузовиков-рефрижераторов, которые совершали перевозки в Европе и США, установили датчики солнечного излучения, чтобы определить потенциальный объем возможной генерации электроэнергии. Исследования показали, что на фуру весом 40 тонн на площади 36 квадратных метров встают солнечные модули, которые могут питать электричеством рефрижераторы и экономить до 1,9 тысяч литров дизельного топлива, в зависимости от региона эксплуатации.
В середине 2017 года о внедрении солнечных элементов в панорамные крыши автомобилей объявила Audi. Первоначально солнечные панели будут использоваться для питания именно системы кондиционирования. В будущем с помощью солнца планируется подзаряжать и аккумулятор автомобиля.
В Арабских Эмиратах планируется серийная эксплуатация электрических автобусов, солнечные панели на которых будут отвечать за комфортные условия перевозки пассажиров в особо жарких условиях пустыни. Кроме того, с 2015 года в ОАЭ солнечные панели устанавливаются на кондиционируемых автобусных остановках, которые не подключены к электросети.
В марте 2018 Shell представила новый грузовик Starship. На крыше грузовика установлены солнечные панели мощностью 5 мВт, на которые запитано различное оборудование, в том числе электродвигатель вентилятора, стеклоочистители и кондиционер. Ожидается, что в мае этого года грузовик впервые выйдет на дороги США и доставит груз из Калифорнии на Западном побережье США во Флориду на Восточном.
В качестве вспомогательного энергетического оборудования — для обеспечения работы систем освещения, кондиционирования воздуха — солнечные панели массово устанавливаются на поездах в Японии и Италии.
Еще несколько лет назад электродвигатели и солнечные панели на крыше автомобилей казались отдаленным будущим, в лучшем случае, дорогими игрушками для миллионеров. Сегодня же солнечные технологии активно используются в городской среде, заставляя все больше жителей и бизнесменов мегаполисов от по всему миру задумываться об их эффективности и пользе.
Невежество и инерция
Парадоксально, но даже в Европе, население которой вынуждено экономить электроэнергию из-за постоянного роста тарифов, далеко не все готовы использовать новые зеленые технологии.
Так, согласно исследованиям McDonalds, каждое кафе сети может сэкономить как минимум 20% потребляемой электроэнергии, и эта цифра может вырасти до 80%, если установить солнечные панели. Но все упирается в руководителей кафе, работающих по франшизе, которым сложно оценить потенциальную выгоду и сопоставить ее с требуемым размером инвестиций в новое оборудование.
По данным Международного энергетического агентства, сегодня реализуется только треть имеющихся технологий. Для бизнеса и частных лиц значимыми факторами, которые тормозят прогресс, являются «невежество и инерция».
С экспертами согласны в в Российской газете, которая отмечает, что «множество проектов, в основе которых лежит инновационная технология, сталкивается с рядом серьезных проблем при попытке коммерциализации. Иногда эти проблемы связаны не с самой инновацией».
Россия, как обычно, «задерживается на старте» новых технологий, но может стремительно наверстать упущенное.
Общий объем рынка солнечных панелей оценивается в 100 гигаватт, тогда как планируемый максимальный объем производства солнечных панелей на заводах в России составляет около 0,3 гигаватта в год. 80 процентов солнечных модулей в мире поставляет Китай, но, по словам председателя правления Роснано Анатолия Чубайса, «в солнечной энергетике мы прошли уже почти все этапы и приближаемся к экспорту».
Ряд российских производителей предлагают автономные холодильные камеры с солнечными панелями. В светлое время суток панели используются для охлаждения воздуха и обеспечивают сохранность находящихся в ней продуктов, а в темное время начинает свою работу аккумулятор, который накопил солнечную энергию в течении светового дня.
В России растет использование инновационных теплоизолирующих материалов. Так, по данным, озвученным на конференции Полиуретаны-2018, хотя в 2017 году наибольшая доля рынка сэндвич-панелей (60%) пришлась на панели на основе каменной ваты, энергоэффективные панели с наполнителем из полиуретана занимают уже 30%. При этом по теплопроводности сэндвич-панели с наполнителем ППУ толщиной 100 мм соответствуют панелям с минераловатным наполнителем толщиной 260 мм или стене из кирпича толщиной 1,68 метра.
Во всем мире дискуссия по поводу зеленой и возобновляемой энергетики уже завершена. Нет никаких сомнений, что ее доля будет расти, причем с каждым годом все быстрее. Это не только эмоциональный, но и рациональный, экономически обусловленный выбор государств, коммерческих компаний и частных лиц.
По словам Ваге Шарафяна, директора департамента технических решений и новых разработок «ПрофХолода», компании, предлагающей энергоэффективные материалы для управления теплом и холодом, «если говорить о возможности установки солнечных станций всеми домохозяйствами и коммерческими компаниями, то это значительно повлияет на социально-экономическую ситуацию в стране. Потребители станут более независимыми от государства в энергетике. Человек наконец почувствует, что он не только потребляет энергию, но и производит ее. Причем это чистая, зеленая энергия, которая спасет будущие поколения от экологической катастрофы. Я уверен, что более независимый человек будет способствовать развитию государства».
На сегодняшний день цена электроэнергии в России одна из самых низких в мире. С точки зрения зеленых инноваций у российских потребителей электроэнергии не так много стимулов для перехода к возобновляемым источникам энергии. Однако вопрос о судьбе нашей планеты выходит за границы отдельных стран, и ответ на него надо готовить уже сейчас.
Как заявил экс-президент Ebay миллиардер Джеффри Сколл, «эра экологически чистой экономики может наступить в следующие десять лет. Поэтому, когда я задумываюсь о судьбе нашей планеты в следующие 100 лет, я прихожу к выводу, что мы либо будем жить в мире чрезвычайного изобилия, спокойствия и благополучия, где люди наслаждаются каждым днем, либо мы попросту погибнем, — третьего не дано».
