АФРИКА: солнечная энергия для решения проблем электрификации и энергетического перехода

Автор: Жан Мари Такуле – Опубликовано 1 июня 2023 г. / Изменено 1 июня 2023 г.

По данным Африканского банка развития (АфБР), 600 миллионов африканцев до сих пор не имеют доступа к электричеству. Одним из очевидных решений является использование потенциала континента для получения фотоэлектрической солнечной энергии. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) оценивает потенциал солнечной энергии африканского континента в 60 миллионов ТВт-ч в год по сравнению, например, с 3 миллионами ТВт-ч в год в Европе. Страны северной и южной Африки являются наиболее благополучными на континенте. Значительный потенциал солнечной энергии имеется также в Восточной Африке, на Африканском Роге и в Сахеле. С другой стороны, Центральная Африка имеет меньший солнечный потенциал из-за ее экваториального климата и лесных экосистем, которые уменьшают проникновение солнечных лучей.

Хотя потенциал африканского континента остается в значительной степени недостаточно использованным, предпринимается множество усилий для облегчения и ускорения развертывания объектов по производству солнечной энергии в Африке. По данным Power Africa, благодаря политике, благоприятствующей инвестициям независимых производителей электроэнергии (IPP), Южная Африка установила солнечную мощность мощностью 2323 МВт. По оценкам Ирены, с постепенным снижением эксплуатационных расходов на солнечную энергию Африка может приобрести 70 ГВт установленной солнечной мощности к 2030 году при условии, что будет принята политика, благоприятствующая инвестициям в возобновляемые источники энергии. По данным аналитической компании Rystad Energy, в настоящее время на континенте имеется 12 ГВт установленной солнечной мощности. Эта способность была развита с помощью различных решений.

Среди технологий производства солнечной энергии, внедряемых в Африке, есть термодинамическая солнечная энергия. На электростанциях с концентрированной солнечной энергией (CSP) зеркала улавливают солнечные лучи и создают очень высокие температуры – от 400 до 1000°C. Произведенное таким образом тепло используется для преобразования воды в пар в котле. Под давлением пар вращает турбину, которая приводит в движение генератор переменного тока. Именно это оборудование производит переменный ток.

В мире существует три типа термодинамических солнечных электростанций. В цилиндрической коллекторной установке длинные зеркала вращаются вокруг горизонтальной оси, повторяя путь Солнца. Лучи концентрируются на трубке, по которой циркулирует жидкость, используемая для транспортировки тепла к растению. В технологии параболических желобов солнечные лучи концентрируются в фокусе регулируемых параболических желобов, содержащих мини-электростанции. На башенной электростанции поле регулируемых зеркал на земле отражает солнечные лучи на котел наверху башни.

В Южной Африке термодинамическая солнечная электростанция Бокпорт имеет мощность 50 МВт ©Acwa power

Из-за затрат, связанных с установкой этих технологий, в настоящее время в Африке реализуется очень мало проектов по концентрированной солнечной энергетике. Существующие или строящиеся заводы расположены в основном в Южной Африке и Марокко. На родине Нельсона Манделы французская IPP Engie управляет электростанциями Xina Solar One и Kathu, каждая мощностью 100 МВт. IPP Acwa Power из Саудовской Аравии эксплуатирует CSP Bokpoort мощностью 50 МВт. В королевстве Шерифиан саудовская компания построила несколько электростанций такого типа в рамках солнечного комплекса Noor Ouarzazate мощностью 580 МВт.

Фотоэлектрические электростанции — наиболее распространенный тип электростанций с несколькими солнечными панелями. В такой установке солнечные панели улавливают солнечные лучи. Под воздействием солнечного света кремний, проводящий материал, содержащийся в каждой ячейке, высвобождает электроны, создавая постоянный электрический ток. Инвертор преобразует этот постоянный ток в переменный, чтобы его было легче транспортировать по линиям среднего напряжения сети.

Фотоэлектрическая энергетика является наиболее развитой технологией в Африке: от крупных электростанций, подключенных к сети, до домашних солнечных систем. Эта технология лежит в основе мегапроектов по использованию солнечной энергии в Африке. Так обстоит дело с солнечным комплексом Бенбан, расположенным в провинции Асуан в Египте. Это мозаика из 32 солнечных электростанций, полностью финансируемых и построенных IPP. Комплекс будет введен в эксплуатацию в 2019 году, мощность 1650 МВт.