Наш старый сайт

Изменчивое солнце и попутный ветер

Изменчивое солнце и попутный ветер

№06 (1250) от 08.02.202211.02.2022

Насколько эффективно работает каждый мегаватт установленной мощности ВЭС или СЭС

Имея на руках обширные статистические данные, всегда интересно выискивать в них закономерность. Множество чисел, дат и другой массы статистики –  все это не столь важно, а вот выводы и только выводы – это действительно интересно. Значительный  источник data по рынку электроэнергии – это, конечно же, сайт системного оператора НЭК «Укрэнерго». Чего там только нет! В частности, НЭК публикует данные о производстве электроэнергии ветровыми и солнечными электростанциями, а также информацию об их установленной мощности за каждый месяц последних двух лет. Невольно задаешься вопросом относительно  их эффективности.

Мы растем

Исходя из данных системного оператора, установленная мощность ВЭС на протяжении 2020-2021 гг. увеличилась на 47.5% - с одного (по состоянию на январь 2020 г.) до полутора гигаватт (в декабре 2021 г.), за этот же период мощность всех СЭС в стране выросла на 67.8% - с 3.8 до 6.4 ГВт. 

Установленная мощность ВЭС и СЭС, 2020-2021 гг., МВт

Зачем мы растем

Строительство новых станций должно давать больше выработанных киловатт-часов. Оно и дает, но все не так однозначно. По состоянию на конец 2021 г. установленная мощность ВЭС увеличилась по сравнению с концом 2020 г. на 38% - с 1.1 до 1.5 ГВт, при этом прирост производства электроэнергии на этих мощностях составил почти 17% - 3.8 млрд кВтч в 2021 г. Относительно  СЭС ситуация следующая: при увеличении мощности на 19% генерация возросла лишь на 7% - с 6.2 млрд кВтч в 2020 г. до 6.6 млрд кВтч за 2021 г. Конечно, стоит учесть, что новая мощность появилась не мгновенно, она прирастала постепенно - каждый месяц в году достраивались и вводились в эксплуатацию новые станции. 

В выработке ВЭС и СЭС решающую роль играет сезонность. Ветровые станции  в зимние месяцы производят больше электроэнергии, а в летние – немного снижают выработку. СЭС, конечно же, с марта по октябрь существенно увеличивают генерацию, а в декабре-январе наблюдается значительное падение их генерации. 

Производство электроэнергии ВЭС и СЭС, 2020-2021 гг., МВт-ч

Насколько эффективно мы растем

Очень интересно посчитать, а какова эффективность работы одного мегаватта солнечной или ветровой электростанции, и такие расчеты будут более ценными, чем значение суммарной выработки. Ну что ж, let’s go together! 

Зная выработку ВЭС и СЭС за месяц, поделим ее на мощность этих станций за  соответствующий месяц. Выработку  возьмем в МВтч,  мощность в МВт и получим, что на протяжении 2020-2021 гг. 1 МВт ветростанций производил 147-410 МВтч электричества в месяц. Причем в расчете на 1 МВт количество произведенной электроэнергии в зимние месяцы почти вдвое превышало показатель летних месяцев.

По солнечным станциям сохраняется динамика, какая была характерна для общей выработки. В июле двух прошлых лет 1 МВт СЭС производил 171-176 МВтч, тогда как в декабре он выдавал 15-17 МВтч, то есть разница  в 10 раз. Таким образом, сезонный разброс эффективности работы 1 МВт ветровых и солнечных станций существенно отличается, и для солнечных станций он в разы больше.

Количество произведенной электроэнергии с 1 МВт установленной мощности ВЭС и СЭС, 2020-2021 гг., МВт-ч

К тому же 1 МВт установленной мощности ВЭС производит гораздо больше электроэнергии, чем солнечный мегаватт, в декабре эта разница  составляет максимальное значение – в 20 раз, с мая по сентябрь – они практически равны. Это легко объясняется распределением солнечной активности на протяжении суток и сезонов года.

Соотношение количества электроэнергии произведенной с 1 МВт установленной мощности ВЭС и СЭС (ВЭС/СЭС), 2020-2021 гг., разы

В энергетике для измерения эффективности работы электростанции применяется  показатель «коэффициент использования установленной мощности (КИУМ)». Он показывает на сколько эффективно используется 1 МВт установленной мощности электростанции. В идеале, он должен использоваться 24 часа в сутки и производить 24 МВтч электричества каждые сутки, тогда коэффициент равен 100%.

Понятное дело, что для возобновляемой энергетики, которая как никакой другой вид генерации подвержена влиянию погодного фактора, КИУМ не может достигать значений близких  100%. Если ветер дует и днем, и ночью, то солнышко нас радует  только днем, поэтому для солнечных станций этот показатель будет гораздо ниже по определению. Но, насколько?     

Посчитаем. Разделив количество электроэнергии, которую производит 1 МВт установленной мощности в месяц на количество часов в каждом месяце (а каждый час должен производиться 1 МВт), мы получаем, что КИУМ для ВЭС в зимние месяца находится на уровне около 50%, а в летние месяца снижается в 2 раза – до около 25%. С солнечными станциями ситуация иная: КИУМ для них в середине лета еле превышает 23%, а зимой он может падать до 2-5%. 

Фактический коэффициент использования установленной мощности ВЭС и СЭС, 2020-2021 гг., %

Среднемесячное значение КИУМ для ВЭС Украины на протяжении 2020-2021 гг. составил 33.8% (разброс 20.4% - 55.1%), а для СЭС – 14.1% (от 2.1% до 23.6%). По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), среднее значение КИУМ для солнечной энергетики в мире в 2020 г. составил 24.2%, а для ветровой – 35.3%. Таким образом, наши показатели для «ветра» выглядят вполне прилично, а для «солнца» - не совсем. Скорее всего, это объясняться не технологиями (они практически везде одинаковы), а тем, что в мировой статистике присутствуют регионы нашей планеты с куда большей солнечной активностью, чем умеренные широты Украины.