Проблема Обеспечение удаленных от электрических и тепловых сетей жилых массивов и предприятий электроэнергией и теплом Недостатки традиционных подходов Создание новых электрических сетей Высокая себестоимость Капитальные затраты Эксплуатационные расходы Дизельные генераторы/котлы на твердом и жидком топливе Завоз топлива Стоимость подключения к сетям Недостаточная надежность Плоские фотопанели/ коллекторы Дизель генераторы/ котлы на твердом топливе 8 000/ 4 000 6 000/ 2 000 Себестоимость, $/кВт*ч - электричество - тепло 0.05 0.01 0.06 0.01 0.07 0.05 0,7 - Эксплуатационные расходы, $/год 50 100 11 500 1 500 200 40 000 Технология/ Характеристика Стоимость 10 кВт системы , $ ЛЭП 10 кВ Автономные концентраторные гибридные установки (на 100 км) 20 000 1 400 000 (пиковая электрическая мощность 10кВт электрическая + 36кВт тепловая) Затраты, тыс.$ Эксплуатационные затраты 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Плоские фотомодули Плоские коллекторы Автономные концентраторные системы Котлы на твердом топливе Дизель генераторы 1 3 5 Период эксплуатации, год 10 Решение Автономная концентраторная гибридная PVT установка • повышение производительности установки при снижении капитальных и эксплуатационных затрат • надежность транспортировки жидкого теплоносителя от гибридной установки к бойлерам • повышение интенсивности процессов теплообмена • непрерывная выработка электрической энергии • повышение коэффициента использования оборудования • удобство обслуживания зеркал концентратора и снижение эксплуатационных затрат Инновационность технических решений подтверждена инновационными патентами № 25139 от 30.12.2010 «Солнечная энергетическая установка» № 26293 от 21.10.2011 г. «Солнечная PVT электростанция» №28947 от 21. 08. 2014 «Солнечная установка с концентрацией излучения» №8974 от 13.04.2015 «Способ преобразования солнечного излучения в электрическую и тепловую энергию и установка для реализации способа» Охлаждаемые теплоносителем линейные фотомодули Преимущества Пиковая мощность • Повышение оптической 1,5 кВт электрическая 9 кВт тепловая эффективности • Автобалансировка несущей платформы, • Упрощение и повышение надежности двух- координатной системы слежения за солнцем • Удобство обслуживания зеркал и защита от штормовых ветров • Автономность • Увеличение эффективности фотоэлементов • Повышение надежности конструкции • Снижение себестоимости Ветрогенератор вертикального типа Двусторонний коллектор • Снижение себестоимости • Повышение интенсивности теплообменных процессов • Снижение тепловых потерь • Оптимальное размещение термогенераторов Концентратор Круглосуточная работа гибридной установки Общая система накопления и хранения энергии Потребитель • Общая несущая опора • Малый уровень шума • Сопоставимая мощность (0,5 кВт) • Концентрация ветрового потока на лопастях плоскостями зеркал Текущий статус проекта Лабораторный образец (0,5 кВт электрической и 4,5 кВт тепловой мощности) Модель промышленной установки (1,5 кВт электрической и 9 кВт тепловой мощности) Аналоги мировых производителей Dsolar Sunflower IBM Research (США, Швейцария), Airlight Energy (Швейцария), Interstate University of Applied Sciences Buchs NTB (Швейцария) • • • • • Финансирование проекта - 2.4 миллиона $ USA Проектная пиковая электрическая мощность 12 кВт и тепловая 20 кВт. Параболический концентратор площадью 40 м2; c 36 вогнутыми отражателями. Планируемый срок начала коммерческого производства – 2017 год. Недостатки: необходимость прецизионного слежения за солнцем; сложность изготовления; высокая себестоимость; низкая мобильность. Аналоги мировых производителей Solar Cogeneration System Forbes Marshall (Индия) • • • • Пиковая вырабатываемая мощность: 7,5 кВт электрической и тепловой 17,4 кВт. Занимаемая площадь – 32 м2. Цена установки – 45 000$. Недостатки: необходимость прецизионного слежения за солнцем; сложность изготовления; высокая себестоимость; низкая мобильность. Конкурентоспособность Автономная концентраторная PVT установка (Казахстан) C7 Tracker (США) Matarenki Light (Швеция) Имеется Нет Имеется ≈ 2 ≈ 0,5 ≈4 - ≈ 5 ≈ 3 КПД фотоэлементов /стоимость Возможность повышения эффективности за счет концентрации солнца 22 – 24 / 4$ Имеется 22 – 24/4$ Имеется ≈32/ 10$ Имеется Получение высокой температуры на выходе Имеется Нет Нет Круглосуточно Днем Днем Эксплуатационные затраты на чистку зеркал Низкие Высокие Низкие Возможность наращивания производительности действующей установки за счет добавления модульных элементов Имеется Имеется Нет Возможность одновременной выработки электрической и тепловой энергии Стоимость электрической энергии $/кВт*ч Стоимость тепловой энергии $/кВт*ч (≈100 0C) Выработка электрической энергии Капиталовложения Требуемые инвестиции - 10 млн. тенге (55 000 $) Что получаем мы Что получает инвестор Промышленный прототип установки, результаты тестирования, техническая документация.. Возврат средств в размере не менее 130% от капитальных вложений после начала продаж Участие в правлении организуемого предприятия 700 Прогнозируемый объем продаж: не менее 1000 ед./год (в соответствии с постановлением правительства РК по развитию ВИЭ требуется не менее 1000 установок /год) Прибиль, тысяч $ USA Автономные возобновляемые источники энергообеспечения (страны с высоким уровнем инсоляции: южные регионы Казахстана и России, Испания, Египет, Израиль и т.д.) 800 600 700 500 400 300 200 600 Возврат инвестиций в разработку промышленного прототипа 500 400 300 200 100 0 Начало продаж 100 0 1 год 2 год 3 год 4 год Негативный сценарий Позитивный сченарий 5 лет Число продаж, ед Целевой рынок: 900 Бизнес-модель Продукт: Автономная концентраторная гибридная PVT установка Лицензии на производство установок B2C модель Прямые продажи физическим и юридическим лицам Потребители: • • • • • частный жилой сектор, малые предприятия предприятия отгонного животноводств туристические базы и дома отдыха с/х предприятия участки разведки нефти и газа Получена поддержка: Палата предпринимателей Алматинской области (Казахстан), ТОО «Фирма Консалтэнерго» (Казахстан) Команда Нестеренков Александр Геннадьевич Руководитель, разработчик технологии 30 летний опыт в областях плазменных технологий, теплофизики 20 летний опыт в области солнечной энергетики Запущена технологическая линия по производству теплоизоляционных материалов Райхман Борис Адольфович Бизнес представитель 30 летний опыт в организации коммерциализации 30 летний опыт в организации технологических производств 20 летний опыт в производстве и испытании приборов для теплоэнергетике Панченко Владимир Анатольевич Инженер - конструктор 10 летний опыт в проектировании технологического оборудования 5 летний опыт в области фотовольтаики 5 летний опыт в разработке источников энергообеспечения удаленных объектов Жеенбаев Нурлан 15 летний опыт в создании и подключении возобновляемых источников энергии Контакты АО «КазНИИ Энергетики имени академика Ш. Ч. Чокина» Республика Казахстан, г. Алматы, 050012, ул. Жамбыла 114/85 Нестеренков Петр Александрович +7 (777) 789-63-36; +7 (727) 292-04-53; ionotexnica@mail.ru; stolkner@gmail.com Спасибо за внимание! Опытный образец автономной концентраторной гибридной PVT установки Текущий статус проекта 2010 2012 2014 2015 2017 2019 2025 Идея Концепт -модель Опытный прототип Промышленный прототип Организация производства Начало продаж Возврат инвестиций Текущий статус 2012–2014 финансирование МОН РК (50 млн. тенге) План развития проекта Потребность в инвестициях ≈ 80 млн. тенге Разработана инновационная технология повышения эффективности преобразования солнечной энергии фотомодулями и коллекторами 2015–2016 – изготовление и тестирование промышленного прототипа Требования в инвестициях – 10 млн. тенге Разработана конструкторская документация 2017-2018 – сертификация и коммерциализация. Организация производственной линии. Требования в инвестициях ≈ 60 млн. тенге Разработан и проходит тестирование опытный прототип 2018–2019– Открытие юр.представителя, проведение маркетинговой компании, заключение бизнес партнерств. Начало процесса продаж. Требования в инвестициях ≈ 10 млн. тенге Поддержка проекта и намерение о сотрудничестве от национальных институтов, бизнеса, частных предприятий 2025 - Возврат инвестиций Ключевые факторы, определяющие востребованость производства гибридных солнечных установок в будущем • дизайн установок с концентраторами, фокусирующими отраженное излучение на линейных фотопанелях и коллекторе, способствует более полному преобразованию солнечной энергии в электрическую и тепловую энергию; • себестоимость единицы площади концентраторов с отражающими зеркалами в десятки раз ниже себестоимости фотоэлементов той же площади; • десятилетние исследования и многомиллиардные финансовые затраты приблизили электрический КПД серийно изготавливаемых кремниевых фотоэлементов к теоретическому пределу ≈ 25%, поэтому не следует надеяться на его дальнейший рост, а повышение эффективности фотоэлементов надо искать в более полном применении теплогенерирующих свойств и утилизации тепла теплоносителем; • концентрация солнечного излучения снижает количество используемых фотоэлементов и сопутствующих материалов (герметики, проводники и т.д.), уменьшает время монтажа, тестирования на единицу вырабатываемой электрической мощности и снижает себестоимость, что дает возможность постоянной модернизации, при появлении более высококачественных комплектующих; • концентраторная солнечная установка с продольной осью вращения экономически эффективна и с однокоординатным слежением за солнцем, а удельную стоимость вырабатываемой мощности дополнительно снижает комплектация ее ветрогенератором небольшой мощности, что позволяет вырабатывать электроэнергию в отсутствие солнца и повышать степень загрузки оборудования – контроллеров, силовой схемы заряда аккумуляторов и т. д. ; • в южных государствах ощущается нехватка не только электричества и тепла, но и пресной воды, и работа концентраторных установок в паре, когда одна из них комплектуется вместо коллектора камерой опреснителя, становится экономически особо выгодной.