Методичні підходи до розрахунку теоретичного потенціалу дахових сонячних електростанцій та колекторів в україні

Семенюк Андрій Олегович

аспірант другого року навчання, спеціальність 051 «Економіка»

ДУ «Інститут економіки та прогнозування НАНУ»

ЕКОЛОГІЯ (Альтернативні (відновлювані) джерела енергії)

Методичні підходи до розрахунку теоретичного потенціалу дахових сонячних електростанцій та колекторів в україні

Доповідь присвячено визначенню площі дахів житлових будинків, придатної для встановлення потужностей сонячної енергетики (дахові сонячні електростанції та колектори для нагріву води) на дахах житлових будинків та розрахунку обсягу цих потужностей для України. З цією метою було використано статистичну інформацію від Державної служби статистики України, Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, та інших джерел. Застосовані певні припущення, використані у «Проекті стратегії мобілізації інвестицій у реновацію національного фонду будівель України до 2030 року» [1], надалі «Проект стратегії реновації». В табл. 1 вказані кількісні показники житлового фонду, які були використані в розрахунках.

Метою проведення розрахунків з використанням даних житлового фонду було отримання загальних площ житлових будинків, розподілених за їх поверховістю. Це в свою чергу дозволяло застосувати підхід, використаний у Проекті стратегії реновації [1], а саме розрахувати площі дахів різноповерхових житлових будинків, помноживши їх отримані загальні площі на питомі показники площі даху, зазначені у табл. 2.

Алгоритм розрахунку потенціалу дахової сонячної енергетики в Україні:

1. Визначення кількості та загальної площі придатних до модернізації житлових будинків: від загальних чисел були відняті кількості та площі ветхих та аварійних житлових будинків;


2. Визначення кількості та площі багатоквартирних будинків в розрізі їх поверховості: на основі роботи зі статистичним бюлетнем ДССУ «Житловий фонд України у 2013 році» [2], таблиця «Характеристика житлових будинків на 1 січня 2014 року»;


3. Розрахунок сукупної та доступної площі дахів житлових будинків в розрізі їх поверховості: розрахунки з використанням даних довідників ДССУ «Житлове будівництво» за 2005 - 2017 роки [3]. Результати в табл. 3.


4. Розрахунок потенціалу дахових сонячних електростанцій


5. Розрахунок потенціалу дахових сонячних колекторів

Не на всій поверхні сукупної площі дахів можна розмістити сонячні панелі, оскільки присутні конструкційні надбудови, вентиляційні виходи, димоходи тощо. Відтак припускається, що тільки 70% сукупної площі дахів доступні для розміщення конструкцій сонячної енергетики.

Потенціал дахових сонячних електростанцій в Україні

При розрахункові потенціалу розміщення встановлених потужностей сонячних електростанцій, якими можна обладнати дахи житлових будинків, було застосовано два різних підходи, окремо для будинків що мають більше 5 поверхів і тих, що мають менше 5 поверхів.

Для будинків більше 5 поверхів: доступна площа дахів помножена на 0,05 – саме стільки кВт на даний момент можна встановити на одному квадратному метрі площі.

Для будинків, які мають менше 5 поверхів, у тому числі індивідуальних: в цьому випадку було використано не площу даху, а саме кількість таких будинків і припускається, що на кожен будинок чи біля нього (якщо йдеться про індивідуальний) можна встановити СЕС потужністю 25,6 кВт, що за даними Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження на 2020 рік є середньою потужністю дахових СЕС фізичних осіб по Україні. В табл. 4 відображено цифри для умови, що всі дахи віддано під розміщення лише сонячних електростанцій.

Згідно з розрахунками, можливий теоретичний потенціал дахових СЕС житлових будинків у 846 разів вищий, ніж їх нинішній обсяг потужностей. За рік з середнім по Україні КВВП в 0,15 стільки СЕС могли б виробити 306974 млн кВт∙год – удвічі більше ніж вся електроенергія, відпущена електростанціями в ОЕС України за 2019 рік.

Наведений потенціал є теоретичним, тобто не враховує можливостей розподільчих електромереж приєднувати ту чи іншу генеруючу потужність.

Потенціал дахових сонячних колекторів в Україні

Розрахунок потенціалу орієнтовної максимальної теплової ефективності (Estimated maximum heat efficiency) сонячних дахових колекторів в цьому випадку проводився за аналогією до розрахунку потенціалу СЕС для будинків вище 5 поверхів. Тобто, було використано показники загальної площі дахів всіх груп будинків за поверховістю і помножено на 0,217 кВт теплових на м² – емпірично визначений показник на основі інформації про існуючий в Данії досвід розміщення пласких сонячних колекторів [4]. В Данії збудовано багато сонячних  опалювальних станцій, кожна з яких має два показники площі: загальна площа забудови (сonstruction surface area) і ефективна площа поверхні сонячних панелей (еfficient surface of solar panels), при чому другий показник є завжди меншим за перший. Такому розміщення сонячних панелей і забезпечення проміжків між ними уникає утворенню затіненостей, що у свою чергу могло би значно зменшувати показники ефективності. В табл. 5 відображено цифри для умови, що всі дахи віддано під розміщення лише сонячних колекторів.

Література:

1. Мінрегіон, «Проект стратегії мобілізації інвестицій у реновацію національного фонду будівель України до 2030 року», 2020.


2. Державна Служба Статистики України, Статистичний збірник «Житловий фонд України у 2013 році». URL: https://ukrstat.org/uk/druk/publicat/Arhiv_u/15/Arch_gf_bl.htm.


3. Державна Служба Статистики України, Статистичний збірник «Житлове будівництво в Україні», URL: https://ukrstat.org/uk/druk/publicat/Arhiv_u/06/Arch_git_zb.htm.


4. Danish District Heating Association, «SOLARHEATDATA.EU», URL: http://solarheatdata.eu.


5. Мінрегіон, «Інформація про житловий фонд та управління ним в Україні станом на 01.10.2018 року», URL: https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2018/11/Pro-upravlinnya-zhitlovim-fondom-stanom-na-01_10_2018.pdf.

Керівник: Дячук О.А., кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник Сектору прогнозування розвитку ПЕК, ДУ «Інститут економіки та прогнозування НАНУ»