Перспективы солнечной энергетики в мире

Давно ни для кого не секрет, что энергопотребление на нашей планете год от года все растет и растет, и темпы роста отнюдь неутешительны. При этом, как и сто лет назад, главным источником энергии для людей всего мира служит ископаемое топливо, и это несмотря на то, что энергия атома уже более полувека как освоена, однако доля ее до сих пор не превышает и 10%.

Когда атомная энергия была обуздана человеком, казалось, что теперь то точно ископаемое топливо будет вытеснено как основной энергетический ресурс, однако этого, увы, не произошло.

Даже самые оптимистичные прогнозы говорят о том, что если бы темпы добычи нефти и газа просто сохранились на современном уровне, то топлива этого хватило бы лишь на несколько десятилетий. Угля хватит еще на пару столетий, но в конце концов, этот путь однозначно ведет в тупик. И что предстоит делать людям, когда топлива в недрах просто не останется, но потребности в энергии все также продолжат расти?

К счастью, в 150 миллионах километров от Земли находится наиважнейший в жизни нашей планеты источник энергии — Солнце. На Солнце непрерывно протекают термоядерные реакции, которые по своей энергоемкости превосходят любой современный атомный реактор. Этой энергии мы обязаны самим зарождением жизни, в атмосферу высвободился кислород, обрели химическую энергию газ и нефть, а также образовались существенные запасы гелия-3 на Луне.

Солнце дает нашей планете в 15 тыс. раз больше энергии, чем каждый год потребляется человечеством. Основные достоинства солнечной энергии – общедоступность и неисчерпаемость, а также безопасность гелиоэнергетических установок для окружающей среды (без учёта ущербов окружающей среде на стадии производства этих установок). На сегодня разработаны и используются (в разных масштабах) около 10 способов преобразования солнечной радиации в электричество и теплоту.

Та энергия, которую посылает Солнце на Землю только в виде светового излучения, с лихвой обеспечит любые потребности человечества в энергии. Например на экваторе с каждого квадратного метра поверхности Земли можно было бы получать около 2,5кВт. Но почему бы прямо сейчас не пользоваться этим бездонным источником, вместо того, чтобы сжигать постоянно нефть и газ?

Все дело в том, что методы прямого преобразования энергии солнца в электрическую энергию на данный момент еще весьма примитивны. Несмотря на то, что наука очень далеко шагнула во многих направлениях, использование солнечной энергии остается пока не достаточно эффективным.

Набившие оскомину солнечные панели на базе кремниевых фотодиодов позволяют сегодня наиболее оптимально преобразовывать энергию света в электричество.

Солнечные батареи можно встретить также в электронных часах, в калькуляторах, и в других маломощных приборах. Однако батареи существенной мощности оставались по сей день дорогими и неэффективными, их окупаемость занимает несколько десятилетий.

Но времена меняются, и появляются новые материалы, совершенствуются методы производства каждый год, появились недорогие, по сравнению с кремниевыми, органические полупроводники, дающие более высокий КПД, и рекорд в 37,8% уже достигнут.

Перспективны и другие способы улавливания энергии Солнца и преобразования ее в электричество. Например нагрев соли или воды с последующим вращением генераторных турбин. Так, солнечная электростанция Crescent Dunes Solar Energy Project, вблизи Лас-Вегаса, уже по 10 часов в сутки вырабатывает до 110 МВт электричества.

Сооружение башенного типа, с высотой башни в 165 метров, работает по принципу нагревания фокусированным солнечным излучение резервуара с расплавленной солью, температура которой достигает примерно 1000°С. Инфраструктура объекта содержит все необходимое, включая теплообменник и генераторную станцию.

Солнечный свет фокусируется на вершину башни десятью тысячами зеркал, расположенными вокруг нее на расстоянии до трех километров. Каждое такое зеркало имеет площадь в несколько квадратных метров, а фокусировка производится на теплообменник всего 30 см шириной.

Как видим, перспективы есть, поскольку технологии на месте не стоят. Значит не за горами те времена, когда энергия солнца станет одним из ключевых источников для человечества.