Игорь Вадимов Грандмастер

Что такое альтернативная энергетика? Гелиоэнергетика

Каждую секунду Солнце дает Земле примерно тысячу киловатт-часов энергии. И мы почти совсем ее не используем. Растения Земли потребляют лишь сотые доли процента поступающей солнечной энергии. Вся электроэнергия, что сейчас человечество потребляет, во много раз меньше, чем ежегодно и бесплатно дарит нам Солнце.

jaroslava V , Shutterstock.com

Вся энергия, что мы имеем на Земле, в том или ином виде — исходит от Солнца. Даже нефть и газ когда-то были растениями каменноугольного периода, они вначале с помощью фотосинтеза поглощали энергию Солнца, потом они гибли и отмирали, а потом образовавшиеся из них слои осадочных пород, находясь уже в толще Земли, под осадками новых эпох долгие миллионы лет превращались в то, что мы добываем теперь из недр Земли. И ведь с какой скоростью добываем! Все то, что природа заготавливала миллионы лет, мы за полтораста лет уже откупорили и значительную часть израсходовали. Как говорится — пусть внуки сами о себе заботятся.

Однако есть и другие точки зрения. Понимание, что нам тут, на Земле, еще жить и жить, заставило человеческую цивилизацию обратиться к возобновляемым источникам энергии.

Среди прочих направлений альтернативной энергетики существует и развивается гелиоэнергетика, строятся электростанции, напрямую преобразующие энергию Солнца в электрическую.

В самом начале развития гелиоэнергетики первые Солнечные электростанции (СЭС) состояли из большого количества зеркал, которые концентрировали падающие на них лучи Солнца и направляли их на большой зачерненный резервуар с водой. Вода в баке закипала, пар подавался на паровую турбину, турбина вырабатывала электроэнергию. Станция занимала большую территорию, но поскольку ставили их обычно в пустынях, земля там не была такой уж ценной. А вот работа паровых турбин, необходимое рабочему телу этих турбин охлаждение, возникновение рукотворных вертикальных воздушных потоков могло теоретически со временем создать проблемы экологического направления, если бы не развитие технического прогресса.

Ученые знакомы с фотоэффектом уже очень давно. Фотоэлементы уже многие десятилетия исправно работают в различных устройствах. В том числе — не позволяя лихим «зайцам» влезть в метро не заплатив. Вернее, просто сильно затрудняя их проникновение.

Развитие науки позволило поставить фотоэффект на коммерческую основу. Сейчас кремниевые фотоэлементы стоят примерно $ 4.3 за один ватт вырабатываемой энергии. Однако существуют еще и тонкопленочные фотоэлементы, которые стоят еще дешевле, по $ 3 за ватт. И не надо никаких турбин, никакого последующего охлаждения рабочего тела, чисто превращение «свет-электричество». К тому же в последнее время КПД таких элементов дорос до 15%! Территория, занимаемая солнечными батареями, велика, достаточно сложное управление их наклоном или передвижениями осуществляется компьютером, выработка электричества сильно зависит от наличия облаков на небе над ними. Но если их разместить в пустыне, где, как в шутку говорится, в году аж 367 дней из 365 — солнечные, то выработка электричества будет вполне стабильной. Сложность лишь в том, как переправить выработанное электричество к потребителю.

По развитию солнечной энергетики мировые лидеры — США и Япония. В планах Японии — достичь к 2030 году суммарной мощности СЭС в 53 ГВт. Планы Индии и США — тоже очень высоки.

Сегодня гелиостанции США, размещенные в южных штатах, имеют суммарную мощность больше 2.6 ГВт, а ближайшие их планы — достичь примерно 18 ГВт мощности!

А у нас, в России — чуть больше 200 МВт. Ну, хотя бы тут у нас есть некое оправдание — ну мало у нас таких территорий, где Солнце шпарит круглый год почти без перерывов.

В настоящее время в Австралии строят гелиостанцию проектной мощности 200 МВт. Это будет высокая вертикальная труба из железобетона, вокруг нее — гелиоколлектор, окрашенный в черное. Воздух сильно нагревается, и в трубе возникает тяга, вращающая турбину генератора, вырабатывающего электричество.

Планы международного сообщества по увеличению добычи электроэнергии из возобновляемых источников — грандиозны. По этим планам одна гелиоэнергетика способна решить проблемы нехватки электроэнергии человечества.

Одна беда — как из Кара-Кумов, или из Сахары, или из пустынь Чили доставить выработанную там электроэнергию потребителю в США или Европу?

Статья размещена на сайте 3.10.2014

Комментарии (11):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Производство фотоэлементов, надо думать, тоже имеет "проблемы экологического порядка"...

    Оценка статьи: 4

  • Пока что ни одна солнечная батарея за весь срок эксплуатации не выработала энергии больше, чем затрачено на её создание, включая, кроме собственно кремниевых панелей, все дполнительные причиндалы.

    Так что мы имеем?
    Способ решения локальных энергетических проблем там, где другие способы еще хуже.

    • Аркадий Голод, неправильно считаете.

      Даже на широте Питера (а уж город совсем не солнечный) 100-ваттная солнечная батарея выработает в год 133КВт*ч энергии, т.е. по деньгам около 400р. При цене батареи в 5000р, окупаемость около 12 лет.

      Ну и кстати чем более массовым является производство, тем дешевле цена. Китай сейчас научился делать панели весьма дешево, и достаточно большой площади.

      • Дмитрий Елисеев, я об энергии, а Вы о деньгах.
        Причем сама батарея, это чековая книжка в джунглях - польза от нее там чисто гигиеническая.
        К батарее нужны аккумуляторы, провода и прочие причиндалы. А они недолговечные, их приходится менять, на их производство нужна энергия. Суммарные затраты энергии на производство всего этого хозяйства батарея не покроет даже при КПД 100% : в горах на экваторе дай бог 3 - 3.5 ватт/кв.м

        Как локальное решения голубые панели годятся, как глобальное - нет.

  • Комментарий скрыт
  • "Каждую секунду Солнце дает Земле примерно тысячу киловатт-часов энергии "

    После первой фразы пропала всякое желание читать. Ибо херню написал

  • "мы почти совсем ее не используем".
    В корне неверно:
    1. Едим мы энергию солнца через цепочку фотосинтез - растения - животные - человек.
    2. На солнышке летом греемся, экономя топливо.
    3. Само топливо (дрова, уголь, возможно и нефть с газом) - суть консервы солнечной энергии.
    Небольшое затемнение атмосферы в результате извержения супервулкана, ядерной зимы, взрыва крупного болида приведет к уничтожению человека, а возможно и самой жизни на Земле.

    • Николай Аблесимов, мне кажется это придиркой. Автор имеет ввиду обычное представление об использовании энергии солнца в виде эл.тока. Оно имеет место, но в малых дозах.
      Когда ходишь по раскалённой крыше, это особенно ощутимо понимаешь.
      Ваши резоны кто-то излагал в коменте к статье о ВЭС или др.

  • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Мастер 11 октября 2014 в 03:20 отредактирован 11 октября 2014 в 03:21

    Израиль преуспел в производстве гелиопанелей. Я временно работал по своим рацухам на заводе, где производились эти панели. Мне говорили, что они дешевле изральских.В Кишинёве я помню много частных домов с встроенными в крыши г/панелеми.
    Напрашивается совмещение нагрева воды для обихода и получение эл. така. Штат Алабама достаточно солнечное место с длинным горячим летом, но г/панелей совсем не видел - заелись доступной эл.энергией.
    Я не раз уже жужжал о кровле "в одном флаконе" с преобразователем света в ток. Чтоб только соединить контактики плиток и "два зайца" были бы убиты.