Достижения современной солнечной энергетики

Не так давно в мире отметили день Солнца, являющегося не только и не просто светилом нашей планеты, но и мощнейшим источником энергии, настоящий прорыв в использовании которого наблюдается в наши дни.

По современным оценкам поступающей от солнца энергии в минуту достаточно, чтобы покрыть энергопотребности всего человечества за год. Такое сравнение конечно поражает и заставляет лучшие умы человечества усиленно работать над освоением колоссальных потоков энергии. За последние полтора десятилетия многие страны добились значительных успехов в этом вопросе, солнечная энергетика признана самой быстрорастущей среди других альтернативных видов энергии.

Около 80 стран мира успешно используют солнечные электростанции, общая мощность которых оценивается в 139 ГВт. В среднем темпы роста потребления энергии солнца в год составляют около 33%.

Оценки Гринпис показывают, что уже к 2030 году эта величина вырастет десятикратно и составит 1480 ГВт.

Такое стремительное развитие определяется существенным ростом производительности (КПД современных установок может достигать 45%) и снижением стоимости солнечных панелей, соответственно энергия, полученная от солнца, неуклонно дешевеет. По прогнозам специалистов уже в ближайшие 5 лет она составит менее 0,1-0,15 евро за кВт•ч.

Солнечная энергетика развивается в трех основных направлениях:

• Фотоэлектроэнергетика – преобразует солнечную энергию в электричество, для этого используются солнечные панели (батареи, модули), наиболее распространенные в настоящее время. Солнечные батареи уже используются в 7 000 000 домов по всему миру.
• Гелиотеплоэнергетика – в которой солнечная энергия посредством солнечных коллекторов используется для теплоснабжения. Солнечные коллекторы также довольно широко используются для локальных отопительных систем. Гелиотермоэнергетика – использует преобразователи, посредством которых солнечная энергия преобразуется сначала в тепло, а после – в электричество.

В основе всех солнечных установок находятся полупроводниковые материалы, изготавливаемые преимущественно из кремния. Монокристаллические элементы, имеющие более высокий, по сравнению с поликристаллическим, коэффициент преобразования солнечной энергии и длительный срок эксплуатации отличаются высокой стоимостью, поэтому ученые постоянно находятся в поиске материалов, способных заменить кремний при производстве солнечных установок. В качестве такого альтернативного материала ученые предложили минерал перовскит, использование которого позволяет не только снизить стоимость солнечной энергии, но и значительно повысить КПД солнечных установок.

Хорошим способом не только удешевления, но и повышения эффективности солнечных панелей (особенно в странах полярных широт) является использование черного кремния. Удешевление достигается за счет того, что нет необходимости в покрытии кремниевых ячеек светоотражательным покрытием, используемым при изготовлении солнечных элементов. Черные кремниевые элементы отличаются тем, что способны улавливать солнечный свет даже под прямым углом, что позволяет повысить КПД солнечных установок на 4%.

Однако современные солнечные установки отличаются не только материалом изготовления, но также формой и местом размещения.

Так, во Франции в продажу поступили солнечные панели SmartFlower не привычной прямоугольной формы, а, выполненные в виде огромного цветка. Оригинальная установка представлена 18-ю лепестками, на которых размещаются 40 солнечных панелей. Площадь «цветка» в раскрытом виде 18 м2. Стоит отметить, что форма панели обусловлена стремлением ученых не столько к красоте и оригинальности, сколько к повышению эффективности. Именно подражание настоящим цветам, т.е. движение «цветочных лепестков» за солнцем позволило добиться того, что эффективность солнечных панелей возросла на 30%. Когда нет солнца и при сильных скоростях ветра SmartFlower закрывается и прячется в коробку.

Продолжая разговор о достижениях современной гелиоэнергетики нельзя не сказать о том, что солнечные панели теперь размещаются не только на крышах и стенах зданий, но и в водоемах, а также встраиваются в дороги.

Так, в Японии завершено строительство 2-ух плавучих солнечных электростанций на озерах Нисихара и Нигашихира. Суммарный объем производства энергии составит примерно 3300 (МВт-ч) в год, достаточных для обеспечения энергией 920 домохозяйств.

Помимо устойчивости к тайфунам новые плавучие электростанции более производительны. Эффективность солнечных панелей на 11% выше по сравнению с наземными аналогами благодаря охлаждению водой.

Солнечные электростанции начали возводиться также в Великобритании и Австралии. Так, первая солнечная электростанция в Беркшире состоит из 800 солнечных панелей, выполненных из переработанных материалов. Мощность солнечных батарей составила 200 кВт.ч

Примечательно, что в Джеймстауне (Южная Австралия) солнечная энергия, генерируемая новой плавучей гелиоэлектростанцией, будет использоваться для очистки сточных вод. При этом поставляемая энергия будет на 15% ниже стоимости традиционной, поставляемой национальной энергосетью. Плавучая электростанция сможет производить на 57% больше энергии, чем системы, размещаемые на суше, благодаря охлаждению панелей водой.

А в Амстердаме солнечными панелями усеяны велосипедные дорожки, обслуживающие до 2000 велосипедистов каждый день.

Нельзя обойти стороной также ультрамодные гаджеты, в которые встроены микроскопические солнечные панели. Довольно популярными становятся солнечные браслеты, часы, светильники, сумки и другие. Однако подробнее остановимся на подобных экологичных устройствах в одной из наших следующих статей.

Источник: http://www.saveplanet.su