Хотя о приближающемся энергетическом кризисе говорят уже более 50 лет, ныне это уже не далекий призрак, а суровая реальность настоящего. На протяжении последних десятка лет все попытки найти действенный способ избавления от этого наваждения оказались пылью. Рассеялись одно за другим обещания физиков укротить термоядерную реакцию, обуздать магнитогидродинамический способ получения энергии, приручить холодный синтез. А ведь на это были выброшены миллиарды долларов!.. Не говоря уже о других, менее громких, рекламных шоу ученых.

Собственно, от полной безысходности энергетики сделали ставку на дедовские, довольно примитивные способы получения энергии. Как то ветросиловые установки (возвращение к ветряку), малые гидроэлектростанции (римейк полузабытых водяных мельниц), котлы на специально выращенной для этого древесине или соломе (то есть «вперед» — от ядерного реактора к дедовской печке)…

При этом первые лица демонстрируют полную неспособность честно признаться в том, что все разговоры об экологической чистоте этой «новой» энергетики — не более чем попытка зарыть голову в песок и не видеть реальной картины мира, из которого исчезает нефть, заканчивается газ и осталось не так уж много угля… В таких условиях разумнее всего задать “Чернышевский” вопрос «что делать?» и ответить на него конкретно.

Солярный… солнечный…

Прежде всего нам придется принять к сведению, думаю, для многих странную мысль — единственным источником перечисленных выше энергетических источников является Солнце. Именно благодаря которому на Земле появились нефть, уголь, газ. Именно из-за него сегодня работают ветровые и гидроэлектростанции. Даже лес и солома растут благодаря солнечным лучам.

Поэтому дальновиднее всех поступили те ученые, что принялись за разработку солнечных (солярных) установок, непосредственно преобразовывающих солнечные лучи в электроэнергию. До самого последнего времени их “великие достижения”, с точки зрения энергетиков, выглядели маргинально.

Радикальное решение предложили физики, открыв способ напрямую превращать солнечные лучи в электроэнергию с помощью кристаллов из кремния. Появились проекты строительства в южных районах Земли солнечных электростанций. Расчеты показывают — нужны сравнительно небольшие площади, чтобы обеспечить человечество электроэнергией. И такая энергетика действительно абсолютно экологична — она не нагревает дополнительно Землю, так как использует солнечные лучи, которые все равно падают на нашу земную поверхность. Есть у нее и другие преимущества.

До сих пор главным препятствием на пути широкого внедрения солнечных (солярных) батарей, превращающих солнечные лучи в электричество, была стоимость. Эти батареи, изготовленные из пластин высокочистого кремния, стоили достаточно дорого. Размещению этих батарей на космических станциях, спутниках и т.п. чтобы стабильно обеспечивать их энергией, это препятствием не служило. Но на Землеко, это считалось экономически невыгодно

Десять лет назад одна швейцарская фирма привезла в Украину на одну из строительных выставок вполне автономный коттедж, который питался электроэнергией от солнечных батарей, расположенных на его крыше. Солярная установка этого жилища стоила примерно 100 тыс. долларов. Тогда у компании не получилось начать успешный бизнес на нашем рынке. Однако сегодня под Киевом уже можно встретить немало дорогих котеджей, в которых электричество вырабатывается автономно солнечными батареями, установленными на крышах.

В США — это уже будни. Таких крыш у них в провинциальных городах — миллионы. В Германии принята специальная программа — 100 тысяч крыш с солнечными установками. Законом даже предусмотрены льготы в случае, если хозяин такого жилища будет сбрасывать лишнюю энергию в общую электрическую сеть. Это все указывает на то, что солярная энергетика даже в наших, казалось бы, не особенно изобилующих солнечными днями широтах может стать вполне рентабельной при продуманной государственной политике.

Космические перспективы

Получение электроэнергии из солнечных лучей стало рентабельным не сразу. Произошло это благодаря тому, что за последнее десятилетие цены на дорогие кремниевые батареи упали примерно в три-четыре раза. По оценкам авторитетных экспертов, ожидается, что скоро цены на них снизятся еще на порядок и тогда крыши, «вырабатывающие» электроэнергию, станут едва ли не в цену… шиферных. Вот тогда они решительно войдут в наш быт, сделают жизнь комфортной даже в нашей деревне, лишив ее непредсказуемой «прелести» веерных отключений.

В Украине еще пятнадцать лет назад было развернуто производство кремния в широчайших масштабах: в Волновахе Донецкой области, на Запорожском титаномагниевом комбинате (ЗТМК), на светловодском заводе «Чистые металлы». Это была почти чисто украинская монополия — в то время как весь Советский Союз производил 300 тонн кремния, на одном Запорожском ТМК его выдавали 200—220 тонн в год. Кремний, правда, был не самого высокого качества, но в современных условиях его производство можно было бы довести до достаточно хорошего уровня. Собственно, это было золотое дно, однако Клондайк не получился. Мало того, производство кремния вообще остановилось.

Электронщики не понимают: почему госпредприятие, имеющее огромнейшие ресурсы и десятками лет наработанную технологию, не смогло выйти на внешний рынок с кремнием, который сейчас является ценнейшей валютой? Он востребован и будет востребован еще очень долго и в огромнейших количествах…

Ответ прост и банален: видимо, предприятие не смогло потому, что оно… государственное. Ведь киевские бизнесмены, начав производство кремниевых пластин несколько лет назад буквально с нуля, показали, что его очень быстро можно сделать рентабельным. Кстати, они не особенно мудрили — купили швейцарскую установку для резки пластин и начали планомерно наращивать производство, вкладывая заработанное в новые, далеко не дешевые установки. В итоге сегодня в их цехе стоит набор машин, которому может позавидовать любой аналогичный завод в мире. Основная масса кремниевых пластин идет на изготовление панелей для солнечных батарей, которые продаются на всех континентах. В том числе и в Германию, США и другие высокоразвитые страны.

Украинцы стремительно ворвались на мировой рынок производства кремния для солярных энергетических установок и очень быстро заняли свою нишу. Сейчас им принадлежит 8% рынка. Показательно, что на небольшой производственной площади производится около 35 тонн кремния в месяц. Это вдвое больше, чем производил когда-то весь гигантский ЗТНК.

Ежегодно киевляне увеличивают свое присутствие на мировом кремниевом рынке на 15—20%; более 90% продукции экспортируется. Эта украинская группа все более успешно выигрывает тендеры с участием знаменитейших фирм мира, а ее собственная программа развития, направленная на сотрудничество с другими странами, выглядит гораздо содержательнее государственной на этом направлении.

К несчастью, пока на распространение солнечной энергетики по планете серьезно влияют политические процессы в мире. Но киевская фирма уже имеет свои представительства, укомплектованные местными кадрами, не только в Казахстане, но и в различных странах Латинской Америки, Азии, Африки. Есть контракты с Южно-Африканской Республикой, Египтом, Марокко, Кенией и еще целым рядом стран.

Бизнес по-украински

На вопрос о том, как удалось в столь короткое время потеснить с этого хай-тековского рынка бизнесменов с Запада, наши бизнес-продвинутые сограждане ответили, что у украинцев есть существенные преимущества. Первое — неприхотливость и нетребовательность в быту и труде. К тому же они не отступают, когда приходится сталкиваться с трудностями. Например, в Африке они не раз испытали весьма неприятные ощущения из-за того, что на них поглядывали… как на еду. Эти настроения помогли им выстоять в подобных ситуациях и в Украине.

Нельзя сказать, что большое удовольствие работать, когда солнце в зените, температура окружающей среды в тени достигает градусов 40 и чувствуешь себя, как в парнике. Плюс прочие «радости» экзотических регионов, такие, как желтая лихорадка, малярия, холера. Именно контракты в таких экзотических странах и удается без особых проблем выигрывать у западных конкурентов нашим предпринимателям. Так, сейчас у киевской фирмы большая программа по Судану: освещение школ, электрообеспечение больниц, электрификация пол сотни поселков в южной части страны. Конечно, это государственная программа бедного государства, где считают каждый цент и никто лишних денег не даст. В Хартуме при населении в 5 миллионов лишь на одной улице есть фонари. А на весь город — один светофор…

Естествено, в таких условиях американцам с украинцами конкурировать сложно. И хотя в США хорошим считается менеджер, который даже эскимосу ухитрится продать холодильник, здесь американцы отступили и не смогли ответить на вопрос: как проводить рекламную кампанию, если у потенциальных покупателей нет телевизоров? Поэтому во многих тяжело доступных и сложных с точки зрения работы регионах западных представителей нет вообще. Превращать работу в экстрим (притом за не большую оплату) на Западе никто не хочет.

Недавно киевляне выиграли в Казахстане ооновский тендер по опреснению воды с использованием солнечных систем. Западные фирмы там проиграли. Сказались те же факторы — если западный человек решается на дискомфорт, он за это хочет получить достойную компенсацию. А украинцы в пыльных казахских степях чувствуют себя, как дома. Впереди брезжит надежда — если в Казахстане будут строить огромный трубопровод в Китай длиной три тысячи. киломметров, потребуются пункты подкачки, контроля, датчики. Возможен еще один серьезный заказ.

Интересны и причины конкурентоспособности завода, производящего солярное оборудование, по параметру «цена-качество». Оказывается, что по этому показателю мы успешно соревнуемся с лучшими западными фирмами. Секрет в четкой организации работы на заводе. График труда здесь очень жесткий — трехсменная работа, без выходных. Производство останавливается только на Новый год на три-четыре часа, больше оборудование не простаивает ни минуты. Количество брака минимально.

К тому же в этой отрасли украинцы быстро научились исполнять пожелания заказчика. Если на фирму придет индиец или перуанец, желающий иметь 100 литров питьевой воды в час, ему выполнят все — начиная от геологии участка до установки насосов и всего прочего. Будут тщательно изучены метеоданные за 10—15 лет, подсчитана вероятность пасмурной погоды и после этого определена необходимая площадь солнечных панелей.

А если все это для киевлян?

Мы попросили специалистов киевского ЗАО «Квазар», производящего солнечные элементы, подсчитать, каковы энергетические возможности Солнца над нашей головой и что нужно сделать, чтобы избавиться от необходимости подключать дом в провинции к ненадежной электросети?

Оказалось, что 30 кв. метров солнечных батарей в зимних условиях будет достаточно, чтобы даже в более северных широтах обеспечить на сутки необходимое энерегообеспечение семье, проживающей в этом доме. На широте Киева на квадратный метр поверхности при стандартном освещении за один час падает солнечный свет, эквивалентный одному киловатту электроэнергии. С него можно снять 15 — 16%, то есть 150 — 160 ватт в час. За десятичасовой световой день реально можем получить 1,5 киловатта. Если у вас установлена батарея площадью 10 квадратных метров, то снимете 15 киловатт. При этом обычная квартира в сутки потребляет 3—5 кВт. Правда, зимой условия ухудшаются: световой день составляет пять часов, угол наклона Солнца меньше, вероятность непогоды значительно больше. Поэтому в наших широтах для освещения того же дома зимой нужен семикратный запас мощности.

Продолжим наши подсчеты. Сегодня одна панель на сто ватт стоит 400 долл. В день она может дать 1—1,5 киловатта электроэнергии. К примеру, в Острожской академии в Ривном освещение работает на солнечных панелях. В крымском Армянске построили солнечную станцию для овчаров. С ее помощью подают воду, от нее работают телевизор, кипятильник и так далее. Оказалось, что это несравненно дешевле, чем проложить туда линию электропередач.

А что делать, если панели, к примеру, занесет снегом или пылью?

Выяснилось, что для каждого региона и для каждого типа метеоусловий разработаны свои системы. Но от снега легко избавиться, если хотя бы на один квадратный сантиметр панели падает свет. Тогда панель сама разогревается, снег вокруг тает и стекает. Конечно, есть районы, где крыша во время бурана может покрыться ледяной коркой. Но ведь и обыкновенную крышу, если выпало много снега, чистят, а всю дальнейшую подчистку обеспечит саморазогрев. При механической очистке панели не повреждаются — они защищены специальным стеклом.

В Киеве изготавливают вполне автономные садовые фонари, к которым не нужно тянуть провода и бояться повредить их садовым инструментом. Установить такой фонарь очень просто — воткнул его в любом месте сада, и он будет светить, как только начнет смеркаться. С рассветом он погаснет сам. Автоматика, датчики освещенности руководят всем процессом сами. А за день он снова накопит столько электроэнергии, что хватит на всю ночь…

Можно привести немало удивительных примеров применения солярной энергетики. Но пока не спешите бежать в магазин — подождите, пока кремниевые пластины подешевеют на порядок, то есть раз в десять. Вот тогда и возможен электрический рай на Земле…

Тем не менее этот бизнес в мире развивается с огромной скоростью. Выпуском установок для солнечной энергетики в промышленных масштабах занимаются три сотни фирм в мире. Они все друг о друге хорошо знают и внимательно следят за тем, как коллеги наращивают мощности. Фирм, которые собирают солнечные системы из готовых элементов, еще больше — в одной только Германии их десятки тысяч.

За 2003 год в мире произведено солнечных батарей установленной мощности 340 мегаватт. Из них панелей на 37 мегаватт сделано на элементах, изготовленных в Киеве. Пока по объемам это вроде бы и неконкурентный вид энергетики, но оцените такой пример: если озеро Чад в Африке покрыть солнечными панелями, то полученной энергии хватит, чтобы удовлетворить сегодняшнюю потребность человечества в электроэнергии.

На пути расширения доли производства энергии экологически чистыми источниками стояли всегда и будут стоять в будущему так называемые "закрывающие технологии". Могущественные ядерные, угольные, газовые, нефтяные корпорации делают и будут делать все, чтобы сохранить свои позиции. А речь идет о триллионах долларов.
На примере города Нью-Йорка можно показать реальные возможности солнечной энергетики. На территорию Нью-Йорка поступает солнечной энергии в два раза больше, чем ее используется в этом же городе на сегодняшний день.
В мире существуют ряд тенденций в развитии энергетической области, среди которых две главные: уменьшение отрицательного влияния на окружающая среда и децентрализация энергообеспечения, без которого тяжело представить дальнейшую демократизацию любого общества. Развитие источников электрической энергии, которые превращают непосредственно энергию солнечного излучения в электрический ток, отвечает самым высоким требованиям.
Основной контраргумент противников - эта относительно высокая цена этой энергии. Но если иметь в виду динамику цен на электроэнергию, которая вырабатывается в результате сжигания топлива, атомными электростанциями, а также прибавить не калькулированный потенциал угрозы окружающей среде и людям от такого производства и сравнить с динамикой цен на электроэнергию, которая вырабатывается солнечными батареями, то сравнения в пользу солнечных батарей.

Энергия солнца - будущее человечества

Солнце – это самый сильный источник энергии для нашей планеты. Без солнечного тепла и света любая жизнь на Земле не была бы возможна. Все наши повседневные дела включают в себя использование энергии. Она необходима для передвижения транспорта и приготовления пищи, для работы и отдыха, для обогрева и охлаждения помещений. И даже для того, чтобы произвести один вид энергии, приходится затрачивать другой.

Энергия солнца может использоваться для множества задач. Одна из них – это преобразование солнечной энергии в электрическую, в так называемое солнечное электричество.

Для преобразования солнечного света в электричество использую солнечные батареи. Впервые солнечные батареи применили при освоении Космоса в 1957 году. Они были установлены на спутнике и вырабатывали электрическую энергию для его работы. Основным элементом для производства батарей является кремний.

Преобразование солнечной энергии в электрическую имеет массу достоинств. Прежде всего это 100% надежность – Солнце от нас никуда не денется по прогнозам ученых еще несколько миллионов лет. Также это чистый и соответственно безопасный для здоровья источник энергии.

И что самое интересное, то только благодаря тому, что у нас есть Солнце мы и имеем практически все источники энергии. Исключением можно назвать энергию приливов и отливов, за которую ответственна Луна, и радиоактивные элементы, которые используются на атомных станциях. Энергия ветра полностью зависит от Солнца и разности температур им же и создаваемой. Энергия угля, нефти и природного газа также во власти химических процессов, которые происходят в недрах Земли под действием солнечных лучей. Все бы хорошо, но есть «маленькая» проблемка. Человечество с такой скоростью тратит ископаемые источники энергии, что восстанавливаться они никак не успевают. Пора бы и задуматься о замене «ископаемой энергии».

Ученые утверждают, что того количества солнечной энергии, которая доходит от Солнца до Земли только за один день хватит, чтобы полностью обеспечить весь мир энергией на год. И при этом мы все равно используем ископаемые источники энергии – нефть, уголь, газ, нанося непоправимый вред окружающей среде.

В наше время использование солнечного электричества уже широко распространено. В отдаленных местах, куда дотянуть кабель от электростанций стоит очень дорого, а иногда и просто невозможно, используют солнечную энергию. Это отдаленные фермерские хозяйства, отдельно стоящие обитаемые острова, морские и космические станции. На данный момент примерно 7 миллионов домов по всему миру оборудованы солнечными батареями.

Также в странах, где электрическая энергия стоит дорого и достаточное количество солнечных дней в году, хозяева частных домов и владельцы офисов устанавливают солнечные батареи на крышах зданий и использую солнечное электричество без ущерба для собственного бюджета. Солнце заменяет 40-60% всех затрат на другие энергоносители. Иногда солнечного электричества полностью хватает на нужды дома и даже вырабатывается больше необходимого. Тогда хозяева продают его сервисным компаниям, таким образом пополняя свой семейный бюджет и окупая установку солнечных батарей. В Германии правительство покупает солнечное электричество, произведенное днем у частных лиц, а вечером продает его обратно по более низкой цене, стимулируя тем самым установку солнечных батарей.

Вторым вариантом применения солнечного света является использование его по прямому назначению. Это использование его для нагрева воды, для отопления помещений, для сушки различных материалов. Для этих целей используют тепловые коллекторы. Летом в средней полосе Европы производительность тепловых коллекторов с 1 кв. м. может достигать 50-60 литров воды в день, нагретой до температуры 60-70 градусов. В Израиле 80% воды нагревается с помощью солнечной энергии.

Основными странами-потребителями солнечной энергии являются Швеция, Дания, Германия, Австрия, Израиль. Суммарная площадь тепловых электростанций составляет уже более 8 миллионов квадратных метров.

В данное время преобладает использование тепловых коллекторов, всвязи с доступностью по цене. Но получение электроэнергии намного заманчивее, чем получение тепла. Наука не стоит на месте и в ближайшем будущем стоит ждать новые разработки в этом направлении. Они снизят затраты на производство солнечного электричества и обеспечат человечество дешевой и безопасной энергией.

 

Рекомендуем ознакомиться с Типовыми системами или отправить Заявку-анкету