Перспективи сонячної енергетики

Сонячна енергія

Сонячна енергія – це кінетична енергія випромінювання (в основному світла), що утворюється в результаті реакцій у надрах Сонця. Оскільки її запаси практично невичерпні (астрономи підрахували, що Сонце буде «горіти» ще кілька мільйонів років), її відносять до поновлюваних енергоресурсів.

У природних екосистемах лише невелика частина сонячної енергії поглинається хлорофілом, що міститься в листах рослин, і використовується для фотосинтезу, тобто утворення органічної речовини з вуглекислого газу і води. Таким чином, вона вловлюється і запасається у вигляді потенційної енергії органічних речовин. За рахунок їхнього розкладання задовольняються енергетичні потреби всіх інших компонентів екосистем.

Підраховано, що приблизно такого ж відсотка сонячної енергії цілком достатньо для забезпечення потреб транспорту, промисловості і нашого побуту не тільки зараз, але й у доступному для огляду майбутньому. Більш того, незалежно від того, будемо ми нею користуватися чи ні, на енергетичному балансі Землі і стані біосфери це ніяк не позначиться. Однак сонячна енергія падає на всю поверхню Землі, ніде не досягаючи особливої інтенсивності. Тому її потрібно вловити на порівняно великій площі, сконцентрувати і перетворити в таку форму, яку можна використовувати для промислових, побутових і транспортних потреб. Крім того, треба вміти запасати сонячну енергію, щоб підтримувати енергопостачання і вночі, і в похмурі дні. Перераховані труднощі і витрати, необхідні для подолання, наводять на думку про непрактичність цього енергоресурсу, принаймні сьогодні. Однак у багатьох випадках проблема перебільшується. Головне – використовувати сонячну енергію так, щоб її вартість була мінімальна або взагалі дорівнювала нулю. В міру вдосконалювання технологій і подорожчання традиційних енергоресурсів ця енергія буде знаходити все нові і нові області застосування.

Світлове випромінювання можна вловлювати безпосередньо, коли воно досягає Землі. Це називається прямим використанням сонячної енергії. Крім того, вона забезпечує кругообіг води, циркуляцію повітря і нагромадження органічної речовини в біосфері. Виходить, звертаючи до цих енергоресурсів, ми по суті справи займаємося непрямим використанням сонячної енергії.

Перспективи сонячної енергетики

Використання сонячної енергії може бути корисно в декількох аспектах. По-перше, при заміні нею викопного палива зменшується забруднення повітря і води. По-друге, заміна викопного палива означає скорочення імпорту палива, особливо нафти. По-третє, заміняючи атомне паливо, ми знижуємо погрозу поширення атомної зброї. Нарешті, сонячні джерела можуть забезпечити нам деякий захист, зменшуючи нашу залежність від безперебійного постачання паливом.

З погляду навколишнього середовища і стійкого розвитку ці альтернативні джерела електрики цілком надійні. На жаль, вони ніяк не вирішують проблему скорочення запасів сирої нафти, що, як і раніше, необхідна для транспорту.

Пасивні сонячні нагрівальні системи дуже рентабельні, і має сенс включати їх у проекти всіх нових будинків. Однак, поки ще існуючі і використовувані будинки не зміняться, споживання традиційних енергоресурсів не знизиться; у кращому випадку сповільниться його ріст.

Дійсно скоротити їхнє використання могло б повсюдне поліпшення теплоізоляції будинків і установка в них «заднім числом» сонячних систем опалення і водонагрівання. У такому випадку з’явиться можливість перекинути частину мазуту, споживаного в побутових цілях, на потреби транспорту. Однак у самій добрій нагоді було б вирішення проблеми майбутнього дефіциту сирої нафти, необхідної для виробництва автомобільного пального.

В Україні річне надходження сонячного випромінювання перебуває на одному рівні з країнами, які активно використовують сьогодні сонячні колектори (Швеція, Німеччина, США тощо). Уся територія України придатна для розвитку систем теплопостачання з використанням сонячної енергії. Найперспективнішими регіонами країни для розвитку сонячної енергетики є Кримський півострів та степова Україна. Каве Ертефай, генеральний директорActiv Solar, пояснює реалізацію проектів компанії саме в Криму тим, що на півдні України рівень сонячної активності можна порівняти з рівнем у Північній Італії, яка є лідером за кількістю сонячних інсталяцій у світі: «Кримський півострів історично страждає від дефіциту енергії. Тому проекти, подібні до наших, принесуть півострову суттєву як економічну так і екологічну вигоду»^[1].

Інститут проблем матеріалознавства (ІПМ НАНУ) має єдиний на території колишнього СРСР геліоцентр, розташований у Криму (Кацівелі). Геліоцентр спеціалізується на дослідженнях властивостей матеріалів, які створюють для роботи в спеціальних умовах. Дослідження здійснюють за допомогою високотемпературних сонячних установок, що використовують концентроване сонячне випромінювання. Температура в гарячій зоні таких установок може досягати 3900 К, що дозволяє моделювати в лабораторних умовах температурні поля, які розвиваються, наприклад, у двигунах ракет та реактивних літаків. Результати роботи геліоцентру застосовуються для створення нових матеріалів та вивчення їх властивостей.

2010 року Україна рік не мала жодної великої сонячної електростанції, 2011-го в країні вже працювали батареї потужністю 67,55 МВт, у Криму було збудовано найбільший сонячний парк Європи та світу. За короткий час Україні вдалося зробити ривок і вийти в перші ряди за темпами розвитку фотовольтаїки.

Поиск по сайту: