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?