Последние новости о солнечной энергетике

опубликовано: .

      СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Последние новости;
  2. Солнечная энергетика сегодня;
  3. Перспективы развития;
  4. Солнечная энергетика – видео интервью.

Последние новости

Свежие новости об очередном достижении в области преобразования солнечной энергии в электрическую ежедневно сыпятся как из рога изобилия. И большинство из них воспринимается как фантастический роман.

Американское агентство передовых военных технологий DARPA (да, то самое, чьи разработки легли в основу современной сети Интернет) проводило не один конкурс по созданию высокоэффективных солнечных батарей. Ожидаемый коэффициент преобразования энергии Солнца в электроэнергию должен достичь 50% - невероятная цифра, которая приближается к теоретическому пределу эффективности фотоэлектричества.

И речь идет не о результате, полученном в лабораторных условиях: в DARPA хотят получить инженерный прототип, готовый к стадии серийного производства. И с его помощью обеспечивать полностью автономное энергопитание военных баз.

Исследователи института Фраунгофера сделали то, что до недавнего времени казалось невозможным: созданная ими кремниевая фотоэлектрическая панель имеет не положительную, как существующие солнечные батареи, а отрицательную полярность. Результат - повышенная эффективность (23,4% энергии солнечных лучей превращаются в электроэнергию) в сочетании с возможностью использования более дешевого кремния с низкой степенью чистоты.

Более того, ученые применили эту же технологию в значительно упрощенном виде, приближенном к существующему крупносерийному производству солнечных панелей. Созданный по такой технологии элемент размером 12,5 × 12,5 см достиг эффективности 18,2%.

Компания Nanosolar, один из лидеров альтернативного кристаллического кремния технологического направления тонкопленочных панелей официально подтвердила эффективность на уровне 16,4%. Казалось бы, не очень много: если не принимать во внимание, что эти фотоэлементы не "нарезают" из кремниевых пластин - а это дорогой и сложный процесс - а печатают на рулонах алюминиевой фольги. Дешевая и при этом достаточно эффективная солнечная панель - голубая мечта производителей, которые уже заказали в Nanosolar продукцию на $ 4,1 миллиарда долларов.

Тонкопленочные солнечные панели

Китай проводит крупнейший в мире проект солнечной электростанции - энергетическая стратегия Пекина предусматривает производить из возобновляемых источников к 2020 15% электроэнергии. В рамках программы строится 2-гигаваттная солнечная электростанция - это все равно, что два атомных реактора, которые работают на АЭС России.

Это очень короткий список сообщений по теме солнечной энергетики. Если же отслеживать их систематически, то привлекает внимание показательный факт - достижения в этой области касаются всех без исключения направлений: научных исследований, результаты которых пока далеки от коммерческого применения; серийной продукции, которые можно приобрести уже; технологий и оборудования для производства этих панелей; мероприятий по государственной поддержке солнечной электроэнергетики во всех странах мира - от Германии до Индии и Китая.

Солнечная энергетика сегодня

Продолжительность времени, в течение которого ежедневно работает солнечная батарея, составляет примерно 4 часа (этот показатель является средним по году и учитывает облачные и дождливые дни). Модуль мощностью 5 кВт (солнечные энергосистемы для частных домов обычно находятся в диапазоне 1-10 кВт) выработает ежесуточно 20 кВт/час электроэнергии. В месяц - 600 кВт/час.

Солнечная энергетика сегодня

Вычтем 10% на потери при преобразовании из постоянного в переменный ток (для этого нужно отдельное устройство - инвертор) и потери в сети и аккумуляторе - останется 540 кВт/час. Этого с запасом хватит для энергообеспечения помещения площадью 100-150 квадратных метров, в котором электроэнергию не используют для отопления.

Конечно, это не означает, что владелец такой системы обрежет провода централизованной электросети: ток «извне» понадобится для покрытия всплесков потребления электричества или форс-мажорных ситуаций. В Германии и других европейских странах есть возможность продавать «избыточную» электроэнергию обратно в сеть: с этой целью используются специальные «умные» счетчики. Более того, на такую «чистую» энергию государство вводит льготный тариф - «солнечные киловатты» оплачиваются дороже.

Солнечная энергетика пока развивается самыми быстрыми темпами из всех энергетических отраслей: каждый год количество установленных мощностей удваивается. Однако у человека, который сегодня примет решение «электрифицироваться Солнцем», в большинстве случаев будет один, но очень весомый аргумент этого не делать.

Этот аргумент - цена. Сейчас стоимость солнечных панелей у крупнейших производителей составляет 2,5-3 доллара за ватт. Это значительно ниже, чем несколько лет назад: сказался технологический прогресс, который потянул за собой снижение производственных затрат, большие объемы продаж и - спасибо кризису - обвальное падение цен на кремниевые заготовки.

Однако нетрудно посчитать, что упомянутая выше 5-киловаттная система при таких ценах будет стоить 12 500 долларов. Это без затрат на монтаж, приобретение инвертора, аккумулятора и тому подобное. Более того, нетрудно подсчитать, что при действующих ценах на «сетевую» электроэнергию в наших условиях такая система будет окупаться не годами - десятилетиями. Так, гарантийный срок работы типичной кремниевой солнечной батареи составляет 25 лет - однако ждать так долго, пока начальные затраты будут «отбиты», согласится далеко не каждый.

Перспективы развития

Впрочем, это ситуация, которая наблюдается сегодня. А завтра может быть совсем по другому. Главная цель, к которой стремятся разработчики фотоэлектрических систем, - выйти на стоимость ватта в 1 доллар и меньше. Сейчас практически не сомнений, что в течение ближайших лет такая цель будет достигнута. Более того, эффективность подобных панелей также будет значительно выше, чем сейчас - в районе 25%.

Европейская ассоциация производителей фотоэлектрических устройств утверждает: к концу следующего года «солнечное электричество» уже будет конкурентоспособной к «традиционной» в южных регионах Европы. Если же развитие отрасли пойдет по оптимистичному сценарию, к 2020 году солнечная энергетика сможет конкурировать с другими генерирующими отраслями в 75% случаев. При этом ее доля в общей структуре производства электроэнергии достигнет 13%. Это немалая цифра - для сравнения, сейчас в Европе на атомных электростанциях производят 19% электроэнергии.

Мощный всплеск спроса на ту или иную технологическую разработку (например, персональные компьютеры или мобильную связь), как правило, обусловлен двумя факторами - интересом потребителей и возможностью производителей предложить что-то такое, чего раньше не было на рынке. Оба этих фактора присутствуют в ситуации с солнечной электроэнергетикой. Однако есть еще и третий - влияние государства.

Для президента США Обамы усиление энергетической независимости и экологической безопасности было одним из ключевых элементов предвыборной кампании. И это обещание он последовательно воплощает. В США был принят первый вариант стандартов технологического направления «Умной электросети» - системы, которая в будущем должна заменить привычную нам электросеть.

Потенциальные возможности этой системы, на которую уже потрачены сотни миллионов долларов, впечатляют. Представьте себе, что все объекты, которые потребляют электроэнергию, объединенные между собой в своеобразный «электро-интернет» с помощью заимствованного из Интернет протокола TCP. Такая сеть не просто «раздает» электричество потребителям - она «знает», сколько ее нужно каждому объекту в каждый момент времени.

Более того - такая система создает идеальную возможность использования «излишков» энергии, производимой или накопленной солнечными батареями. Скажем, днем, когда владелец дома на работе, его «частная электростанция» питает соседний магазин или офис. А если принять во внимание льготные тарифы на такую электроэнергию, то возмещение затрат может быть еще быстрее.

Люди, которые присоединились к компьютерным технологиям в конце 1980-х годов, еще помнят, что тогдашние «персоналки» обозначались как «компьютер IBM PC". А нынешней молодежи это название вряд ли что-то скажет. Причина проста: несмотря на то, что концерн IBM был пионером этого рынка, в производство компьютеров включилась колоссальное количество компаний, которые очень часто выбрасывали бывших лидеров на обочину.

Очень похожая ситуация наблюдается сейчас в области солнечных батарей. Все больше компаний желают их производить и выходят на рынок: в результате этого рыночная доля 10 крупнейших производителей сократилась за четыре года с 80% до 50%. Понятно, что не все компании останутся в игре - так же как и большинство технологических разработок так и не выйдет из стен лабораторий.

Однако уже сейчас видно - солнечная электроэнергетика перестает быть хобби или экзотикой. И если ее прогресс пойдет тем же путем, который прошла микроэлектроника, человечество получит в свое распоряжение неисчерпаемый и безотказный источник энергии. По крайней мере, до тех пор, пока светит Солнце.

Солнечная энергетика – видео интервью

Профессор Университета имени Бен-Гуриона – Евгений Кац.

1 1 1 1 1 Rating 0.00 (0 Votes)