Перспективы развития
Солнечная энергетика – одно из наиболее перспективных направлений развития возобновляемых источников энергии. По оценкам специалистов (German Advisory Council on Global change, 2003, рисунок 1), к 2100 году солнце станет доминирующим источником энергии на планете. Во многих странах солнечная энергетика получила активную государственную поддержку и стремительно развивается.
Опыт этих стран показывает, что при определенных климатических, экономических и политических условиях солнечная энергетика уже сегодня может стать реальным конкурентом традиционной энергетике.
Количество солнечной энергии, поступающей на Землю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и других энергетических ресурсов, в том числе возобновляемых. Использование всего лишь 0,0125% солнечной энергии могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% – полностью покрыть потребности в будущем. Потенциал солнечной энергии настолько велик, что, по существующим оценкам, солнечной энергии, поступающей на Землю каждую минуту, достаточно для того, чтобы удовлетворить текущие глобальные потребности человечества в энергии в течение года.
По используемому принципу преобразования солнечной энергии солнечные энергоустановки делятся на фотоэлектрические, реализующие метод прямого (безмашинного) преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических преобразователей (ФЭП, или «солнечная батарея», «солнечный модуль»), и термодинамические, в которых солнечная энергия преобразуется сначала в тепло, которое в термодинамическом цикле тепловой машины, в свою очередь, преобразуется в механическую энергию, а затем в генераторе – в электрическую. Наиболее широкое распространение в мире получили именно солнечные фотоэлектрические установки (СФЭУ).
Рис. 8.1
1 ЭДж = 278 млрд кВт*ч, 100 ЭДж = Годовое потребление США
В России практическое использование солнечной энергии крайне ограничено, несмотря на широкие исследования, которые проводились и проводятся в этом направлении. В стране существует лишь несколько производств солнечных модулей, которые являются основой солнечных фотоэлектрических установок (СФЭУ) различных
типов, и очень ограниченный сегмент потребителей, готовых приобретать СФЭУ. Осведомленность о существовании и возможностях солнечной энергетики находится на низком уровне, отсутствуют законодательные нормы, поддерживающие производство и использование СФЭУ.
Сегодня возникает одновременно целый ряд проектов по созданию и развитию производства СФЭУ в России. Проект строительства завода по производству солнечных модулей на базе передовой тонкопленочной технологии в Чувашской Республике (г. Новочебоксарск), реализуемый компанией «Хевел», – один из таких широкомасштабных проектов. Производственная мощность завода, запуск которого запланирован на конец 2011 года, составит около 1 млн модулей (130 МВт) в год.
Рис. 8.2
Российская Федерация обладает огромным потенциалом использования солнечной энергии. Регионы юга России, Дальнего Востока и Забайкалья отличаются высоким уровнем солнечной радиации (инсоляции), сравнимым с южными регионами Европы, где солнечная энергетика уже получила интенсивное развитие (Данные Института высоких температур (ИВТ) РАН, 2003, рисунок 2).К примеру, в Германии, на большей части которой уровень солнечной инсоляции значительно ниже, только в 2010 году было установлено более 8 ГВт СФЭУ. Это вдвое больше, чем мощность самой крупной в России атомной электростанции – Ленинградской АЭС, и сравнимо с совокупной мощностью всех электростанций Московского региона, принадлежащих ОАО «Мосэнерго» (11,9 ГВт). Всего же, по различным оценкам, в Германии установлено около 15–20 ГВт СФЭУ, а общая установленная мощность СФЭУ в мире – около 40 ГВт по состоянию на конец 2010 года. [2]