Солнечная энергетика займет достойное место в ближайшем будущем

Каким будет мир без углеродных источников энергии? Запасов нефти и газа хватит на энергетические потребности в ближайшие десятилетия, но через два-три поколения обогрев и охлаждение жилищ, транспорт и промышленность потребуют новых источников. Об одной из технологий, позволяющей заглянуть в «безуглеродное» будущее, сегодняшняя Техносреда.

Среднегодовая температура в Севилье – 19°C. Даже по испанским меркам этому району повезло с погодой: за год там выпадает всего 533 мм осадков, и, следовательно, облачность в среднем низкая. В году там 2 898 часов сияет солнце, это около 240 дней. Именно там и построена первая в мире крупная коммерческая солнечная электростанция (http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/gemasolar-plant/en ) с использованием расплавленной соли в качестве теплоносителя.

Солнечная электростанция «Гемасолар» располагается в Фуэнтос-де-Андалузия (так называется город в Севилье). Ее расчетная мощность 19,9 МВт. За год она будет производить 110 ГВт. Площадь, на которой расставлены рефлекторы, составляет 185 гектаров. Число рефлекторов, собирающих солнечные лучи (в этой конструкции они называются гелиостатами) – 2 650. Они отражают солнечные лучи с поверхности земли и направляют их на башню высотой 140 метров. В точке фокуса находится цистерна со смесью солей, которые расплавляются сфокусированными солнечными лучами. В качестве солей в таких электростанциях используют обычно смесь нитратов калия и натрия в соотношении 60 к 40. Эти соли относительно нетоксичны, и их широко используют в качестве удобрений. Под воздействием солнечных лучей они нагреваются до температур свыше 500°C и переходят в жидкое состояние. Далее они передают тепло воде, превращая ее в пар, который в свою очередь вращает турбины лопаток, связанных с генераторами.

Один из основных недостатков солнечных батарей на фотодиодах – неравномерное производство энергии в течение суток. Вечером их мощность падает, а ночью по понятным причинам сходит до нуля. Между тем, бытовое потребление электроэнергии возрастает именно вечером. Этот недостаток и призвана устранить новая технология на расплавленных солях. За день расплав накапливает избыточную тепловую энергию, которая продолжает превращать воду в пар и ночью. Так, электростанция «Гемосолар» способна производить электроэнергию независимо в течение 15 часов без солнца.

Другая проблема альтернативных источников энергии – их высокая стоимость. Цена одного киловатта энергии, произведенного на расплавленной соли, составляет всего 5 центов. Это очень экономно по сравнению с примерно 20 центами за кВт обычных солнечных электростанций (на фотодиодах). В то же время, стоимость энергии гидроэлектростанций еще ниже. Она колеблется между 2-3 центами. Стоимость ядерной энергии около 4 центов, угольной – чуть выше, около 5 центов. Природный газ дает электроэнергию по 10 центов за кВт.

Получается, что самая дешевая энергия – от гидроэлектростанций и ядерной энергетики. Но эти два вида электростанций несут в себе скрытые издержки, связанные с рисками для окружающей среды, в то время как солнечные электростанции безопасны, по крайней мере, на первый взгляд. Эту оговорку следует сделать, т.к. их пока мало, и их влияние на окружающую среду еще предстоит изучить при масштабном применении.

Подобные станции планируется построить еще в нескольких местах. Одна из самых мощных, на 150 МВт, планируется в Калифорнии в районе города Блит. Ее оценочная стоимость – от 750 до 850 млн долларов. Другие проекты планируются в Альказаре в Испании. В Австралии разрабатывается проект крупнейшей в мире станции под названием «Кобра» на 250 МВт стоимостью в 1 млрд долларов.

Напомню, что работающая сейчас «Гемасолар» развивает всего 19,9 МВт. Для сравнения, Саяно-Шушенская ГЭС дает 6 400 МВт. Американская Гуверовская ГЭС дает 2 800 МВт. Эти цифры говорят о том, что солнечным электростанциям предстоит еще довольно длительное развитие, прежде чем они смогут обеспечить значительную долю необходимой электроэнергии.