Вопросы энергосбережения и развития систем возобновляемых источников энергии стали одними из самых актуальных в XXI веке не только потому, что ресурсная база традиционной энергетики исчерпаема. Альтернативная энергетика снижает риск причинения вреда окружающей среде, а такие зеленые технологии сейчас не только в моде, они жизненно необходимы.
Страны-лидеры в этих вопросах – Китай, США, Бразилия, Индия и Германия. Россия пока заметно от них отстает, но вот что примечательно: специалисты в области возобновляемых источников энергетики из КНР приезжают поучиться этому вопросу в уральский Челябинск.
Эксперты обращают внимание, что альтернативная энергетика начала в нашей стране развиваться в регионах, в которых природный потенциал возобновляемых источников энергии считался наибольшим. Это, например, Астраханская и Оренбургская области, Крым и Алтай, Ставропольский край, Адыгея и Калмыкия. Где-то – много солнца, где-то в степях – постоянный ветер – то, что нужно для солнечных и ветряных станций. Впрочем, применяют такую зеленую энергетику и на Урале.
Если вы приедете в Челябинск, то увидите пример внедрения в городское пространство солнечных батарей. С их помощью заряжают фонари на остановках общественного транспорта и пешеходные светофоры. Солнечные панели – совершенно привычное явление для челябинцев и даже «фишка» в интерьере города. Использовать возобновляемую энергию солнца в этом уральском городе планируют еще шире, например, для освещения домов и общественных зданий – технологические возможности для этого есть. Специалисты подсчитали, что установленные на кровлях жилых домов солнечные батареи помогают снижать традиционные энерготраты до 10 процентов.
– Источники возобновляемой энергетики вообще есть везде и вне зависимости от погоды. На Урале в том числе. Даже когда пасмурно, солнечные лучи все равно проникают через облака, это же всем известно, – поясняет доктор технических наук, профессор Южно-Уральского государственного университета Ирина Кирпичникова.
Фотоэлектрические преобразователи солнечной батареи действительно способны вырабатывать электрический ток даже в пасмурную погоду. Низкие температуры воздуха зимой тоже не помеха – в данном случае важен угол наклона панелей по отношению к поверхности земли.
Солнечные панели на пешеходных переходах давно стали обыденностью для уральского мегаполиса . Газета «Южноуральская панорама», фотограф Людмила Ковалева
Но вот если в Челябинске солнечная энергия имеется в достаточных количествах, чтобы строить электрические станции (1150 киловатт-час на квадратный метр в год), с энергией ветра дела на Урале сложнее, однако ученые выход нашли.
– Для того чтобы эффективно работали горизонтальные ветроустановки, это известные всем трехлопастные, ветер нужен более пяти метров в секунду, – продолжает профессор Кирпичникова. – В Челябинске среднегодовые значения – три-четыре метра в секунду, и этого мало для строительства ветропарка. Однако сейчас существуют технологии и разработки вертикально-осевых ветроустановок, и они как раз работают при малых скоростях ветра. В ЮУрГУ уже изобрели как раз такую самораскручивающуюся ветроустановку. В ней ось вращения перпендикулярна горизонтальной поверхности Земли, достаточно небольшого порыва ветра, чтобы она заработала.
Использование возобновляемых источников энергии, конечно, не предполагает полную замену традиционных источников. Важно, что за счет них можно снизить так называемый карбоновый след – выбросы углекислого газа при производстве любой продукции и особенно на тепловых электростанциях, где производство одного гигаватт-часа электроэнергии сопровождается выбросами в атмосферу СО2 в размере 700 тонн. Так как Челябинск все-таки промышленный город, альтернативной энергетике в нем уделяют огромное внимание. В вузах даже готовят специалистов в этой области, а по совместной с китайским университетом программе из КНР в уральский город приезжают студенты, чтобы пройти именно здесь обучение по профилю «возобновляемая энергетика».