Когда ученые и правительства обсуждают будущее "зеленой" энергетики и использование возобновляемых источников, то в первую очередь рассматривают солнечную энергию. Это логично — в этой отрасли были достигнуты заметные успехи. В последние годы объем капитальных вложений составлял около 15 млрд. дол. в год. К началу 2020-х годов уровень технологического развития позволил получать 200-600 кВт энергии с 1 кв.м установленной солнечной батареи, а мировое производство превысило 190 млн. МВтч.
Плюсы солнечной энергии
Солнечные лучи — это неиссякаемый источник энергии. Ежегодно на Землю поступает большое количество солнечной энергии — 1018 квт*ч, причем на поверхность суши приходится только пятая часть этого потока, поэтому перспективным может оказаться строительство станций на воде.
Основные преимущества солнечной энергии:
· возобновляемость — этим она выгодно отличается от нефти, угля и газа;
· большой объем — теоретически мощность облучения Земли солнечным светом в несколько тысяч раз превышает потребность человечества в энергии;
· доступность — хотя больше всего света получает экватор, энергию можно использовать даже в северных странах;
· обширная область применения — от космической отрасли до опреснительных установок в странах Африки;
· возможность внедрения солнечных модулей еще на этапе возведения здания — такие технологии были разработаны в Японии.
Еще одно преимущество солнечной энергетики — электростанции этого типа можно сравнительно легко интегрировать в традиционные тепловые электростанции — как минимум параллельно с камерами сгорания, которые сегодня используются для ископаемых видов топлива. Но даже при благоприятных условиях солнечная энергия остается слишком дорогой для того, чтобы обеспечивать доступное централизованное отопление на внутренних рынках. Нужно снизить ее себестоимость в 2-3 раза для того, чтобы она стала конкурентоспособной в этой отрасли.
Если говорить о географии использования солнечной энергии, то лидером здесь является Австралия. Она занимает первое место по мощности солнечных электростанций на душу населения. Но при этом второе место занимает не самое солнечное место на планете — Германия. На ее долю приходится 40% от мощности электростанций такого типа в ЕС. А вот ОАЭ в этом рейтинге оказались на третьем месте. Из развитых стран в десятку лидеров входят также США, Япония и Италия.
Но это то, что касается потребления. Если говорить о крупных проектах, то самая мощная солнечная электростанция построена в Индии — мощностью около 2,2 КВт. Мощные электростанции строятся в Китае и США, в странах Африки и Ближнего Востока, поскольку там сложились благоприятные климатические условия.
Еще одно достоинство солнечной энергии — это внедрение инновационных технологий, обеспечивающих бесшумную работу оборудования.
Недостатки солнечной энергии
Несмотря на преимущества, у солнечной энергии как возобновляемого источника есть свои недостатки. Главный из них — непостоянство и непредсказуемый объем выработки энергии, ведь она по-прежнему зависит от количества пасмурных и дождливых дней. Недостатками солнечной энергетики также являются:
· большие суммы капитальных вложений;
· сложность оборудования, используемого для промышленной генерации;
· высокая стоимость аккумулирования энергии, а этот этап очень важен, поскольку позволяет сгладить скачки в выработке;
· необходимость использовать большие площади для размещения оборудования.
В настоящее время технологии позволяют сооружать достаточно крупные энергоустановки. В основном это электростанции либо башенного, либо модульного типа (он также называется распределенным). Главный недостаток электростанций башенного типа — это большая площадь. Для выработки 100 МВт потребуется 200 га. Для сравнения АЭС, которая будет давать 1000 МВт, займет всего 20 га. У модульных электростанций этого недостатка нет. Но у них есть другой минус — низкий КПД. Такие электростанции эффективны для автономных систем в частных домах, для электромобилей. Также их используют в космической отрасли.
В течение длительного времени считалось, что солнечная энергия стоит слишком дорого. С 2010 года в течение десяти лет ее стоимость неуклонно снижалось (в 7 раз по сравнению с первоначальным показателем), что говорит о том, что она может быть доступной и без государственных субсидий. Однако в 2021 году ее стоимость снова повысилась из-за проблем с производством солнечных панелей — а это показатель уязвимости отрасли. Рассчитывать на солнечную энергию как на основной источник вряд ли получится, но она может стать частью энергоэффективной системы, которая будет использовать и другие возобновляемые ресурсы.