Заміна усталених джерел енергії

Людство використовує різні види енергії з давніх часів. Саме існування людей без енергії звичайно можливо, але повноцінний розвиток навряд чи. З кожним роком споживання енергії на планеті зростає величезними темпами. З одного боку це не погано, але з іншого, кожен знає, що для вироблення енергії необхідні енергоносії, такі як нафта, вугілля і газ.

Обсяги цих природних корисних копалин скорочуються пропорційно зростаючим обсягам споживання енергії. Скільки їх залишилося, не відомо. Є різні дані про терміни, але в середньому всі сходяться, що часовий інтервал перебувати в межах 200-300 років. Рано чи пізно настане момент повного виснаження нашої планети, що змусить людство переходити на альтернативні джерела в терміновому порядку. Щоб цей перехід був якомога непомітніше для обивателя і не викликав енергетичної кризи, вже зараз необхідно замислитися над тим, що сонячна енергетика є одним з перспективних напрямків розвитку альтернативних, безпечних і нешкідливих для природи джерел енергії.

Чому в якості основного напрямку розвитку обрані саме сонячна енергетика? Існують і інші ефективні методи видобутку електроенергії. Справа в тому, що у кожного з усіх видів електростанцій є свої мінуси і негативні фактори, як правило, впливають на атмосферу і природу планети.

Незаперечні недоліки сучасних електростанцій

Негативні аспекти найпоширеніших теплових електростанцій, що працюють на природних горючих матеріалах це:

• зменшення світових запасів природних копалин,
• забруднення навколишнього середовища,
• зменшення концентрації кисню в атмосфері,
• нанесення шкоди видобутком і переробкою необхідних енергоносіїв.

Все це тільки основні тези, які говорять про те, що необхідно якомога швидше знижувати відсоток подібних споруд на Землі. До слова сказати, такої думки дотримуються не тільки екологи та захисники природи, а й самі енергетики, які прекрасно бачать наслідки подібної діяльності.

До нинішнього моменту енергія, що видається ТЕС в світових масштабах, перевищує 63% від загальної кількості одержуваної потужності. На другому місці знаходиться, на перший погляд нешкідлива, гідроенергетика або так звані гідроелектростанції. На їх частку припадає 19% всієї видобутої енергії. М`яко кажучи не малий відсоток, який забезпечує майже п`яту частину людства.

Але як показав час, будівництво гідроелектростанцій обґрунтовано виключно на окремо взятих річках з постійним сильною течією, до яких відносяться, як правило, гірські водні потоки. Будівництво подібних електростанцій призводить до порушення природної прохідності річок, забруднюючи їх і приводячи до порушення екологічної обстановки.

Наступний варіант видобутку енергії - атомні електростанції. Відсоток вироблення наближається до 17%, і мав стабільне зростання до всесвітньо відомої Чорнобильської катастрофи. Скільки шкоди принесла аварія згадувати зайве. Тому поняття атомної енергії значно призупинило свій розвиток. У деяких країнах дійшло навіть до відмови від даного виду енергії. Хоча, справедливості заради варто відзначити, що час не поспішаючи розставляє все на свої місця, і все частіше людство починає звертати свій погляд на атомну енергію.

Переваги атомної енергетики всім відомі: це, звичайно ж, дуже потужне сировину і величезна вироблення енергії, але в той же час, на іншій чаші ваг значні негативні моменти. Крім самої природної катастрофи, яка може статися після аварії в реакторі, дуже гостро стоїть питання про зберігання і утилізації відходів ядерної енергетики.

З огляду на загальний спектр недоліків усталених електростанцій, сонячна енергетика виглядає як панацея від усіх негативних наслідків. Це не дивно, так як будь-який вказаний недолік не застосуємо до енергії сонячних батарей.

Сучасне використання енергії сонця

Сонячна енергетика почала набирати свої обороти в 20 столітті. Після відкриття фотоефекту в 19 столітті, людство побачило в сонячних батареях реальне джерело, здатний змінити багато на планеті в кращу сторону.

Ранні розробки найпростіших моно і полікристалічних панелей давали незначна кількість енергії, але з кожним роком відсоток корисної дії батарей зростає із завидною постійністю. Після винаходу нових сплавів і матеріалів, ККД батарей став настільки високий, що дозволив створити сонячні батареї мають можливість забезпечити електроенергією цілі будови.

Застосування сонячних батарей в даний час обумовлено не тільки бажанням врятувати наше середовище проживання, а радше небажанням оплачувати постійно зростаючі тарифи на електроенергію. Постійне вдосконалення сонячних батарей дає безліч напрямків використання світлової енергії. Не рідкісні в сучасних будинках установки по нагріванню води за допомогою альтернативних батарей. Сонячні колектори дозволяють нагрівати теплоносій і забезпечувати житло не тільки гарячою водою, а й опалювати його в холодну пору року.

Багато міст країни, побачивши вигідність сонячних батарей, встановлюють в якості міського освітлення ліхтарі на основі сонячної енергії. Подібний досвід використовується вже тривалий час, і показують виключно позитивні результати. Безперечно, є куди прагнути і вдосконалюватися в цьому напрямку, але одне те, що людина на різних соціальних рівнях бачить корисність такого виду енергії, вселяє надію на те, що сонячні енергосистеми мають багатообіцяюче майбутнє.

Перспективи розвитку і освоєння нових горизонтів

Але все це в масштабах окремо взятого будинку або міста, а як буде вироблятися електроенергія в масштабах країни? У цей момент сонячна енергетика натикається на наріжний камінь свого головного недоліку - наявності величезного відкритого простору для установки достатньої кількості сонячних батарей. Важко підрахувати, скільки необхідно вільної площі для установки потрібної кількості модулів, так як це залежить від багатьох показників, наприклад потужності і споживання, але те, що площа величезна це факт.

До того ж, для обслуговування такої кількості сонячних батарей буде потрібно багато спецтехніки та трудових ресурсів, а при тривалому похмурому періоді вся ця установка буде марна.

Незважаючи на це існують, і відмінно працюють сонячні електростанції в ряді країн. Наприклад, Німеччина є лідером по виробленню саме такого виду енергії. Потужності, які дає сонячна енергетика всієї планети на сьогоднішній день складає більше 30 гігават.

Сміливе рішення проблеми нестачі вільного простору

Основним і по-справжньому сміливим проектом, який активно розглядають вчені всіх розвинених країн, це проекти орбітальних сонячних електростанцій. Вперше така пропозиція з`явилося в 1968 році. Проект аж ніяк не фантастичний, а цілком реальний. За теоретичними розрахунками орбітальна станція дає можливість виробляти в багато разів більше електроенергії за рахунок таких аспектів:

• площину батарей перебувати постійно під потрібним кутом до сонця,
• абсолютне виключення похмурих днів,
• вироблення струму цілодобово,
• виключення забруднення поверхні батарей пилом, снігом або іншими природними матеріалами знаходяться на поверхні землі,
• до того ж розмір і кількість батарей не має значення, так як космічний простір безмежно.

Слід зазначити і недоліки, які не можуть поки що забезпечити виведення на навколоземну орбіту таких станцій. По перше, немає чітких проектів про передачу накопиченої енергії з орбіти на землю. Існують тільки досвідчені розробки, але як вони проявлять себе на практиці не відомо. По-друге - матеріальна сторона питання.

Скільки буде коштувати подібний проект важко сказати. Для відправки такої кількості елементів в космос потрібно зробити багато сотень запусків важких транспортних космічних кораблів, а кожен запуск такого агрегату дорівнює річному бюджету деяких невеликих країн. Тому таке завдання під силу виключно наддержавам.

Незважаючи на безліч протилежних думок, на 2040 рік уже заплановано перший запуск подібних сонячних станцій. Не дивлячись на те, що це тільки дослідний зразок для перевірки працездатності загальної схеми, запуск стане початком серйозного і повномасштабного освоєння напрямку під назвою - космічна сонячна енергетика.