Главная Жизнь 04:00 02 Сентября 2011 4600
Охота на солнечного зайчика
Человечество нашло замену солнечным батареям
Валерий Чумаков

Гиперболоид инженера Архимеда

Вообще-то в солнечной энергетике на кремниевых элементах свет клином не сошелся. Способов преобразования солнечной энергии в электрическую существует множество. И использование солнечных батарей (то есть фотоэлектрических преобразователей) — лишь один из них. Срок службы батареи составляет примерно 30 лет. За эти годы элемент, на изготовление которого ушел всего 1 килограмм солнечного кремния, может дать столько же электроэнергии, сколько производится при сжигании 75 тонн нефти. Однако на окупаемость такие элементы выходят пока только на 14-15-м году работы, а это по сравнению с теми же тепловыми электростанциями непозволительно долго.

Поэтому для преобразования солнечной энергии в электрическую в промышленных масштабах сейчас в основном используют значительно более дешевый способ, предложенный, согласно легенде, еще в III веке до н. э. знаменитым ученым Архимедом Сиракузским. Правда, солнечный свет он использовал тогда вовсе не с мирной целью получения дешевой энергии, а для обороны родных Сиракуз, атакованных с моря галерами римского полководца Марцелла. Вот что писал об этом в своей «Истории» византийский хронист Цец: «Когда римские корабли находились на расстоянии полета стрелы, Архимед стал действовать шестиугольным зеркалом, составленным из небольших четырехугольных зеркал, которые можно было двигать при помощи шарниров и металлических планок. Он установил это зеркало так, чтобы оно пересекалось в середине зимней и летней солнечными линиями, и поэтому принятые этим зеркалом солнечные лучи, отражаясь, создавали жар, который обращал суда римлян в пепел, хотя они находились на расстоянии полета стрелы».

Именно на этом принципе основана работа современных гелиоэлектростанций. Установленные на значительной, до нескольких тысяч квадратных метров, территории зеркала-гелиостаты, поворачивающиеся вслед за Солнцем, направляют лучи солнечного света на емкость с теплоприемником, в качестве которого обычно выступает вода. Дальше все происходит так же, как на обычных ТЭС: вода нагревается, закипает, превращается в пар, пар крутит турбину, турбина передает вращение на ротор генератора, а тот вырабатывает электричество. В США сейчас работает несколько гибридных солнечно-тепловых электростанций общей мощностью более 600 МВт.

Всесоюзный солярий

Первая в мире промышленная солнечная электростанция была построена в 1986 году в СССР, в Крыму, недалеко от города Щелкино. СЭС-5, обошедшаяся Советскому Союзу в сумасшедшую сумму — 29,5 млн. рублей, — состояла из 80-метровой башни с установленным на ней котлом-парогенератором и 1600 поворачивающихся по командам ЭВМ (если кто не помнит, именно так в те недалекие времена в СССР назывались компьютеры — электронно-вычислительные машины) гелиостатов 5×5 метров каждый. Станция имела пиковую мощность 5 МВт. Столько же, сколько у первого советского ядерного реактора. За 10 лет работы она выработала 2 млн. кВт/ч электроэнергии, однако стоимость ее электричества оказалась довольно высокой, и в середине 90-х правительство Украины решило станцию закрыть.

В это время работы активизировались в Штатах, где компания Loose Industries в самом конце 1989 года запустила 80-мегаваттную солнечно-газовую электростанцию. За следующие пять лет та же компания только в Калифорнии построила таких СЭС еще на 480 МВт и довела стоимость одного солнечно-газового кВт/ч до 7–8 центов. Что совсем неплохо по сравнению с 15 центами за кВт/ч энергии — во столько обходится электричество, производимое на АЭС.

Грелка

Использовать энергию Солн-ца в быту можно и без превращения ее в электричество. Для того чтобы протопить холодную комнату или нагреть воду в водопроводе, можно напрямую воспользоваться солнечным теплом. Установки, собирающие, сохраняющие и передающие это тепло, называются солнечными коллекторами. Обычно коллекторы производятся для нужд какого-то конкретного здания. В простейшем варианте все выглядит так: на крыше дома или на его южной стене устанавливается панель, состоящая из тоненьких трубочек, по которым в специальный бак-аккумулятор подается вода. Солнце нагревает трубки, трубки нагревают воду, горячая вода (ее температура в такой системе при использовании зеркального поддона может доходить до 60–90 градусов) накапливается в баке и потом используется для обогрева или горячего водоснабжения. Дома, оборудованные такими системами (которые обычно доукомплектовываются и кремниевыми солнечными элементами), называются «солнечными домами». С одной стороны, такой «солнечный дом» стоит несколько дороже, чем его обычный собрат, но с другой, он позволяет резко сократить коммунальные платежи — на 50–70%.

Однако встречаются и куда более навороченные системы. Одна из них была сооружена в США в штате Нью-Мексико еще в 1978 году и работает до сих пор. Она называется Национальной солнечной установкой для тепловых испытаний (NSTTF). Принадлежит она Пентагону и применяется для проверки жаропрочности корпусов ракет, военных и гражданских. Состоит NSTTF из 60-метровой башни-мишени и 220 гелиостатов размером 6×6 метров каждый. Зеркала, как в архимедовой установке, направляют солнечные зайчики в одно полутораметровое пятнышко на верхушке устройства, где температура в солнечные дни поднимается до 2000 градусов Цельсия. Всего в 2,5 раза меньше, чем на поверхности Солнца, и в 2 раза выше температуры горения напалма. Установка занимает территорию в 8500 кв. м, выдает мощность 5 МВт.

Сколько нужно крыш

Но такие монстры — пока скорее исключение. А вот «солнечные дома» на Западе — уже почти правило. Почти, потому что и там не каждый обыватель готов заплатить за дом лишние 10 тысяч долларов (1500–3000 — за солнечные коллекторы и 7000 — за элементы), ожидая, что вложения окупятся через 7–10 лет. Именно поэтому правительства развитых стран, то есть тех стран, которые имеют возможность беспокоиться об экологии и о послезавтрашнем дне, и разрабатывают программы, помогающие людям понять, с какой стороны солнечный бутерброд намазан маслом. Названия этих проектов особым разнообразием не отличаются. Первый был разработан еще в 1990 году в Германии, являющейся страной — лидером по постройке «солнечных домов», и назывался «1000 солнечных крыш». Следом за Германией подобный проект, только под названием «100 тысяч солнечных крыш», был принят для всех стран — членов ЕС. В Японии солнечная энергетика начала продвижение под кодовым названием «70 тысяч солнечных крыш». И, наконец, последний проект родился в США. Со свойственной американцам гигантоманией он был назван «1 миллион солнечных крыш». Наверное, не из экологических, а из чисто меркантильных интересов присоединилась к этому движению и Монголия с проектом «40 тысяч солнечных юрт».

Жители и организации, решившие потратиться на дооборудование своих домов и офисов солнечными коллекторами и батареями, попадают в особые реестры. После чего начинают пользоваться привилегиями. Во-первых, государство компенсирует им часть затраченных средств. Во-вторых, они получают особые налоговые льготы. В-третьих, для них открывается доступ к специальным льготным кредитам и беспроцентным ссудам. Их бесплатно обучают пользованию такой домашней энергосистемой, а для компаний, занимающихся производством, продажей и установкой солнечной техники, проводят бесплатные маркетинговые исследования, которые стоят немало. К участию в этих программах подключают всех, кого только можно. Европейское космическое агентство, например, снабжает участников европейской программы картами соляризации, с тем чтобы те знали, где установленная батарея даст больше электричества. В США на аналогичную программу уже потрачено более 6 млрд. долларов. В результате Штаты свою программу уже перевыполнили: тут солнечная технология уже используется в 1,5 млн. домов. Все вместе они экономят около 1400 МВт. А 1400 сэкономленных мегаватт — это примерно 14 млн. тонн не сожженной за год нефти.

В Германии государство не только компенсирует «солнцепоклонникам» до 70% затрат на соляризацию домов, но еще и покупает у них произведенное электричество по ценам, сильно превышающим рыночные. То есть днем, когда дом потребляет энергии мало, а производит много, ее излишки уходят в городскую сеть, а хозяин получает по 80 евроцентов за каждый сданный кВт/ч. Ночью же он сам покупает у этой сети электричество, но уже по 20 евроцентов. Благодаря этой программе в стране мостят солнечными элементами по полмиллиона квадратных метров крыш в год.

Справедливости ради стоит сказать, что в России тоже кое-где стоят «солнечные дома». В Краснодарском крае существует целая «солнечная деревня» из 40 домов, крыша каждого из которых украшена киловаттной солнечной батареей. Несколько домов, использующих солнечные коллекторы, построены в Москве и во Владивостоке. Кстати, те кто думает, что знаменитые «золотые мозги», венчающие здание Академии наук РФ, — это солнечные батареи, ошибаются. Золотоцветные трубчатые конструкции к энергии Солнца не имеют никакого отношения, это чисто декоративный элемент, добавленный к проекту академиком Келдышем, являвшимся в начале 1970-х президентом академии и мечтавшим, чтобы в новом здании было что-то космическое.

А в программном документе главного российского энергопроизводителя под названием «Концепция технической политики ОАО РАО „ЕЭС России“ на период до 2030 года» солнечной энергетике вообще и солнечным коллекторам в частности посвящено целых полстраницы из 90. Ну хоть что то, это для нас уже неплохо.

Жизнь 00:18 / 23 Января 2026 21529
Кущевка на Неве

Главу питерского муниципального округа «Дачное» Вадима Сагалаева и его заместителя Игоря Заболотного задержали по делу о тройном убийстве

Ирина Смирнова, Санкт-Петербург
Труд
Фото: Николай Гынгазов, globallookpress.com

Целый букет обвинений предъявила прокуратура Выборгского района Петербурга 35-летнему Максиму Шарипову. Бывший зампредседателя комитета по инвестициям Смольного обвиняется по трем статьям УК, связанным с взяточничеством....

Жизнь 00:02 / 16 Января 2026 12655
Назад в СССР

Мода на все советское захватила россиян. Почему же нас так тянет в прошлое?

Ирина Хмара
Труд
Фото: Komsomolskaya Pravda/Global Look Press, globallookpress.com

Один из трендов наступившего года — небывалый спрос на ретровещи эпохи СССР. То, что не так давно россияне массово тащили на помойку, теперь идет нарасхват. В моде снова шкафы и буфеты из 1960-1970-х....

Жизнь 00:01 / 06 Февраля 2026 7130
Из жизни развалин

Снос бывшего ТЦ у станции метро «Приморская» превратился в бесконечный аттракцион

Ирина Смирнова, Санкт-Петербург
Труд
Вот он, результат половинчатых решений... Фото из открытых источников

Бурно началась новая сессия Законодательного собрания Петербурга. Хотя слушания по законопроекту губернатора об ужесточении ответственности для недобросовестных владельцев киосков вроде бы жарких дебатов не предвещали. Но в предвыборный...

Жизнь 00:01 / 06 Февраля 2026 6241
Золотой клад адмирала

Историк Александр Витковский рассказывает, как искал место, где в годы Гражданской войны было зарыто золото Колчака

Николай Новиков
Труд
Фото: Vladimir Boiko/Russian Look, globallookpress.com

В ночь на 7 февраля 1920 года на льду реки Ушаковки в Иркутске расстреляли Верховного правителя России адмирала Колчака. С теми днями связано немало тайн. За отгадками историк Александр Витковский отправился...

О чем на самом деле вопиет убийство ребенка из многодетной семьи?

Ирина Смирнова, Санкт-Петербург
Как внезапно выяснилось, в школу Паша не ходил: мать пыталась записать его, но не успела

Жителей Петербурга потрясло убийство девятилетнего Паши Тифитулина 38-летним педофилом Петром Жилкиным. Многие восприняли эту беду как свою личную. Сотрудники полиции, спасательные службы, волонтеры «ЛизаАлерт» и просто неравнодушные...

Жизнь 21:01 / 31 Января 2026 4477
Последняя колонка

Астраханскую область наводнили сайгаки

Труд
Фото: Konstantin Tarusov/Russian Look, globallookpress.com

Акула в горах Кавказа Эколог Кабардино-Балкарского государственного университета Аубекир Хатухов передал в краеведческий музей уникальные находки. Экспедиция обнаружила в песчаных отложениях горной реки Черек зубы огромной ископаемой...

Прокуратура Москвы составила портрет среднестатистического преступника по итогам минувшего года. И вот что получилось

Ольга Лернер
Труд
Фото: Александра Погиба/news.ru, globallookpress.com

Итак, 81,4% преступлений пришлось на долю мужчин, всего более 25 тысяч случаев, на счету женщин 5 тысяч правонарушений. У большинства правонарушителей не было постоянного источника дохода. Преобладающий возраст —...

Жизнь 15:48 / 19 Февраля 2026 4071
«Труду» – 105 лет!

Дата, конечно, не очень круглая, но кто знает, что там приключится на пути к полноценному юбилею – к 150-летию

Валерий Симонов, главный редактор «Труда»

На бегу, в газетной суете, иногда надо остановиться-оглянуться. Вот и сегодня есть для этого повод: 19 февраля исполняется 105 лет со дня выхода в свет первого номера «Труда». Возраст! Дата, конечно, не очень круглая, но кто знает,...

В случае отказа он угрожал предпринимателю проведением проверок и проблемами для его бизнеса

Бывший заместитель прокурора подмосковного города Видное Алексей Харитоненко стал фигурантом уголовного дела о получении взяток. «Откаты» он брал земельными участками, общая стоимость которых составляет без малого полмиллиарда рублей. Как...

Жизнь 20:01 / 17 Января 2026 3882
Последняя колонка

Розовые фламинго вернулись в Поволжье

Труд
Фото: jspix/imageBROKER.com, globallookpress.com

Как спасали хаски Эта история с чудесным спасением сибирской хаски в горах Сочи может тронуть и черствые сердца. А все началось с того, что сотрудница железнодорожной станции сообщила о раненом волке, сбитом поездом...

Коварная все-таки это вещь - затяжные праздники и каникулы. Настоящее испытание для семьи

Максим Башкеев
Труд
В январе-феврале в загсах обычно фиксируют резкое увеличение числа разводов. Фото: Imago/Zoonar.com/Dmitrii Marchen, globallookpress.com

Две недели тесного общения могут выдержать далеко не все пары, вот и статистика это подтверждает: в январе-феврале в загсах обычно фиксируют резкое увеличение числа разводов. Как будет на этот раз? Обратимся к данным...

Жизнь 00:01 / 16 Января 2026 3690
Вася + Юля

Современная история о любви и о войне

Андрей Гореловский
Труд
Юля и Вася мечтают о мире и о детях

Как же доставала нас, жителей московского района Люблино, эта компания «молодняка», оккупирующих по вечерам детскую площадку в нашем дворе. Пивасик, матерок, визг девчонок и прочие прелести: А когда эти «деточки»...

Его книги «К суду Истории» и «Они окружали Сталина» были изданы на Западе, где стали бестселлерами

Ушёл из жизни известный российский и советский историк, публицист, писатель, автор многих историко-политических биографий, член диссидентского движения в СССР Рой Медведев. Ему было 100 лет. О смерти Медведева рассказала РИА Новости его невестка...

Жизнь 00:02 / 30 Января 2026 3334
Прощай, вещизм?

Шеринг и аренда все шире вторгаются в нашу жизнь. Проблема в том, что эти идеи переносятся и на отношения между людьми...

Ирина Хмара
Труд
Фото: Maksim Konstantinov/Global Look Press, globallookpress.com

На протяжении всей истории человечества люди желали обладать чем-то сугубо своим: свой дом, свое хозяйство, свои вещи — чем больше, тем лучше! Правда, 100 лет назад социалисты вроде бы попытались победить вещизм и мещанство,...

Жизнь 20:01 / 24 Января 2026 3140
Последняя колонка

Департамент ЖКХ Новосибирска следит за подрядчиками с помощью ИИ

Труд
Фото: Shatokhina Natalia/news.ru, globallookpress.com

Хеопс его знает… В социальных сетях Костромы появилось объявление о продаже кусочка пирамиды Хеопса. Торговец уверяет, что это подлинный камень, который он привез из Египта. Раритет выставлен на торги за 12 млн рублей. Продавец поясняет,...

В эти январские дни в Калининградском зоопарке умерла слониха Преголя

Владислав Ржевский, Калининград
Труд
Названная в честь главной реки Калининградской области, Преголя родилась 12 октября 1970 года

Прожила она немало — 55 лет. Если на свободе слоны живут до 70, то в зоопарках-цирках слоновий век составляет в среднем 20. Почему? В неволе уровень стресса у этих животных выше, чем в дикой...





Подписаться

Еженедельная рассылка самых важных и интересных новостей от Труда. Без спама.

Подписаться
Спасибо!

Вы подписались на еженедельную рассылку от Труда. Мы пришлем Вам первый выпуск сегодня.

Порядок разделов

Для того, чтобы изменить порядок раделов, передвиньте их и установите в нужной последовательности

Сохранить
Спроси у юриста

Квалифицированные юристы помогут разобраться в правовых коллизиях вашей проблемы

Хотите получать уведомления о самых важных новостях от Труда?