Сонячні батареї в системі енергозберігаючих технологій
Використовуючи блага цивілізації, навряд чи хтось замислюється над тим, що він бере участь в планетарному дійстві, яке називається «знищення запасів енергоносіїв на Землі». Запаси ці не безмежні. А то, з якою старанністю людина знищує їх, попутно забруднюючи навколишнє середовище, нікому не додає оптимізму щодо частини майбуття людства. Тому зараз на передній план висунулися роботи по скороченню бездумного витрати енергоносіїв, пошуку шляхів їх заміни. І сонячні батареї в системі енергозберігаючих технологій відіграють одну з найважливіших ролей.
Сонячна фотовольтаїка: де і як
Саме «чисте» електрику виробляють установки, що використовують поновлювані джерела енергії - Сонце, вітер, воду. Найпотужніші сонячні електростанції світу на сьогоднішній день вже виробляють майже один відсоток від усієї електрики, виробленого на нашій планеті. А ще десять років тому частка сонячної електрики в світовій виробленні становила всього 0.01%. Практично всі великі гелієві електростанції розташовані в пустельних районах нашої планети.
TOPAZ - найпотужніша в світі сонячна електростанція (знімок з супутника)
Ці гігантські споруди займають площі в кілька десятків квадратних кілометрів. З десяти найбільших сонячних електростанцій світу шість знаходяться в США, в пустелях Каліфорнії, Арізони, Невади.
В Європі таких пустельних місць немає. До того ж і днів сонячних поменше, ніж у згаданих місцях. І тому тут пішли іншим шляхом. Наприклад, в Німеччині в даний час все новоспоруджуваної будинку обладнуються сонячними батареями. А даху переважної більшості приватних будинків, фермерських будівель покриті панелями сонячних батарей. Німеччина є світовим лідером з використання енергії сонця.
Невелика комуна в Німеччині. Всі будинки з сонячними батареями
Досить сказати, що в 2014 році тут були встановлені відразу три світові рекорди. За даними Фраунгоферовського інституту систем сонячної енергії (Fraunhofer ICE) шостого червня було зафіксовано рекордне зняття електроенергії з усіх гелієвих панелей в країні - 24.24 гигаватта. Через два дні було зафіксовано надходження в загальну енергосистему 23.1 гігават / годин, що становить 50.6% добового споживання в країні. А всього за сім днів - з другого по восьме червня включно - від сонячних батарей в національну електромережу Німеччини надійшло 1.26 терраватт / годин.
Сонячні батареї зараз можна побачити в найвіддаленіших і важкодоступних місцях, куди або неможливо, або економічно невигідно прокладати магістральну лінію електропередач. Якщо раніше в таких місцях працювали вітросилових установка або дизель-електростанція, то зараз їм на зміну прийшли сонячні батареї. Безшумні, безвідмовні, які не потребують ніякого особливого догляду, не мають ніяких рухомих частин, сонячні міні-електростанції міцно увійшли в побут мешканців віддалених районів. А це означає, що будуть зекономлені сотні тонн дизельного палива, що не будуть викинуті в атмосферу тисячі кубометрів відпрацьованих газів.
Сонячна фотовольтаїка - дуже близьке майбутнє
Поява нових технологій в області електричного фотоперетворення, матеріалознавства дало потужний поштовх для реалізації проектів генерації електроенергії, ще недавно здавалися фантастичними.
У Канаді, неподалік від озера Камлупс, розташувалося невелике університетське місто, що носить це ж ім'я. Перед одним з корпусів університету (Thompson Rivers University) відкрили пішохідну зону, покриття якої складається з 64 сонячних модулів. Ці модулі виробляють в рік понад 15000 кіловат / годин електроенергії. Цього достатньо, щоб живити близько сорока комп'ютерів на повний робочий день. Або повністю забезпечити електрикою житловий будинок. Ця пішохідна зона складається з панелей, розміром 1 × 2 метри, в кожній панелі по 50 осередків.
Перетворення постійного струму в змінний здійснюють 32 мікроінвертора. Панелі захищені прозорим міцним покриттям, яке витримує не тільки вага людини, але і машини.
У Голландії, в невеликому селищі Кроммені, в тестовому режимі запущена в дію експериментальна велодоріжка, яка представляє собою одну величезну сонячну батарею.
Сонячна велодоріжка в Голландії
Для створення її використовувався спеціальний бетон, в який було вмонтовано монокристалічні гелієві панелі. В якості захисту було використано ударостійке скло товщиною в один сантиметр. Це скло, крім своєї міцності, ще володіє протиковзкими властивостями і може витримувати не тільки велосипедистів, а й інші транспортні засоби. Доріжка отримала назву Sola Road. За півроку її експлуатації були отримані такі результати, що вже зараз розробляються проекти нових дорожніх об'єктів з сонячним покриттям.
10 червня 2017 року Астані відкрилася спеціалізована виставка ЕКСПО 2017. Головна тема виставки - «Енергія майбутнього». Головна мета виставки - стимулювати всі країни світу до раціонального використання вже існуючих генеруючих установок і розробку нових технологій, енергозберігаючих, що не завдають шкоди навколишньому середовищу.
Астана. Виставка ЕКСПО 2017
Найбільш видатні досягнення в галузі альтернативної енергетики і енергозберігаючих технологій представлені в Головному виставковому павільйоні. Одна з таких інноваційних розробок представлена Францією.
Ідея цього винаходу з'явилася в 2005 році і належить Жану-Люку Готьє, главі французької фірми COLAS, світовому лідеру в області створення дорожньо-транспортних інфраструктур. У той час в пустелях Каліфорнії і Невади вже будувалися сонячні електростанції. У Франції таких пустель немає. І подібні монстри будувати ніде. Але Франція постійно відчувала дефіцит електроенергії. І ось Готьє запропонував оригінальний вихід з положення. У Франції протяжність автомагістралей становить близько 400000 кілометрів. Переважна частина їх знаходиться під відкритим небом, під палючими променями сонця. І якщо хоч якусь частину цих доріг забезпечити відповідним покриттям, що перетворював би енергію сонця в енергію електричну, то це відкрило б величезні перспективи в частині енергозабезпечення країни.
Дорожнє покриття «Wattway»
Філією Bouyques будівельної компанії спільно з Національним французьким інститутом сонячної енергетики ця задача була вирішена. Винахід, що отримало назву «Wattway», представлено в Головному виставковому павільйоні ЕКСПО 2017. Спеціальне прозоре покриття, здатне витримати рух сотень і тисяч великотоннажних автомобілів, захищає сонячні панелі від пошкодження. Один кілометр такої магістралі дозволяє забезпечити електрикою невеликий населений пункт з п'ятьма тисячами жителів. Експериментальний ділянку такої дороги успішно експлуатується у французькому містечку Турувр-о-Перш. Таким чином, автомагістралі можуть стати новим джерелом екологічно чистої енергії, що не забруднює навколишнє середовище, зберігаються викопні енергоносії.
Кожна країна вирішує проблеми альтернативної енергетики по-своєму. У Франції в сонячні електростанції хочуть перетворити автомагістралі. У США в безплідних пустелях побудовані найпотужніші геліоустановки.
Китай. Провінція Аньхой. Плавуча гелиевая електростанція
Китай, який планує в 2030 році 20% електроенергії отримувати від поновлюваних джерел енергії, в провінції Аньхой на озері, що утворилося в результаті обвалення вугільної шахти, побудував найбільшу в світі плавучу сонячну електростанцію. Тільки так, спільними зусиллями людства, можна зберегти нашу планету.