Солнечная энергетика: история развития
Солнце – доступный и возобновляемый источник энергии на планете, не загрязняющий природную среду. Первые попытки использования энергии солнца известны давно. Легенда гласит, что Архимед сжег флот противника с помощью зажигательных зеркал.
Ученые часто проводили опыты с нагревательными аппаратами, работающими от солнечной энергии. Первые модели нагревательных аппаратов с применением солнечной энергии, были изготовлены в XVII веке. У Н. Соссюра это был деревянный ящик со стеклянной крышкой, где вода разогревалась до 88 градусов Цельсия. В 1774 году А. Лавуазье применил линзы, концентрирующие тепло от солнца.
В тридцатые годы $XX$ века советский академик А. Ф. Иоффе предложил использовать полупроводниковые фотоэлементы для преобразования солнечной энергии.
Солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электрическую впервые в 1957 году в СССР установили на космическом спутнике для обеспечения его работы. В настоящее время устройства, преобразующие энергию солнца в другой тип, – это солнечные батареи и коллектор, а также гибридные устройства, которые совмещают эти виды.
Солнечная энергетика как альтернатива традиционной
Использование солнечной энергетики на энергетическом балансе Земли не отражается. Преимущества солнечной энергетики заключаются в ее бесплатности, отсутствии побочных эффектов, загрязняющих окружающую природную среду (шум, вредоносные выбросы, отходы), а также безопасность, надежность, рециркуляция, простота обслуживания (в том числе автономный режим работы), возможность использования в режиме вспомогательных систем энергоснабжения).
Технический потенциал солнечной энергии в России в два раза превышает нынешнее потребление топлива.
Наибольшее практическое применение во всем мире получили гибридные солнечно-топливные электростанции, а в России – новые виды солнечных концентратов, использующие технологии голографии (разработки Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства). Внедрение фотоэлектрических станций, работающих на солнечных элементах на основе кремния – одна из перспективных технологий.
Солнечная энергия практически преобразуется в электроэнергию непосредственно или косвенно. Косвенно – через концентрацию радиации при помощи следящих зеркал для превращения воды в пар и затем использования пара для генерирования электричества обычными методами (система работает только при прямом освещении солнечными лучами).
Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую – использование фотоэлектрического эффекта.
В России выпускают солнечные тепловые коллекторы для подогрева воды (производительность до 100 тыс. кубических метров ежегодно).
Перспективы солнечной энергетики
Перспективно использование солнечной энергетики для горячего водоснабжения, отопления, для процесса сушки различных продуктов и материалов. Она может быть полезна в сельском хозяйстве, в промышленных технологических процессах.
Перспективы солнечной энергетики обусловлены рядом причин. Так, заменяя ископаемое топливо (сокращая к тому же необходимость импортировать топливо, особенно нефть), солнечная энергия уменьшает загрязнение воздуха и воды. При замене солнечной энергетикой атомного топлива уменьшается угроза распространения атомного оружия, техногенных атомных катастроф (подобных катастрофе Чернобыля, принесшей колоссальные экономические и экологические убытки ряду стран).
Общественным запросам отвечает солнечная энергетика – чистый, дешевый и безопасный источник энергии.
Источники солнца могут уменьшить зависимость от бесперебойного снабжения топливам (не возобновляемыми видами).
Перспективные разработки будут вестись по линии систем, осуществляющих запасы энергии, которая вырабатывается солнечными станциями, поскольку с солнечной энергетикой мало сравнимы другие виды по экологичности и ресурсной базе. В России уклон на развитие солнечной энергетики охватывает регионы Дальнего Востока, удаленные населенные места в Якутии (солнечные электростанции), южные области страны. Будущее – за повсеместным использованием солнечной энергетики, так как масштабы энергопотребления растут, а традиционные ресурсы ограничены.
