 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
258
университете (Германия) сконструирован самолет, мотор которого питается энергией солнечных
батарей, расположенных на его крыльях с размахом 25 м. С грузом до 90 кг он взлетает со
взлетной площадки, покрытой травой, и развивает скорость до 120 км/ч. Швейцарские ученые
запатентовали прозрачные солнечные батареи, которые можно вставлять в оконные рамы вместо
стекла. Между двумя слоями стекла, покрытого тончайшей пленкой двуокиси титана со столь же
тонким слоем светочувствительного пигмента, находится слой электролита с содержанием йода.
Свет, падая на пигмент, выбивает из него электроны, которые через электролит попадают на слой
двуокиси титана. Все слои такой солнечной батареи настолько тонки, что прозрачность стекла
практически не уменьшается. Такие стекла дешевле, чем кремниевые солнечные панели.
Быстрое развитие гелиоэнергетики в Швейцарии стало возможным благодаря снижению
стоимости фотоэлектрических преобразователей в расчете на 1 ватт установленной мощности с
1000 в 1970 г. до 5–8 долл. в 1990 г. и повышению их КПД с 5–6 до 20–30%. В ближайшее время
предлагается уменьшить стоимость солнечного ватта на 50%, что позволит гелиоустановкам
вполне конкурировать с другими автономными источниками энергии, например, с дизельными
электростанциями. Одним из мировых лидеров практического использования гелиоэнергетики
стала Швейцария: более 700 гелиоустановок на кремниевых фотопреобразователях мощностью от
1 кВт до 1 МВт и солнечных коллекторных устройств для получения солнечной энергии.
Гелиоэлектрическая программа Швейцарии внесет заметный вклад в решение экологических
проблем и в энергетическую независимость страны, импортирующей сегодня более 80% энергии
из-за рубежа.
Гелиоустановку на кремниевых фотопреобразователях чаще всего мощностью 2–3 кВт нередко
монтируют на крышах и фасадах зданий (20–30 м²). Такая установка вырабатывает в год в
среднем 3000 кВт·ч электроэнергии, что достаточно для обеспечения бытовых нужд, а иногда и
зарядки бортовых аккумуляторов электромобиля. Дневной избыток энергии в летнюю пору
направляют в электрическую сеть общего пользования. Зимой энергия может быть бесплатно
возвращена владельцу гелиоустановки. Крупные фирмы монтируют на крышах производственных
корпусов гелиостанции мощностью до 300 кВт. Однако такая станция может покрыть потребности
предприятия в энергии лишь на 55–70%. В районах альпийского высокогорья, где нерентабельно
прокладывать линии электропередач, строятся автономные гелиоустановки с аккумуляторами-
накопителями энергии.
По опыту эксплуатации и согласно некоторым расчетам Солнце в состоянии обеспечить
энергопотребности по меньшей мере всех жилых зданий в стране. Гелиоустановки, располагаясь
на крышах и стенах зданий, на шумозащитных ограждениях автодорог, на транспортных и
промышленных сооружениях не требуют для размещения дорогостоящей сельскохозяйственной
или городской территории.
Автономная солнечная установка у поселка Гримзель дает электроэнергию для
круглосуточного освещения автодорожного тоннеля. Вблизи города Шур солнечные панели,
смонтированные на 700-метровом участке шумозащитного ограждения, ежегодно дают 100 кВт
электроэнергии. Солнечные панели мощностью 320 кВт, установленные на крыше
производственного корпуса, почти полностью покрывают технологические потребности
предприятия в тепле и электроэнергии. КПД кремниевых фотопреобразователей при сильном
нагреве заметно снижается, и поэтому под солнечными панелями проложены вентиляционные
трубопроводы для прокачки наружного воздуха. Нагретый воздух работает как теплоноситель
коллекторных устройств. Один из крупных разделов гелиоэлектрической программы Швейцарии
– развитие транспортных средств, использующих солнечную энергию, ибо автотранспорт
потребляет около четверти энергетических ресурсов, необходимых стране. Ежегодно в
Швейцарии проводится международное ралли солнцемобилей.
В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос.
Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно
солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0,0125%
количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой
энергетики. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся
реализовать в больших масштабах. Одно из наиболее серьезных препятствий такой реализации –
низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях
(южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения относительно невелика.
Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения «собирали» энергию, необходимую хотя бы