Пустыни получают колоссальное количество солнечного излучения. Еще в конце XX века физик Герхард Книс подсчитал, что всего за шесть часов пустынные территории Земли получают столько солнечной энергии, сколько человечество расходует за год. Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», именно эти расчеты стали одним из стимулов для масштабных планов по освоению солнечного потенциала пустынь.
Большой потенциал и суровые условия
В начале 2000-х идея масштабного использования солнечной энергии легла в основу международного проекта DESERTEC. Предполагалось построить в пустынях Северной Африки крупные солнечные электростанции и передавать их энергию потребителям в странах Средиземноморья и Ближнего Востока.
Однако экстремальные условия оказались серьезным препятствием. Под прямыми солнечными лучами температура панелей может достигать 80 °C, тогда как оптимальным для фотоэлементов считается показатель около 25 °C. При дальнейшем нагреве эффективность оборудования уменьшается примерно на 0,5% с каждым дополнительным градусом.
Проблемой становится и песчаная пыль. Оседая на поверхности модулей, она препятствует прохождению солнечного света. Для очистки требуется вода, которая в пустынях сама по себе является дефицитным ресурсом. Например, на египетской СЭС «Бенбан» ежегодно на эти цели расходуется около 1,5 млн литров воды.
Исследование ученых Массачусетского технологического института, опубликованное в Science Advances, оценивало мировой расход воды на очистку солнечных панелей примерно в 38 млрд литров в год.
Электричество нужно еще и доставить
Даже при эффективной работе солнечных станций остается вопрос транспортировки энергии. Линии постоянного тока высокого напряжения позволяют передавать электричество на тысячи километров, однако потери составляют около 3% на каждую тысячу километров.
Кроме технических сложностей, строительство таких магистралей требует международных соглашений и значительных инвестиций. Показателен проект подводного кабеля между Марокко и Великобританией длиной около 3,8 тыс. км. Его стоимость за несколько лет согласований выросла с 16 до 24 млрд фунтов стерлингов, после чего британские власти прекратили его поддержку.
Технологии помогают адаптироваться
Современные разработки постепенно снижают влияние пустынного климата. На солнечной электростанции Noor в Абу-Даби пыль с миллионов панелей удаляют более 1,4 тыс. роботов. Они выполняют сухую очистку дважды в сутки, благодаря чему вода для этой процедуры не требуется.
Производители также используют двусторонние фотоэлементы, способные получать свет с обеих сторон. Панели размещают выше поверхности земли, чтобы использовать отраженное песком излучение, а поворотные механизмы помогают направлять их вслед за Солнцем.
В результате пустынные СЭС становятся эффективнее, однако идея единой глобальной энергетической системы пока уступила место более локальным и региональным проектам.
При этом солнечная энергетика развивается и в России. В частности, на Омском НПЗ работает солнечная электростанция площадью примерно с 50 футбольных полей. По оценке предприятия, она способна покрывать до 10% его энергопотребления и позволяет отказаться от сжигания около 40 тыс. тонн угля.