История развития солнечной энергетики

Сокращение припасов природных энергоресурсов, неминуемое загрязнение среды поставили население земли перед необходимостью поиска и использования новых возобновляемых источников энергии. Источников энергии на Земле много, но их уже на данный момент чертовски не хватает. По прогнозам профессионалов к Две тыщи 20 году энергии будет нужно практически втрое больше, чем в текущее время. Кризис 70-х годов двадцатого века стал первым вестником энергетического кризиса, вызвавшим завышенный энтузиазм к другим возобновляемым источникам энергии. Такими источниками являются:

Из всех отраслей народного хозяйства энергетика оказывает самое огромное воздействие на нашу жизнь. Энергообеспечение — это база обычного функционирования хоть какого производства, а, как следует, и всей людской цивилизации. Тепло и свет в домах, работа станков и агрегатов на производстве, транспортные потоки и сельская страда – все это бессчетные лики энергетики. Разные технические заслуги издавна уже стали для нас частью жизни, но они все вероятны только при условии достаточного и доступного энергообеспечения, за счет освоения других видов энергии, новых технологий добычи и переработки первичных энергоэлементов.

Создание энергии из обычных источников, беря во внимание все вырастающую потребность в ней, гибельно сказывается на экологическом состоянии планетки. Термические электростанции, выделяющие в процессе работы большие количества углекислого газа, вызывают парниковый эффект, являющийся предпосылкой глобального потепления климата. Выбросы оксидов серы и азота довольно значительны даже при наличии дорогостоящих очистных сооружений. В соединении с атмосферной влагой, эти оксиды вызывают кислотные дождики, приводящие к смерти лесов, уменьшению рыбных припасов, понижению плодородности земли. В кислой воде увеличивается растворимость томных металлов и их соединений, которые могут попадать в питьевую воду. Еще больше небезопасны и непредсказуемы атомные электростанции, выбрасывающие в атмосферу около 20 6 тонн радиоактивных отходов в денек. Не считая этого велик риск аварий на АЭС, способных стать катастрофой для всего населения земли. Все это вызывает справедливую тревогу экологов.

Другой неувязкой классической энергетики, использующей приемущественно ископаемые виды горючего — нефть, газ, уголь, является истощение их припасов, которые далековато не нескончаемы. Потому их именуют невозобновляемыми источниками энергии. Потребление нефти в мире в течение 1-го года эквивалентно ее количеству, образующемуся за Два млн. лет. Истощение ресурсов увеличивает себестоимость и трудозатратность добычи, также сокращение объемов добываемого горючего. Припасов же урана, по подсчетам профессионалов, хватит менее, чем на 50 лет.

-солнечная энергия;

-энергия ветра;

-гидроэнергия;

-энергия биомассы.

Солнечная энергетика имеет на сегодня самые широкие перспективы. Солнце – это фактически неисчерпаемый источник возобновляемой экологически незапятанной энергии, питающей все живое на Земле. Количество солнечной энергии, падающей на поверхность Земли за неделю превосходит энергию глобальных припасов нефти, газа, угля и урана взятых вместе.

«Солнечное электричество» может стать кандидатурой органическим видам горючего, припасы которых быстро уменьшаются. Имеющихся припасов угля хватит на наиблежайшие 50-100 лет, а солнечной энергии еще на 2-3 млрд лет. Солнце – это основной источник энергии на Земле. Благодаря Солнцу текут реки, дует ветер, под его животворными лучами растет Один квадриллион тонн растений, являющихся едой для триллионов тонн живых организмов. Припасы тоРФа, угля нефти, газа, интенсивно применяемые населением земли в качестве источника энергии – это тоже работа Солнца. Растения и морские водные растения потребляют всего 3-4 процента поступающей от Солнца энергии. Остальная часть солнечной энергии просто рассеивается, расходуясь только на поддержание комфортабельной для жизнедеятельности организмов температуры в глубинах океана и на земной поверхности. В текущее время население земли потребляет только одну десятитысячную часть той энергии, которую Солнце направляет к Земле. И, если б человек сумел взять у Солнца хотя бы один процент поступающей от него энергии, то энергетическая неувязка не вставала бы перед населением земли еще многие века. Уже более полвека Солнце обеспечивает энергией галлактические аппараты на орбите. Экологически незапятнанная и неиссякаемая энергия Солнца – это будущее и земной энергетики.

Главным материалом для производства солнечных частей является довольно всераспространенный хим элемент – кремний (Si), составляющий практически четвертую часть массы земной коры. Но встречается он в природе в связанном виде. Это обыденный песок (SiO2), покрывающий километры пляжей, песок, которым заполняют детские песочницы, песок, применяемый при производстве бетона либо стекла. Разработка извлечения незапятнанного кремния (силициума) сложна и так дорога, что цена незапятнанного (менее 1-го грамма примесей на 10 кг продукта) силициума сравнима со ценой обогащенного урана, нужного для работы атомных электрических станций. И хотя природные припасы кремния больше припасов урана практически в 100 000 раз, высококачественного незапятнанного кремния, из-за трудности получения, делается практически в 6 раз меньше, чем уранового горючего для АЭС. Главные трудности в производстве незапятнанного кремния связаны, сначала, с несовершенством технологий извлечения и чистки, до сего времени остающимися на уровне 50-х годов 20-го века. Так именуемый, «грязный» кремний (содержащий более Один процента примесей) добывается электродуговым способом, что существенно проще технологии извлечения урана из породы. Потому цена природного урана выше цены «грязного» кремния (немногим более Один бакса за килограмм) практически в 10 раз. В процессе обогащения природного урана до нужного для атомного горючего уровня, его цена растет до Четыреста баксов за килограмм и становится сравнимой с ценой «солнечного» кремния, применяемого в солнечных элементах. Схожая, в общем-то низкая, цена ядерного горючего обоснована значительными средствами, вложенными в развитие атомной энергетики, современными технологиями его добычи и обогащения. Несовершенство же технологий солнечной энергетики не только лишь значительно оказывает влияние на цена конечного продукта, да и приводит к низкому выходу незапятнанного кремния, завышенным затратам энергии и, что важно, к экологической угрозы. Так, из тонны кварцевого песка, содержащего около 500 кг кремния, при применении действующих сейчас технологий электродугового извлечения и хлорсилановой чистки, выходит от 50 до Девяносто кг «солнечного» кремния. Получение всего 1-го килограмма солнечного сырья просит количества энергии, эквивалентного энергии, используемой на непрерывную работу электрочайника мощностью Один кв в течение Двести 50 часов. Неясно, чем можно разъяснить такое положение дел в солнечной энергетике нашей страны, так как уже издавна есть более прогрессивные технологии, к примеру, карботермический цикл, используемый для получения незапятнанного кремния германской компанией Siemens. В итоге внедрения этой технологии затраты энергии понижаются на порядок и в 10-15 раз возрастает производительность, что приводит к уменьшению цены конечного продукта до 5-15 баксов за Один килограмм. В нашей стране находятся самые большие припасы «особо незапятнанных кварцитов», нужных для внедрения германской технологии получения незапятнанного кремния, так как обыденный песок для нее уже не годится. И из этого Наша родина может извлечь дополнительный доход.

Строительство энергосберегающих домов с солнечными батареями становится все более пользующимся популярностью в странах Европы. Пока эта энергия достаточно дорогая. Но пройдет 5-10 лет и выработка электроэнергии солнечными батареями станет выгодной не только лишь в Космосе, да и на Земле.

История развития солнечной энергетики

Явление фотоэффекта, представляющее собой излучение электронов под воздействием солнечного света, было в первый раз увидено еще в Одна тыща восемьсот 30 девять году А. Беккерелем, но на сто процентов разработана эта теория оказалась только в Одна тыща девятьсот 5 году Альбертом Энштейном, за что он и получил Нобелевскую премию. Через 40 четыре года после открытия Беккереля Чарльз Фриттс в Одна тыща восемьсот восемьдесят три году сделал 1-ый солнечный модуль. Основой изобретения был покрытый узким слоем золота селен. КПД этой батареи был менее Один процента и до сотворения современных солнечных батарей было еще далековато. Только в 30-х годах 20 века русским физикам удалось в первый раз получить электронный ток, используя явление фотоэффекта. В физикотехническом институте, которым управлял выдающийся ученый академик Иоффе были сделаны 1-ые солнечные сернисто-таллиевые элементы. КПД этих первых солнечных частей составлял всего Один процент, т. е. в электронный ток преобразовывался всего только Один процент падающей на элемент солнечной энергии. Но начало развитию солнечной энергетики было уже положено. Последующим шагом на пути сотворения солнечных преобразователей энергии стало изобретение сначала 50-х годов 20 –го века кремниевого солнечного элемента янки. Южноамериканские ученые Пирсон, Фуллер и Чапин открыли и запатентовали кремниевый солнечный элемент с КПД около 6 процентов. Относительно высочайшей степени развития, достаточной для широкого практического внедрения, солнечные элементы достигнули только сначала 50-х годов 20-го века. В Одна тыща девятьсот 50 семь году в СССР был запущен 1-ый искусственный спутник с применением фотогальванических частей, а в Одна тыща девятьсот 50 восемь г. США произвели пуск искусственного спутника Explorer Один с солнечными панелями. С Одна тыща девятьсот 50 восемь года кремниевые солнечные батареи стали главным источником энергии для галлактических кораблей и орбитальных станций.

В Одна тыща девятьсот 70 году в СССР Жоресом Алферовым и его соратниками была сотворена 1-ая высокоэффективная гетероструктурная (с применением галлия и мышьяка) солнечная батарея. К середине 70 годов прошедшего века удалось поднять КПД солнечных частей до 10 процентов. После чего наступила полоса застоя практически на два десятилетия. Для использования в галлактических аппаратах 10-ти процентного КПД полностью хватало, но для внедрения на Земле создание солнечных батарей в то время было нецелесообразным, потому что нужный для этого кремний стоил очень недешево (до 100 баксов Один кг), сжигание тогда еще значимых припасов органического горючего было еще рентабельней. Это привело к сильному сокращению финансирования исследовательских работ в области солнечной энергетики и очень затормозило возникновение новых разработок и технологий. Как справедливо было увидено академиком Жоресом Алферовым на собрании АН СССР, если б на развитие другой энергетики было выделено хотя бы Пятнадцать процентов средств, вложенных в атомную энергетику, то атомные электростанции могли быть вообщем не необходимы. И это вправду было бы может быть, беря во внимание тот факт, что невзирая на малое финансирование исследовательских работ в области солнечной энергетики нашим ученым удалось поднять КПД солнечных частей к середине 90-х годов до Пятнадцать процентов, а к началу 20 один века уже до 20 %.

Используя идею Ga-As-солнечных частей Applied Solar Energy Corporation (ASEC) уже в Одна тыща девятьсот восемьдесят восемь г. сделали батарею с эффективностью Семнадцать процентов, что на тот момент было значимым достижением. В Одна тыща девятьсот девяносто три году КПД Ga-As солнечного элемента удалось довести до 19% и в том же году ASEC выпустили фотоэлектрическую панель производительностью уже в 20%.

Суровым положительным сдвигом в развитии солнечной энергетики послужило создание янки в 90-х годах прошедшего столетия особенных цветосенсибилизированных типов солнечных батарей, более действенных, чем используемые ранее. Этот новый тип батарей более экономически выгоден, ну и создавать их проще. На сегодня основная масса выпускаемых солнечных батарей имеет КПД чуток более 20 процентов. В Одна тыща девятьсот восемьдесят девять году было сотворено устройство, работающее с КПД более 30 %. В Одна тыща девятьсот девяносто 5 году появились 1-ые экспериментальные разработки тонкопленочных фотогальванических частей, в качестве базы для которых употреблялся тончайший пластик (thin-film photovoltaic cell).

Главный олимпийский стадион в Пекине «Гнездо птицы» вошел в 10-ку наилучших строительных сооружений 20 один века. Его спортивные арены впечатляют не только лишь собственной уникальной формой, да и самыми современными техническими решениями. Освещение стадиона обеспечивается энергией от солнечных батарей, размещенных на крыше и стенках сооружений.

Преобразование солнечной энергии в электронную может быть 2-мя методами:

-фотоэлектрическое преобразование (прямое преобразование лучистой энергии Солнца в электронную);

В РФ ранее пока далековато по полностью понятным экономическим причинам, ну и климат у нас оставляет вожделеть наилучшего. Но и в нашей стране есть некие подвижки в этой области. В Краснодарском крае сотворена экспериментальная «солнечная деревня» из 40 домов, на крышах которых установлены солнечные батареи мощностью в Один квт. «Солнечные дома», содержащие как солнечные коллекторы, так и солнечные батареи, построены также в Москве и во Владивостоке.

Выпускаемые в текущее время солнечные элементы представляют собой довольно массивную конструкцию: при толщине батареи в несколько см ее вес добивается 10-ов кг. Для получения достаточного количества энергии такие элементы должны занимать значительную площадь: так, элемент размером метр х метр имеет мощность всего около 100 Вт (например, для котла мощностью в Два кв нужна площадь поверхности крыши в 20 кв. метров). Невелик и коэффициент полезного деяния таковой батареи (наименее 20%), что разъясняется понижением генерируемой мощности при нагревании, которого избежать в принципе нереально, так как элемент работает на солнце. К Две тыщи семь году эффективность кремниевых моно- и поликристаллических фотоэлементов достигнула 30 процентов. Другие технологии, как наименее действенные, практически не развивались по сей день. Увеличение КПД – основная задачка ученых, занятых неуввязками солнечной энергетики, но сурового прорыва в разработках кремниевых солнечных батарей в последнее время не предвидится. Будущее солнечной энергетики в текущее время в развитии нанотехнологий, как более прогрессивных и революционных областей современной науки. Развитие технологий солнечной энергетики происходит по пути совершенствования материала слоев полупроводников. Самые большие перспективы, открывающие отменно новый уровень в разработке солнечных частей, имеют в текущее время бесформенный и микрокристаллический кремний, из которых может быть растить пленки, шириной всего несколько нанометров. Фотогальванический элемент, представляющий из себя две такие пленки, осажденные одна на другую на стеклянной поверхности, обладает высочайшей электропроводимостью и подходящ для долгого внедрения. Все же практического внедрения эти элементы до сего времени не получили, так как разработка, позволяющая массово выпускать такие элементы еще не сотворена. Эта задачка удачно решается в исследовательском центре города Юлих в Германии. Обыденные кремниевые солнечные элементы создаются по отдельности и только потом соединяются в солнечные батареи. В случае же тонкопленочной технологии все происходит в оборотном порядке: поначалу выращивается пленка большой площади и наносится на стекло вкупе с другими слоями и только потом режется лазером на полосы, соединяемые электронными контактами. Ученым из Юлиха удалось более близко подойти к созданию промышленной технологии выпуска солнечных модулей площадью 30х30 см и с КПД около 10%. Цена выпускаемых в текущее время солнечных частей — около Триста евро за 100 ватт мощности. Внедрение тонкопленочной технологии приведет к понижению цены частей в два раза – через 5-10 лет и в три раза – через 15.

Назревшая в последние годы необходимость массового использования других источников энергии, к которым относится и солнечная энергия, привела к изменению направления разработок в области солнечной энергетики. Ученые уже не идут по пути роста КПД солнечных батарей. Ценностью является пригодность к использованию, удобство и простота монтажа и, как следствие, рентабельность производства. Тонкопленочные фотоэлементы полностью отвечают этим требованиям, так как это принципно новый вид солнечных частей, основой которых является не дорогостоящий незапятнанный кремний, а узкий слой других полупроводников. Эти элементы, представляющие из себя узкую пластинку из стекла с нанесенными слоями полупроводников или фольгу, можно располагать на поверхности хоть какой конфигурации, наносить на ткани, даже использовать заместо жалюзи. Коренным образом поменялась и разработка нанесения слоев полупроводника. Ранее нанесение производилось методом вакуумного напыления, в истинное же время разработана инноваторская разработка – печатание особыми чернилами, содержащими смесь полупроводниковых микрочастиц. Применение новейшей технологии и повышение объемов производства привели к значительному удешевлению солнечной электроэнергии (до Один бакса за ватт), что меньше цены атомной энергии.

Высочайшая цена солнечной мощности основное препятствие широкому распространению этого альтернативного возобновляемого источника энергии. Но технический прогресс берет свое. И если в начале70-х годов прошедшего века цена 1-го ватта солнечной энергии составляла около 100 баксов, то к середине 80-х годов цена 1-го ватта снизилась на порядок. На данный момент Один ватт солнечной энергии стоит примерно 5-6 баксов. Да и это довольно высочайшая стоимость в сопоставлении с ценами на классические виды горючего. Теплоэлектростанции вырабатывают электроэнергию из расчета 2,1 бакса за ватт, атомная же энергия еще дешевле. Потому, невзирая на наличие технологий получения, неограниченное количество возобновляемого сырья, высшую экологичность, обуславливаемую отсутствием парникового эффекта, радиоактивных отходов и т. д. солнечные электростанции еще пока не получили подабающего признания, в особенности в нашей стране.

-фототермическое преобразование, предполагающее преобразование световой энергии поначалу в термическую, а потом,к примеру, при помощи пара, в электронную.

Солнечные электростанции стремительно устанавливаются и отличаются возможностью роста нужной мощности методом обычного присоединения дополнительных солнечных батарей. Кремниевые элементы только один из огромного количества методов преобразования солнечной энергии в электронную. Это непозволительно накладный еще пока метод получения электричества.

История развития солнечной энергетики

Разглядим кратко принцип деяния солнечных частей. Преобразование энергии в солнечных элементах (ФЭП) происходит вследствие, так именуемого, фотовольтаического эффекта в неоднородных полупроводниках при воздействии на их солнечного излучения. По собственному строению солнечный элемент припоминает бутерброд, который состоит из 2-ух полупроводниковых пластинок: n и p. Наружняя n-пластинка содержит излишек электронов, а внутренняя p-пластинка – недочет. Попадание фотона света на внешнюю пластинку вызывает выбивание из нее электрона и переход его на внутреннюю пластинку, что и делает электронный ток.

По прогнозам профессионалов через 5-10 лет выработка электроэнергии солнечными батареями станет не только лишь полностью конкурентоспособной, да и более дешевенькой, чем классические виды энергии.

Фотоэлементы – это более обычный преобразователь солнечной энергии в электронную, не требующий использования дополнительных устройств либо приспособлений. Фотоэлементы, невзирая на маленький КПД, отличаются высочайшей износостойкостью, потому что не содержат передвигающихся частей. Все же, их широкому распространению препятствует еще пока высочайшая цена и необходимость наличия значимой местности для размещения. Подобные трудности отчасти преодолеваются методом выноса преобразователей в галлактическое место, размещением солнечных батарей на крышах и стенках домов, подменой железных преобразователей синтетическими и т. д. Для получения маленьких количеств энергии, нужных для питания, к примеру, калькуляторов, телевизоров, маяков, телефонов и др. применение фотоэлементов полностью экономически оправдано. Солнечную батарею может быть установить на крыше автомобиля, на крыльях самолета, встроить в часы, ноутбук, фонарик и т. д. Служат такие элементы довольно длительно (около 30 лет). В течение этого срока один элемент, на создание которого расходовался всего один килограмм незапятнанного кремния даст количество электроэнергии, равное количеству электричества, произведенного из 100 кг нефти на теплоэлектростанции либо Один килограмма обогащенного урана на атомной станции.

В южных странах, с огромным количеством солнечных дней в году, целесообразна реализация уже имеющихся проектов полной электрификации разных отраслей народного хозяйства. Электроэнергия, приобретенная таким методом, является в схожих случаях более дешевенькой, чем обычно получаемые виды энергии и более предпочтительной вследствие ее экологичности.

В Европе, где в особенности очень рвение к экологичности, солнечные энергосистемы пользуются все растущим спросом, благодаря денежной поддержке властей. К примеру, в неких районах обладатели домов с солнечными батареями отдают выработанную за денек солнечную энергию в общую сеть, за что получают льготы при оплате электроэнергии. В Германии излишек электроэнергии, вырабатываемой летом личными солнечными батареями, приобретают энергосберегающие компании, невзирая на ее высшую цена с целью поддержки развития «зеленых технологий». Благодаря гос программке, компенсирующей до 70 процентов издержек на так именуемую «соляризацию» домов и льготы при оплате, в Германии на «солнечное» электричество перебегает до полумиллиона кв. метров крыш в год. 1-ый таковой правительственный проект денежной поддержки хозяев «солнечных» домов был принят в Германии еще в Одна тыща девятьсот девяносто году и именовался тогда «1000 солнечных крыш». Прямо за Германией схожий проект, но уже под заглавием «100 Нуль солнечных крыш» был принят для всех стран-членов ЕС. В Стране восходящего солнца и США подобные проекты назывались соответственно «70 Нуль солнечных крыш» и «1 Нуль 000 солнечных крыш». Даже Монголия присоединилась к новенькому движению: «100 Нуль солнечных юрт» — так именовался ее проект. Строительство «солнечных» домов на Западе издавна уже является признаком респектабельности и, невзирая на долгий срок окупаемости (7-10 лет), пользуется все растущей популярностью. Новые дома в Испании также согласно гос программке строятся с солнечными батареями на крышах. В Голландии неподалеку от города Херхюговард сотворен экспериментальный район, нареченный «Город Солнца».Электроэнергия тут вырабатывается при помощи солнечных панелей, установленных на крышах домов. В среднем один дом в «Городе Солнца» производит до 20 5 кВт электроэнергии. В перспективе подразумевается прирастить общую мощность «Города Солнца» до 5МВт.

Цена солнечной установки мощностью Один кв в США составляет около Три тыщ баксов и окупается она только через 14-15 лет, что в сопоставлении с термическими станциями очень длительно. Потому для внедрения в промышленных масштабах применяется способ преобразования, предложенный, как говорит легенда, еще Архимедом в Три веке до нашей эпохи, который использовал солнечный свет для обороны родного города Сиракузы от римлян. Его установка представляла собой шестиугольное зеркало, состоящее из четырехугольных маленьких зеркал, которые может быть было передвигать с помощью особых шарниров. Это зеркало устанавливалось таким макаром, чтоб они, отражаясь, делали жар, испепеляющий суда противника, находящиеся на расстоянии полета стрелы. На этом принципе основано устройство современных гелиостанций. Современные гелиоэлектростанции представляют собой расположенные на большой местности зеркала-гелиостаты, поворачивающиеся прямо за солнечными лучами и направляющие их на резервуар с водой либо другим теплоприемником. Преобразование солнечной энергии в электронную может быть в данном случае при применении турбогенераторов, принцип деяния которых основан на использовании энергии пара, крутящего турбины генераторов. Солнечная энергия скапливается в особых энергобашнях с бессчетными линзами, преднамеренно фокусирующими солнечные лучи, применяемые для перевоплощения воды в пар. Для накапливания энергии солнца могут употребляться и, так именуемые, солнечные пруды, состоящие из 2-ух слоев воды: нижнего высоконцентрированного солевого раствора и верхнего, представляющего из себя чистую пресную воду. Солевой раствор является в этом случае накопителем солнечной энергии, применяемой для перевоплощения жидкостей, кипящих при сравнимо низких температурах, в пар для следующей подачи его генераторам тока.

Увлекательным, хотя и не получившим широкого признания, методом забора и преобразования солнечной энергии в электричество является мысль, предложенная сначала двадцатого века французским инженером Бернардом Дюбо, которая заключалась в использовании стеклянных навесов площадью более Один кв. километра с высочайшей трубой (наподобие каминной) в центре сооружения.

В его базу положены два эффекта: парниковый и каминный. Нагреваясь под крышей, теплый воздух устремлялся в трубу, как в дымопровод камина, и крутил турбины электрогенераторов, вырабатывая ток. Казалось, что единственным недочетом конструкции является возможность производить электроэнергию исключительно в дневное время. Все же, мысль Дюбо получила практическое воплощение только через 50 с излишним лет. Опытнейшая электрическая станция мощностью 50 кВт по этой технологии была построена в испанском городе Мансанаресе в Одна тыща девятьсот 70 девять году на средства Министерства исследовательских работ Германии. Строительство опытнейшей станции обошлось в Шестнадцать милионов марок. Занимала она необъятную местность площадью 40 5 000 кв. метров, высота трубы — 100 девяносто 5 м. Но проработала она недолго: после того как в Одна тыща девятьсот восемьдесят девять году труба была разрушена бурей, станцию закрыли. Главный аргумент врагов этой технологии – это большие площади стеклянных крыш при сравнимо низкой производительности. Но оппоненты не учли то немаловажное событие, что на Земле неограниченное количество пустующих площадей степей и пустынь, которые могли бы стать бесплатной базой для использования новых источников электроэнергии. Очередной довольно значимый аргумент против идеи Дюбо – это неустойчивость больших труб и их недостающая защита от таких природных катаклизмов, как землетрясения и бури. Все же у германского инженера-конструктора Шляйха и на эти резоны врагов нашлись свои контраргументы: им была предложена конструкция трубы из напряженного бетона при заделке в ее стены натянутых тросов. Такое инженерное решение фактически было использовано, к примеру, в Останкинской телебашне и на сто процентов себя оправдало. Согласно расчетам Йорка Шляйха может быть получить электрическую станцию мощностью Двести тыщ кв. Площадь стеклянной крыши для этого должна составлять 70 восемь квадратных км при высоте трубы Одна тыща м. В итоге усовершенствования технологии «каминной электростанции», предполагающей круглосуточную выработку электроэнергии станцией, эта мысль получила в конце концов поддержку. Непрерывная работа станции должна была обеспечиваться замкнутой системой заполненных водой шлангов либо труб, расположенных под стеклянной крышей конструкции. Вода в их греется в дневное время под воздействием солнечного тепла и нагревает ночкой воздух, продолжающий крутить ротор турбогенератора. Эффективность работы таковой станции несколько ниже, чем теплоэлектростанции, работающей на угле (1 квт-час электроэнергии, произведенной «каминной станцией» будет стоить Четырнадцать пфеннигов,что в отличие от квт-часа электроэнергии угольных станций дороже на 2,5 пфеннига). Но «каминная станция» намного рентабельней других «солнечных» станций, к примеру, станций, работающих на фотоэлементах. Правительство индийского штата Раджастхан, вдохновившись мыслью, отважилось воплотить ее в жизнь, построив в пустыне Тар несколько таких станций общей мощностью Одна тыща мегаватт. Осталось отыскать инвесторов проекта.

По воззрению скептиков, подобные сооружения могут служить только иллюстрацией новых технологий в солнечной энергетике, так как строительство «каминных станций» большой мощности, вероятное только в горячих пустынных областях, будет обесценено необходимостью проведения протяженных линий электропередач к местам промышленного употребления электроэнергии, что, конечно, скажется на ее цены.

Более хорошим вариантом являются гибридные солнечно-тепловые электростанции, совмещающие дневную работу от Солнца и ночную – от газа. В Соединенных Штатах существует несколько таких электрических станций общей мощностью более 600 МВт. 1-ая солнечная электрическая станция промышленного значения была построена в Русском Союзе в Одна тыща девятьсот восемьдесят 5 году поблизости г. Щелкино в Крыму. Величина ее пиковой мощности равнялась пиковой мощности первого ядерного реактора. Но посреди 90-х годов ее закрыли из-за низкой производительности и высочайшей цены производимого ею электричества: за 10 лет работы этой электрической станцией было выработано только Два миллиона кВт.час электроэнергии. В США же напротив 90-е годы – это время активного развития солнечных технологий и их использования в промышленных масштабах. В конце Одна тыща девятьсот восемьдесят девять года компанией Loose Industries была запущена 80-мегаваттная солнечно-газовая электрическая станция. В течение всего только 5 следующих лет этой же компанией исключительно в штате Калифорния было выстроено схожих солнечных электрических станций (СЭС) на Четыреста восемьдесят МВт, при этом цена 1-го такового солнечно-газового квт. часа была доведена до 7-8 центов, что оказалось в два раза меньше цены 1-го киловатт- часа энергии, производимой на АЭС.

При строительстве солнечных электрических станций большой мощности, кроме необходимости большущих площадей для размещения (так для получения Один тераватта электроэнергии в год, что составляет Тринадцать % всей потребляемой населением земли электроэнергии, солнечными кремниевыми панелями нужно покрыть поверхность в 40 000 квадратных км) перед учеными встанут совсем новые задачи. Так как электричество солнечными электрическими станциями вырабатывается исключительно в дневное время, а оно нужно круглые сутки, то излишек энергии, произведенной деньком нужно кое-где сохранять для использования в ночное время. Припасать электроэнергию придется в аккумах, супермаховиках, циклопических конденсаторах. Цена таких сооружений не намного будет отличаться от цены самой СЭС. 2-ой неувязкой будет изменение климата в месте постройки. Если ранее солнечная энергия расходовалась на нагрев земли и воздуха, то после установки панелей она будет отбираться для производства электричества и температура на всей площади в 40 000 кв. км свалится. Следует учесть, что 40 000 кв. км – это примерно одна двухсотая часть площади пустыни Сахара либо фактически вся Столичная область, а это значимая территория, в центре которой появится область пониженного давления, формирующая циклоны. А циклоны, в свою очередь, — это неизменные дождики и облачность, что, конечно, скажется на количестве производимой электроэнергии. Где же выход? Все просто, если строить не одну огромную солнечную электрическую станцию на площади в 40 000 квадратных км, а Четыреста электрических станций по 100 км2, располагать их в более солнечных районах земного шара и соединять воединыжды в единую энергетическую сеть. Преимущество такового метода налицо: пока на ночной стороне Земли солнечные станции будут отдыхать, на обратной стороне оставшиеся станции будут интенсивно производить электроэнергию, при этом особенных погодных конфигураций на настолько малых площадях (10х10 км) наблюдаться не будет. Еще больше приближенным к реальным условиям и полностью реализуемым даже в текущее время окажется строительство даже не Четыреста больших солнечных станций, а всего нескольких 10-ов больших и множества маленьких, например, размером 10х10 м.

Раз в год в мире делается более 500 МВт фотоэлементов. И, невзирая на имеющиеся трудности использования в промышленных масштабах, гелиосистемы уже на данный момент крепко и навечно вошли в жизнь миллионов людей в мире. Мобильные фотоэлектрические станции неподменны для туристов, так как дают возможность быть энергетически независящими и услаждаться комфортом всюду, где есть солнечный свет. Фотоэлектрические модули обеспечивают катодную защиту металлоконструкций, работу водоподъемных установок, бытовой электроаппаратуры, употребляются для питания релейных радиокоммуникаций, зарядки аккумуляторных батарей, также для сотворения электроизгородей в фермерских хозяйствах. Развитие солнечных технологий и понижение цен на фотоэлементы приведут к расширению этого еще пока относительно нового сектора рынка энергетики. В недалекой перспективе, фотоэлементы, интегрированные в строй материалы, будут употребляться для освещения и вентиляции построек. Разные потребительские продукты приобретут новые характеристики при использовании в их фотоэлектрических компонент.