МЫСЛЬ
ЖУРНАЛ О НАУКЕ
  • Главная
  • Книги по энергетике
  • ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
  • Электростанция
  • Главная
  • Книги по энергетике
  • ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
  • Электростанция
  • Главная
  • /
  • научные изобретения

Цена солнечной энергии

Перспективы использования солнечной энергии

Жители планеты Земля потребляют ежегодно около 15-ти тераватт (тысяча миллиардов ватт) энергии. Осознать содержание этой цифры можно с помощью простого сравнения: это все равно, что 200 млрд. бытовых электролампочек мощностью 75 Вт, включенных одновременно. И приблизительно столько солнечной энергии попадает на поверхность Земли в течение лишь одной минуты.


Казалось бы, все просто: технология полупроводниковых элементов, которые превращают свет в электрический ток, известна уже свыше 50 лет. Остается только построить как можно больше солнечных электростанций, и о парниковом эффекте, выбросах в атмосферу или радиоактивных отходах можно забыть навсегда. Впрочем, еще до недавнего времени подобные розовые мечты разбивались вдребезги при первом же столкновении с действительностью. 

Крений для солнечных электростанций?

Годовалость фотоэлектрического превращения (в теории до 33%, в уже имеющихся системах – 14-18%) обеспечивают панели, изготовленные из кристаллического кремния. Это второй по распространению химический элемент на нашей планете (обычный речной песок – это окись кремния). 

Дорогая цена за солнечную электроэнергию

Однако элементарные расчеты досказали, что на изготовление монокристаллического кремниевого фотоэлемента необходимо больше энергии, чем он произведет в течение всего периода своего использования. Но за последние три десятилетия человечество сумело значительно удешевить солнечную энергию вот $100 за ватт мощности генерации в 1971 году до $7 в 1985-ом. Теперь эта цифра еще уменьшилась, и в среднем составляет $5,5. Однако с экономической точки зрения чистая энергия остается в раз дороже традиционной энергии тепловых или атомных электростанций. 

Да, есть перспектива повысить КПД кремниевых фотоэлементов до 40% с помощью оптоэлектронных концентраторов, которые сосредоточивают максимальный поток света на поверхности батареи. В июне компьютерный гигант Hewlett-Packard заключил с калифорнийской гелиоэнергетической компанией Xtre me Energetics соглашение о сотрудничестве именно в этом направлении. Но фундаментальной проблемы – высокой цены кристаллического кремния – эта технология также не решает.

Преимущества тонких пленок в солнечных элементах батарей

В настоящий момент в солнечной энергетике на первый план выходит идея не максимально эффективных батарей, а максимально пригодных к использованию. Технологической подпочвой для нее служат так называемые тонкопленочные фотоэлементы. В них электрический ток генерирует не кремний, а тонкий слой вторых полупроводников, – например, телурид кадмия или медь-индий – диселенид галлия (это соединение помечают аббревиатурой CIGS). Эффективность таких батарей меньше, чем кремниевых, – теперь их фактический КПД приближается к 15%, а теоретический предел составляет около 20%. Однако они значительно дешевле в производстве. 

Как снизить цену за солнечный ватт электроэнергии

Более того, если «традиционная» солнечная батарея – это массивная конструкция толщиной в несколько сантиметров и весом в десятки килограммов, то основой для тонкопленочных панелей служит тонкая стеклянная пластина или металлическая фольга. Такая батарея может быть частично прозрачной (идеальный материал для жалюзей на окнах) или гибкой – по желанию такими панелями можно укрывать не только крыши, но и другие архитектурные элементы сооружений. Но самое главное преимущество – цена. Уже в настоящий момент она меньше, чем $3 за ватт, а до 2030 года ожидается ее падение до $1.5. Для современной тепловой электростанции, которая работает на угле (а это самое дешевое топливо), этот показатель составляет около $2,1 за ватт. То есть если эти прогнозы исполнятся, солнечная энергетика впервые сможет конкурировать с традиционной.

Опубликованно 25 ноября, 2021 автором adminmysl. Запись опубликована в рубрике научные изобретения. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Биография и изобретения Бориса Вейнберга солнечного двигателя
Цифры древних римлян

    Метки

    HACA Хай тек генетика геометрия гипотезы для андроида доисторические животные животные загадки древних законы природы здоровье земля интернет история науки клонирование космонавт красота марс математика нанотехнологии народная медицина народные традиции научные теории природа психология солнце техника для дома туризм человеческие возможности экология энергетика энергия

Рубрики

  • генная инженерия
  • гороскоп
  • изменеие климата
  • история открытия
  • космос
  • мобильные программы и приложения
  • наука о животных
  • научная медицина
  • научная психология
  • научные загадки
  • научные изобретения
  • научные открытия
  • научные сенсации
  • научные факты
  • необычные истории
  • Путешествия

Мета

  • Регистрация
  • Войти
  • Лента записей
  • Лента комментариев
  • WordPress.org
создано с помощью