Полёт к солнцу

В мире возобновляемых источников энергии не малое место занимает Куба. Фотоэлектрическая энергия получаемая от радиации Солнца является неисчерпаемым источником так необходимой нам электроэнергии.

Экспериментальный самолёт летает с помощью фотоэлектрических (солнечных) батарей последователей трудов Жюль Верна. Первый пилотируемый воздушный корабль, который может летать за счет использования панелей солнечных батарей, в конце мая этого года совершил второй полёт в Соединённых Штатах Америки.

Аппарат под руководством швейцарских пилотов Бертранда  Пиккарда и Андре Боршберга, вылетел из Феникса (штат Аризона) и приземлился в аэропорту Далласа (штат Техас), покрыв расстояние 1541 километр. До сих пор он остаётся самым дальним полётом на самолётах этого типа.

Любопытные могут углубиться в бесконечные возможности открытия для Кубы, острова, который всегда купается в солнечном свете. К северу от города Сьенфуэгос, в месте, известном как Кантаррана, в общей сложности 14100 солнечных панелей расположены на площади в 4,8 гектара земли,  напоминающей поле подсолнухов, поворачивающих головы в сторону солнца.

Эйдель Альфонсо, директор союза предпринимателей базы  (UEB) гидроэлектростанции провинции Сьенфуэгос, утверждает, что выработка электроэнергии солнечными батареями составляет 936,3 Меговатт в час (МВт-ч). Чтобы выработать такое количество электроэнергии потребовалось бы 259,3 тонн ископаемого топлива.

«К тому же, добавляет Эйдель, при такой же выработке электроэнергии на тепловых станциях в атмосферу выбрасывается в среднем 679,5 тонн углекислого газа».

Главный строитель солнечных батарей Сильвио Хоэль Леон говорит, что в Кантарране насчитывается 28 солнечных батарей с двумя распределительными пунктами. Две электрические подстанции  связаны с Национальной Электрической Системой. В настоящее время от этой электростанции на солнечных батареях запитаны 1560 жилых дома провинции.

Сильвио дал подробную информацию об этой электростанции и о контроле окружающей среды. Панели солнечных батарей оснащены датчиками для измерения температуры, скорости ветра и солнечной радиации, что позволяет производить исследования в отношении эффективности метеорологических параметрах.

Данная работа является первой в своём роде, реализуемая Электрическим Союзом и предприятием Гидроэнергетики, последнее отвечает за инвестиционный процесс.

 

Семь сестёр. Семь электростанций такого типа будет введено в строй на Кубе.

На сегодняшний день здесь уже выработано 936,3 МВт/час электроэнергии, что по оценкам экспертов составляет экономию 259,3 тонн ископаемого топлива. «Фотоэлектрический парк в Кантаррана является частью   программы по развитию возобновляемых источников энергии на Кубе», говорит Маурисио Сото, ответственный за связи с общественностью предприятия Гидроэнергетики. При реализации всех этих проектов, как ожидается,  годовая выработка электроэнергии составит 15,5 гигаватт / час (ГВт), что эквивалентно замене около 4 948 тонн ископаемого топлива.

Расположение парка фотоэлектрических панелей осуществляется в непосредственной близости от центров потребления электроэнергии, чтобы снизить потери в электросетях.

В настоящее время выработка электроэнергии солнечными батареями ещё невысока, основная выработка электроэнергии приходится на тепловые электростанции, работающими на жидком топливе.

На Кубе работает комбинат по производству электрических компонентов имени Че Гевары в Пинар дель Рио, который изготавливает солнечные батареи.

Техники и специалисты считают, что наряду с выработкой электроэнергии солнечными батареями, необходимо работать над использованием энергии воды и ветра, что является очень перспективным.

 

Научная перспектива

Даниэль Столик Новигрод, доктор физико-математических наук, профессор физического факультета Гаванского университета, объясняет, что в ХХ веке, особенно в 50-х годах, эффективность солнечных батарей возросла путем развития полупроводников.

«Использование солнечной энергии, — анализирует профессор,- имеет  головокружительный рост. В 2000 году в мире солнечными батареями вырабатывалось около одной тысячи мегаватт электроэнергии, а в настоящее время выработка электроэнергии ими составляет более ста тысяч мегаватт».

«Большая часть электростанций на солнечной энергии расположена в Европе, в то время как солнечной энергии Европа получает меньше, чем другие географические районы. В Германии солнечными батареями вырабатывается около 35 тысяч мегаватт, в Италии — 16 тысяч мегаватт, в азиатском регионе самым большим производителем электроэнергии солнечными батареями является Китай, с более чем 10 тысяч мегаватт электроэнергии».

«По отношению к европейскому континенту, солнечной радиации в Латинской Америке гораздо больше, особенно в таких местах, как пустыня Атакама в Чили, где зарегистрировано до 2300 квт-час на квадратный метр в (кВт / ч / м ²) в год, но развитие выработки электроэнергии солнечными батареями в Латинской Америке очень задерживается. Например, 33 страны сообщества государств Латинской Америки и Карибского бассейна (CELAC) имеют установленную мощность солнечных батарей мощностью 300 мегаватт.

«Куба в среднем получает солнечной энергии более 1800 кВт / ч на квадратный метр в год, к счастью, не слишком много, если будет больше, это может означать, что мы должны жить в пустыне. А с другой стороны важно, чтобы дожди своевременно очищали солнечные батареи».

«Хотя в нашей стране солнечные лучи падают равномерно, у залива Гуаканайабо и в Сьенфуэгосе солнечных дней больше, чем в других местах. Меньше других получают солнечной энергии Эль Пуриаль, Гуантанамо, хотя здесь солнечной энергии намного больше, чем в Германии. Остров никогда не получает солнечной энергии меньше 1700 квт/ час на квадратный метр площади в год, тогда как в немецкой стране 1000 или  1100 квт/час на квадратный метр в год».

«Наша страна до прошлого года не имела, как таковых, электростанций на солнечных батареях. Имелись локальные солнечные батареи мощностью до 3 мегаватт с аккумуляторными установками для электропитания школ и отдалённых населённых пунктов, расположенных в горах. От 95 до 96 % населения используют электроэнергию от единой электрической системы. 4-5% населения нужны другие варианты пользования электроэнергией, в том числе и электроэнергии, выработанной фотоэлектрическим методом, не подключённой к единой электрической системе. Выработка электроэнергии солнечными батареями имеет большое международное значение».

«Наше географическое расположение страны имеет огромный потенциал для использования солнечной радиации в выработке электроэнергии.  Это очень важно для установки любого технологического варианта, наряду с более лучшим использованием выработанной электроэнергии.  Например, очень ценным является дневное использование электроэнергии для насосных систем, для холодильников, бытовых приборов и в промышленных районах»- говорит Столик.

Благодаря солнцу

Как уже было сказано, выработка электроэнергии в промышленных масштабах фотоэлектрическим способом очень дорога. Защищает идею выработки электроэнергии из солнечной радиации профессор всеми средствами и твёрдыми аргументами: «Если вы сравните цену, выработанного  кВт/ часа фотоэлектрическим способом в 1975 году с выработкой в настоящих условиях, то она подешевела в сотни раз.

«В этой области научных исследований полупроводники из кремниевых кристаллов занимают первенство. Четыре года назад цена килограмма кристаллов кремния стоила около 300 долларов, в настоящее время до 18 долларов. В 2002 году производство чистого кремния в мире составляло около  девяти тысяч тонн, в настоящее время производство его увеличилось примерно до 300 тысяч тонн. В основном он используется для строительства солнечных батарей».

Проблема, как говорит  доктор физико-математических наук, находится в начальной стадии финансовых вложениях». Но цены на солнечные батареи также упали. Если 15 лет назад один кВт / час выработанный солнечной батареей превышал десять тысяч долларов, то сегодня – 2000 долларов.  Ожидается, что к 2020 году киловатт выработанный солнечной батареей будет стоить менее  400 долларов».

«При сравнении стоимости кВт/часа выработанного фотоэлектрическим способом и традиционным получается равенство, кроме производства кВт/часа при сжигании твёрдого топлива. Выработка электроэнергии фотоэлектрическим способом должна быть очень дешёвой, необходимо продолжать совершенствовать конструкции солнечных батарей и автоматизировать производство её элементной базы».

 

Прыжок в будущее.

На своём компьютере профессор Столик показывает фотографии примеров использования солнечных батарей в различной деятельности человека: в жилье, на производстве, в мореплавании и даже в авиации (самолёты уже летают на солнечной энергии). Разрабатываются умные электрические микросети с возможностью расширения областей применения (большая мощность солнечных батарей может вносить свой вклад в существующую энергетическую систему).

«Учёными разработаны и применяются на практике преобразователи постоянного тока, вырабатываемого фотоэлектрическим способом, в переменный ток, научились управлять электрическими сетями. Например, использовать колебания электроэнергии с помощью аккумуляторов, используются запрограммированные микропроцессоры для смягчения нестабильности напряжения в сети.

«В мировой практике фотоэлектрическая энергия накапливается в гигантских аккумуляторных батареях мощностью более одного МВт. В этом случае аккумуляторная батарея при пропускании электрического тока выделяет метан, который тоже накапливается, а он является горючим газом «.

«Это не научная фантастика, в Европе уже существуют растения потребляющие метан. Метан используется, как горючее топливо на транспорте. Его можно преобразовать в электричество. Сейчас эта тема является предметом обсуждения на Кубе для рассмотрения перспектив на будущее».

«Если посмотреть в будущее, сейчас научная мысль направлена на достижение сверхпроводимости при комнатной температуре, а значит, мы можем избавиться от потерь электроэнергии в электрических сетях. Сейчас мы теряем 15% выработанной электроэнергии при её передаче на расстояние одной тысячи километров».

«Короче говоря, мы работаем над повышением эффективности, снижения издержек, расширении производства и применения электроэнергии, надёжности электроснабжения, чтобы помочь индустриализации страны. У Кубы большое будущее. У нас есть солнце, и его много».

Перевод Тимченко А.А. г. Смоленск