Энергия Солнца - Проблема использования энергоресурсов

В последнее время интерес к проблеме использования сол-нечной энергии резко возрос, и хотя этот источник также отно-сится к возобновляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможности отдельно.

Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики.

Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого ко-личества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5 % - пол-ностью покрыть потребности на перспективу.

К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенци-альные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м2. По-этому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км2 !

Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жид-костью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной кол-лектором, жидкость поступает для непосредственного использова-ния. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного из-лучения площадью 1 км2, требует примерно 104 тонн алюминия. Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оценива-ются в 1.17*109 тонн.

Из написанного ясно, что существуют разные факторы, огра-ничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным приме-нять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на от-дельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все миро-вые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет сол-нечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от 1*106 до 3*106 км2. В то же время общая площадь пахотных зе-мель в мире составляет сегодня 13*106 км2.

Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение пот-ребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изго-товление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт в год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребу-ется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традици-онной энергетике на органическом топливе этот показатель сос-тавляет 200-500 человеко-часов.

Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными луча-ми, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они прове-дут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.

Похожие статьи




Энергия Солнца - Проблема использования энергоресурсов

Предыдущая | Следующая