Специалисты убеждены, что решающего прорыва удастся достичь, когда начнется массовое сооружение гибридных станций, когда они станут частью уже существующих ТЭЦ или ГЭС. В большинстве регионов солнечную энергию надо на первых порах использовать параллельно с другими видами энергоносителей, например, нефтью, природным газом или углем. Это позволит совершить плавный и безболезненный переход от ископаемого сырья к солнечному свету.
Участок солярно-термической электростанции в Альмерии, на юге Испании
В ясную погоду такая станция будет работать от солнца, а ночью и пасмурным днем, например, на природном газе. Широкое применение термических накопителей позволит довести долю солнечной энергии в общей выработке тока до 100 процентов. Благодаря ним электростанция круглые сутки станет использовать лишь тепло, приносимое солнцем, надежно, без перебоев, вырабатывая ток. Возможность накопления энергии — вот, к слову, решающее преимущество солнечной электростанции над ветровой.
На недавно построенных станциях уже используются тепловые накопители. Так, на станции Андасол часть тепла отводится к двум громадным бакам с жидкой солью. Поэтому даже в темное время суток здесь еще в течение восьми часов вырабатывается ток.
Подобный тип накопителя — соляной — имеет технологические преимущества, но сложен по своей конструкции и стоит дорого.
Немецкие исследователи предложили альтернативу — специальный сорт бетона. Еще больше надежд возлагается на латентные накопители: материалы, которые, поглощая или отдавая тепло, меняют свое физическое состояние — из твердых становятся жидкими и наоборот. Эти материалы могут почти без потерь аккумулировать большие количества тепла.
Внедрение накопительных систем дает мощный импульс развитию солнечной энергетики. Интерес к ней велик еще и потому, что все больше людей озабоченно проблемой глобального потепления. Если нам не удастся существенно сократить выброс в атмосферу парниковых газов, считают эксперты, то не избежать и постепенного повышения средней температуры на планете.
Обнародованные в этом году результаты исследований Венеры европейским зондом «Венера Экспресс» (см. «З-С», 5/08) навевают неутешительные мысли. «Для Земли не исключена та же модель развития, что превратила Венеру в безжизненный мирок, ведь общее количество парниковых газов, содержащихся на нашей планете в связанном состоянии, примерно такое же, как и в атмосфере Венеры», — отмечает астроном Джоэрн Хелберт из берлинского Института планетных исследований. Если глобальное потепление на Земле будет продолжаться теми же темпами еще несколько столетий, то может начаться необратимый процесс выброса углекислоты и метана в атмосферу, считает, например, российский ученый А.В. Карнаухов (см. «З-С», 3/06).
Использование альтернативных источников энергии позволит этого избежать (подробнее о сценариях «конца света» на Земле читайте «З-С», 5/09), избавит от необходимости сжигать нефть, газ и уголь во все возрастающих объемах. Солярно-термическая электростанция выделяет всего от 10 до 20 граммов углекислого газа на один киловатт-час, тогда как традиционная ТЭЦ, работающая на угле, — около 1000 граммов, а на природном газе, — 400 граммов.
Начавшееся глобальное потепление заставило политиков и бизнесменов по-иному взглянуть на развитие альтернативной энергетики. В ряде штатов США (в Калифорнии, Неваде, Аризоне и Нью-Мексико) были приняты законы, которые обязывают энергетические компании вырабатывать часть поставляемого ими тока за счет использования возобновляемых ресурсов — солнца, ветра и биомассы. Так, в Калифорнии в 2010 году эта квота составит внушительные 20 процентов. В Неваде задались достичь той же цели к 2015 году.
Власти Калифорнии намерены вновь вывести свой штат в мировые лидеры этого направления энергетики. Здесь будет построена крупнейшая в мире солнечная электростанция мощностью 500, а, может быть, даже 850 мегаватт. Ее технология должна существенно отличаться от традиционной. Из множества отдельных зеркал сооружаются огромные вогнутые зеркала, которые фокусируют солнечные лучи на двигателе Стирлинга (двигателе внешнего сгорания, преобразующего тепловую энергию в полезную механическую работу. — А.В.). Когда одна сторона такого двигателя разогревается, содержащийся там газ расширяется и приводит в движение поршень. В то же время газ перетекает на другую сторону двигателя, где охлаждается.