Солнечные электростанции

В первой половине 80-х годов в Калифорнии были построены 4 мощные солнечные электростанции. Гелиостанция Даггетт, например, еще не выйдя на полный режим работы из-за незавершенности строительства, имела вполне солидную мощность — 13,8 тыс. кВт. Самой крупной среди действующих гелиостанций, основанных на прямом преобразовании солнечного света в электрический ток, является калифорний-ская «Карриса-Плейнс». После завершения первого этапа строительства она способна была выработать 6,5 тыс. кВт-ч электроэнергии.
В СССР первая гелиостанция мощностью 5 тыс. кВт вступила в строй в Крыму в 1985 году. Всего в мире в 1989 году действовали гелиостанции общей мощностью 150 тыс. кВт. Под солнечные батареи отведены участки наиболее нагреваемых солнцем земель общей площадью 1,3 млн м². Доля энергии, вырабатываемой солнечными электростанциями, в общем «котле» мировой энергетики, конечно, ничтожна. Однако намечается тенденция из года в год увеличивать выработку экономичной солнечной электроэнергии.
Недавно специалисты из фирмы «МакДоннелл-Дуглас» разработали проект строительства солнечной электростанции мощностью 100 тыс. кВт. Ее будут питать 15 гелиостатов, солнечного тепла которых хватит на образование пара, способного вращать мощную турбину. По мнению авторитетов, этот проект предвосхищает направление развития мировой энергетики, когда человечество эффективно начнет широкомасштабное использование солнечной энергии.
Уже сегодня вырисовываются контуры будущего солнечной энергетики. В Швейцарии, например, начали монтировать на шумозащитных щитах, установленных вдоль автострад, солнечные батареи, напрямую преобразующие солнечное тепло в электроэнергию. Во многих странах прижились солнечные коллекторы вместо экологически грязных котельных для обогрева помещений. Во всем мире солнечные коллекторы занимают сегодня площадь, превышающую 6 млрд м². Больше половины из них приходится на две страны — США и Японию, соответственно 1,8 и 1,3 млрд м².
Коэффициент полезного действия обычных солнечных батарей сегодня не превышает 20%. Но специалисты из американской фирмы «Вариан Ассошиэйтс» в начале 1988 года довели эффективность преобразования солнечного излучения в электроэнергию до 27,2% за счет внедрения элементов на основе арсенида галлия.
Затем американские исследователи из Сандийской лаборатории предложили двухслойные элементы из арсенида галлия и кремния, поглощающие свет с разной длиной волн. Для увеличения эффективности солнечных батарей они стали концентрированно направлять солнечное излучение на поверхность двухслойного элемента посредством линз и зеркал. С учетом этих усовершенствований КПД солнечной батареи удалось поднять до 31%. Но и это еще не предел. С использованием более эффективного светопоглошаюшего материала — арсенида галлия с примесью алюминия — эти же исследователи намерены в самом ближаишем будущем увеличить КПД двухслойных солнечных батарей до 35%, а трехслойных — до 38%. Рекордный же показатель КПД солнечных элементов лет пятнадцать назад составлял только 15%.
В начале 1992 года поступила сенсационная весть о создании в Аргоннской национальной лаборатории США нового химического вещества, вырабатывающего электроэнергию под воздействием солнечного света. КПД такого преобразователя энергии составляет ни много ни мало... 67%. Правда, пока не сообщаются подробности открытия и не описывается процесс синтезирования чудо - молекул.