Ученые из Японии предложили довольно необычный план выхода из мирового энергетического кризиса, с одновременным сохранением экологии планеты. Сама идея до гениальности проста – энергию производят солнечные электростанции, которая расходуется на производство других солнечных электростанций, которые в свою очередь подарят жизнь новым электростанциям. Если дать этому своеобразному экспансивному процессу волю, то он в короткий срок способен произвести огромный энергетический комплекс, перерабатывающий солнечную энергию в электрическую.
Электростанции, использующие колоссальную энергию солнца, уже долгое время функционируют в пустынных местностях, например в пустыне Невада.
Однако создание масштабного энергетического комплекса, который охватил бы большую часть пустыни Сахара – довольно амбициозный план, граничащий с авантюрой. Но игра стоит свеч, ведь такие поля солнечных батарей в перспективе могут произвести впечатляющие количество электрической энергии. Однако, остается открытым вопрос: насколько оправданным с экономической точки зрения будет строительство такого энергетического комплекса. По-своему пытается ответить на него уникальный «Проект разведения солнечной энергетики в пустыне Сахара».
Принцип работы проекта заключается в следующем. Энергия, производимая начальными солнечными батареями, будет расходоваться на производство новых батарей, что должно обеспечить дальнейшую экспансию в геометрической прогрессии.
Примечательно, что производство солнечных панелей с легкостью можно наладить на месте, ведь песок – прекрасное сырье и богатейший источник кремния.
Из песка извлекается кремний и используется для изготовления новых батарей, которые будут выпускаться здесь же. После достижения полем батарей заданных показателей энергообеспечения, на небольшом удалении начинается строительство второго завода, аналогичного предназначения. Огромное количество энергии, требуемое для строительства и производства, будет обеспечиваться уже функционирующими солнечными элементами.
Когда второй завод произведет достаточное количество солнечных батарей для обеспечения заданного уровня энергоснабжения, станет возможно строительство новых заводов.
Именно таким образом электростанции, основанные на преобразовании энергии солнца, смогут эффективно размножаться в геометрической прогрессии. Со временем на энергообеспечение заводов, производящих фотоэлементы, будет уходить малая толика общей энергии.
Полученную от солнечных полей энергию планируется переправлять крупным потребителям на соседний континент в Европу, а в перспективе и дальше. Из расчетов, проведенных японскими учеными, следует, что в данном случае невозможно обойтись без электрических кабелей, произведенных из высокотемпературных сверхпроводниковых материалов. Для снижения потерь энергии при транспортировке их необходимо будет охлаждать при помощи жидкого азота, а располагаться такие магистрали будут под землей для снижения перепадов температур.
Еще одна очевидно положительная особенности этого проекта заключается в том, что производство солнечных элементов батарей способствуют опреснению воды, что в свою очередь является основным условием для отвоевывания земель у пустыни и превращения их в цветущие оазисы.
Профессор Хидеоми Коинума, являющийся лидером данного проекта, представил свой план впервые еще в 2009 году. В то время это была лишь мечта, однако теперь произведены первые, пусть скромные, но очень важные шаги к ее реализации. Это стало возможным благодаря участию и поддержке японских агентств по международному сотрудничеству и наукам и технологиям. Именно под их эгидой намерены объединится специалисты из шести японских институтов и университетов, а также научно-технологического университета Орана, расположенного в Алжире, чтобы приложить все свои силы для воплощения этого амбициозного проекта в жизнь.
Проект по созданию в Африке института, занимающегося исследованиями в области преобразования солнечной энергии (SSERC) был отобран организацией JST для продвижения в будущем. Расчетная длительность проекта составляет порядка пяти лет, а его основная цель заключается в разработке и испытании новейших технологий, способных сделать возможным строительство солнечных полей в Сахаре.
Прежде всего, необходимо обеспечить эффективное и финансово выгодное извлечение кремния из песков пустыни, что вызывает определенные трудности, ввиду повышенных требований к чистоте продукта для изготовления солнечных батарей. В настоящее время такой технологии не существует, поэтому авторы проекта активно работают над созданием опытной установке по переработке пустынного песка, которая была бы способна выдавать тонну кремния в чистом виде в год.
Помимо прочего в амбициозные планы ученых входит создание в Сахаре одной солнечной установки, мощность которой составляла 100 киловатт, в максимально кратчайшие сроки. Она сыграет роль первого камня в фундаменте будущего масштабного проекта и позволит ученым выяснить, с какими трудностями им предстоит столкнуться при эксплуатации солнечных батарей в суровых условиях пустыни. Кроме того нет единого мнения как на работоспособность таких установок повлияют сильные песчаные бури.
Со сверхпроводящими кабельными магистралями тоже все не так просто, несмотря на то, что необходимая технология уже существует, причем промышленная. Необходимо произвести исследования и тщательные расчеты, которые покажут как наиболее эффективно необходимо размешать такие кабеля в пустыни и насколько оправданными будут экономические затраты на их охлаждение.
Из всего вышесказанного становится ясно, что перед нами очередной исследовательский проект и нет никаких гарантий в том, что его признают успешным и солнечные поля заполнят бескрайние просторы африканской пустыни. Однако, если ученых ждет удача, к 2050 году совокупная производительность размноженных полей составит порядка 100 гигаватт, что составляет 3% от производимой энергии всеми электростанциями земного шара. Причем эта цифра постоянно будет расти.
На сегодняшний день крупнейшая солнечная электростанция выполненная из фотоэлектрических панелей расположена в Германии и называется Finsterwalde Solar Park, строительство которой началось еще в далеком две тысячи девятом году. Пиковая мощность этого энергетического комплекса составила 80.7 мегаватт.
Оценивая вероятную степень воздействия на человечество в целом, Коинума сравнивает создание полей из солнечных панелей в сахаре с высадкой космонавтов на Луне. Именно поэтому автор идеи присвоил проекту второе название, которое звучит не иначе как Super Appolo. Примечательно, что в первом слове скрыто не только обозначение превосходной степени, но и содержится намек на использование высокотехнологичных сверхпроводниковых материалов, а во второе слово непрозрачно намекает на связь проекта с небезызвестной американской космической программой, носящей имя греческого бога Солнца.
Конечно, в идее талантливого японского ученого есть еще много пробелов. Экономическую выгоду от воспроизводства электростанций, использующих солнечную энергию, еще предстоит оценить специалистам в деталях. В этом вопросе спецам из Страны Восходящего Солнца есть на кого равняться.
Подобный замысел есть и у целого конгломерата немецких компаний, а также организации Desertec Foundation, которые планирует к 2025 году осуществить строительство в пустыне сахара энергетического комплекса суммарной мощностью порядка 100 гигаватт.
План немецких ученых значительно более приземленный и в нем нет размножения заводов по производству солнечных элементов, ровно, как и самих солнечных батарей. Вместо них планируется использоваться термальные установки с зеркалами-концентраторами. Примечательно, что линии электропередач планируется использовать классические.
Несмотря на значительное упрощение, проект Desertec Foundation оценивается специалистами в сотни миллиардов евро.
Время покажет, сумеют ли проницательные и изобретательные японцы с алжирцами оптимизировать производство и размножение электростанций таким образом, чтобы в значительной мере снизить затраты.
Проект SSERC без всякого преувеличения имеет огромное значение для африканской страны. Коинума склонен полагать, что создание энергетических комплексов в Алжире станет катализатором в развитии промышленности страны и науки. В рамках многообещающего проекта японцы производят обучение талантливых африканцев, которые смогут сыграть не последнюю роль в реализации этого масштабного проекта жизнь. Ну что же, пожелаем им удачи!
{odnaknopka}