Зимой и летом: как солнечные батареи помогут России слезть с нефтяной иглы

Апрель 2020 года запомнится в истории многими событиями. Но для России одним из самых существенных из них стало историческое падение цены на нефть. Резкое повышение нефтедобычи в конкурентной борьбе России и Саудовской Аравии пришлось аккурат на обвал спроса на нефть по всему миру из-за эпидемии коронавируса, приведя к падению цены на нефть до невиданного с 90-х годов XX века уровня.

И это — хорошее напоминание россиянам о том, что нефть не вечна. Что её время рано или поздно истечёт. Что уже сейчас на нефтяные доходы спокойно рассчитывать больше не приходится. Что, возможно, мы уже в начале конца эпохи ископаемого топлива. Что переход на возобновляемые источники энергии неизбежен — и горе стране, которая окажется среди последних в процессе этого транзита. Когда весь остальной мир перейдёт на «зелёную энергетику», Россия потеряет не только экспортные доходы от нефти, но и саму нефте-и газодобычу, потому что одним лишь внутренним спросом обеспечить её рентабельность не получится. А это значит, что, вовремя не перейдя на возобновляемые источники электричества, Россия впервые в своей истории может из экспортёра энергоресурсов превратиться в импортёра. 

Солнечные батареи — энергетическое будущее планеты

Уже сейчас становится очевидным, что, после нефти, угля и газа следующим главным источником энергии на планете станет солнечный свет. Земля улавливает 173 тераватта солнечного излучения — в 10 тысяч раз больше общемирового электропотребления. 

Переход на солнечную энергетику в планетарном масштабе уже начался, и идёт опережающими масштабами. Даже самые оптимистичные прогнозы не предсказывали того размаха, которого соларизация мировой экономики достигнет в 2020 году. В 2010 году Greenpeace выпустили свой энергетический прогноз под названием Energy Revolution, предсказывавший рост солнечной энергетики на 737% — в восемь раз — до 335 мегаватт за десять лет. 

Фото: https://www.cnbc.com/

Это были самые оптимистичные ожидания на тот момент, опережавшие любые аналогичные правительственные прогнозы. И, тем не менее, «Гринпис» ошибался: уже к концу 2018 года суммарные объёмы солнечного электричества достигли 486 мегаватт, показав двенадцатикратный рост вместо восьмикратного — и всего за восемь лет вместо десяти.

Фото: https://www.cnbc.com/

И темпы соларизации мировой энергетики продолжают нарастать. Текущий нефтяной кризис, без сомнения, только ускорит переход разных стран на солнечную энергетику. 

Что же остаётся России в этом случае? Когда окончательно обмелевший мировой спрос на нефть и газ сделают добычу ископаемого топлива нерентабельной даже для собственных нужд, под вопросом окажутся уже не нефтяные сверхприбыли, а откуда возьмётся электричество для кухонной лампочки. Неужели придётся импортировать «свет» для своих нужд из более солнечных стран?

Совершенно необязательно. 

Солнечная энергетика может стать светом в конце туннеля не только для южных стран, но и для России тоже. 

Солнечные батареи работают и зимой

Распространённое заблуждение о работе солнечных батарей — что они преобразуют в электричество солнечное тепло. А какое тепло в русскую зиму? 

На самом деле, солнечные батареи работают от солнечного света, а не тепла, преобразуя в электричество поток фотонов, излучаемых звездой по имени Солнце. 

Таким образом, температура окружающей среды для работы солнечных батарей иррелевантна. Холодная погода даже даёт небольшое преимущество: как и любая техника, солнечные панели могут перегреваться — но только не зимой. Для работы им нужен только солнечный свет — хоть в июле, хоть в январе.

Почему же тогда солнечные батареи принято считать не зимним видом генерации электроэнергии? Только потому, что зимой меньше солнца. 

Для сравнения: 23 июня, самый долгий день в 2020 году в средней полосе России, включая Москву, начнётся с рассвета в 03:44 и закончится закатом в 21:18, продлившись 17, 5 часов — почти три четверти суток. Тогда как самый короткий день, 22 декабря, начавшись в 08:57, закончится в 15:58, продлившись всего семь часов — ровно в 2,5 раза меньше. 

Добавив к этому более пасмурную, в среднем, погоду в зимние дни, можно понять, почему зимой солнечные батареи работают в разы менее продуктивно, чем летом. 

Но, тем не менее, работают. 

Солнечные панели зимой

В отличие от велосипеда, солнечные батареи не имеют сезонных ограничений по применению. И, как семь часов солнца в день зимой лучше, чем ничего — семь часов выработки электричества в сутки тоже не пустяк. Это делает применение солнечных батарей практичной затеей даже в России — особенно в средней полосе и южных регионах.

Главный зимний враг солнечных батарей — это снег. Во-первых, выпавший снег служит преградой солнечному свету. Во-вторых, большие массы снега создают дополнительную нагрузку на несущие конструкции батарей. Впрочем, и с первой и со второй проблемами инженеры в XXI справляются тем же образом, что и  строители замков с их остроконечным башнями и покатыми крышами в XI веке: устанавливая солнечные батареи под углом.

Ещё один неожиданный зимний «бонус» — тая, снег выполняет роль мокрой тряпки, очищая поверхность батареи. Таким образом, за зиму с батарей «смывается» существенная часть осевшей на них за тёплое время года пыли и грязи, которые бы иначе снижали их световую проницаемость и производительность.  

Солнечная энергетика для России

Итак, солнечные батареи работают круглый год. А это значит, что, вопреки распространённому предубеждению, солнечная энергетика вполне возможна. А значит — необходима. 

Практически каждое здание и жилой дом в России можно сделать энергоэффективнее, установив на крышах, которые сейчас практически не используются, служа, как правило, лишь «парковкой» для сотовых вышек, солнечные батареи. Учитывая, что большинство населения России живут в относительно неплохих, с точки зрения освещённости, условиях — в средней полосе, на широте Москвы, и южнее — это вполне жизнеспособное решение. Чем выше дом — тем больше света будут улавливать солнечные батареи на крыше, позволяя перевести коммунальные потребности в электричестве на полное или частичное самообеспечение.

Но, конечно, существующих площадей для полного покрытия потребностей экономики в электроэнергии — промышленности и транспорта в первую очередь — не хватит. В мире крупнейшие солнечные фермы строятся в солнечных и засушливых регионах — например, в Марокко или Калифорнии. В России тоже есть такой южный регион — солнечный, засушливый и пустынный, как в смысле растительности, так и по численности населения: Калмыкия. Будущая «солнечная» калмыцкая электроэнергия имеет огромный и пока недооценённый экономический потенциал.

Одна из главных сложностей того же марокканского проекта по производству солнечной электроэнергии — логистическая. Строительство громадных солнечных ферм посреди африканской пустыни — только меньшая из проблем. Затем марокканское электричество нужно будет доставить на рынок основного потребителя — Европы, для чего потребуются огромные расходы на организацию транзита электроэнергии на другой континент, и не меньшие расходы на строительство хранилищ для излишков. 

Тогда как промышленно развитый юг России с советских времён включён, как и все остальные регионы, в единую систему электроэнергетики страны. Поэтому основные расходы по развитию солнечной энергетики в Калмыкии, а также Астраханской области и Ставрополье, например, пойдут на строительство самих солнечных ферм. Стоить хранение и транспортировка произведённого электричества при этом будет существенно дешевле, чем для аналогичных проектах в удалённых регионах Земли. И даже дешевле, чем сейчас обходится доставка нефти и газа с Крайнего Севера и Западной Сибири.

Продолжительность солнечного сияния в России.

Солнечная энергетика — это будущее России, которое возможно уже сегодня.  

Оставьте комментарий