Солнечная энергетика – это одно из наиболее перспективных направлений возобновляемой энергетики, в основе которого лежит применение солнечного излучения для того, чтобы получить энергию для отопления, электроснабжения и горячего водоснабжения.

Альтернативная солнечная энергетика

Солнце – это нескончаемый, абсолютно безопасный и недорогой источник энергии. По словам специалистов, объем солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за 7 дней, природный термоядерный реактор – Солнце. Это звезда, которая посылает на Землю колоссальные объемы энергии, преобразование которых дает возможность удовлетворить практически любые энергетические запросы человечества на много сотен лет вперед. Еще немаловажным фактором является отсутствие вредного влияния на экологию планеты.
Немаловажным моментом является тот факт, что сырьем для изготовления солнечных батарей служит один из наиболее распространенных элементов – кремний. В составе земной коры кремний занимает второе место после кислорода (29,5% по массе). Сегодня ученые все чаще называют кремний «нефтью 21 века»: ведь за 30 лет один килограмм кремния в фотоэлектрической станции вырабатывает аналогичное количество электричества, как и 75 тонн нефти на тепловой электростанции.

Солнечная энергетика в мире 

Бурное развитие солнечной энергетики обещает вывести ее на первое место среди всех остальных источников энергии. Такая информация прозвучала от представителя Европейской технологической и инновационной платформы для фотоэлементов (ETIP PV) в рамках на 24-х климатических переговоров ООН.
По оценкам специалистов уже через три десятка лет солнечные электростанции и панели на крышах жилых домой займут примерно 69% всего энергетического рынка.
Однако, на сегодняшний день солнечная энергия генерирует лишь 1% всего электричества на планете. Тем не менее, и такой довольно скромный показатель можно назвать прорывом, потому что еще 10 лет назад не было и этого одного процента. В период с 2016 по 2050 рынок солнечной энергетики увеличится на 6500%.
Такие показатели станут реальностью, потому что развитие рынка происходит практически с нуля. В конце 2016 было возведено лишь 290 ГВт солнечных электростанций, а потом каждый год стало добавляться по 10 ГВт.
До 2050 года за счет солнечной и ветровой энергии будет обеспечиваться 2/3 общемирового спроса на электричество, а затраты на электроэнергию значительно уменьшатся. Если в 2016 они достигали 5,5% от ВВП, то уже в 2050 они снизятся до 3,1%.
Перспективы солнечной энергетики таковы, что 30% из вновь установленных солнечных батарей будут находиться на крышах жилых домов. Лидером на этом рынке, скорее всего, станет фирма SunPower Corporation, которая уже сегодня создает высокоэффективные солнечные панели, позволяющие каждому дому самостоятельно обеспечить себя необходимой энергией.
Остальные 70% будут составлять крупные и средние солнечные фермы. В этом сегменте лидирующие позиции будут занимать фирмы First Solar, Canadian Solar и JinkoSolar. Они занимаются созданием солнечных панелей и возводят собственные электростанции.

Недостатки солнечной энергетики

Несмотря на все достоинства солнечной энергетики, есть у нее и свои недостатки. Все дело в том, что изготовление кремния в чистом виде для фотобатарей – это довольно «грязное» и крайне энергозатратное производство. Кроме этого, для создания полноценных солнечных электростанций необходимо выделять все больше земель, площадь которых можно сравнить с водохранилищами ГЭС.
Еще один недостаток солнечной энергетики заключается в довольно большой волатильности. Эффективная работа энергосистемы, элементами которой являются солнечные электростанции, возможна при соблюдении следующих условий:

• наличия существенных резервных мощностей, использующих стандартные энергоносители, которые могут быть без проблем подключены ночью или в пасмурные дни
• проведения масштабного и дорогостоящего усовершенствования имеющихся электросетей.

Сегодня работают два типа установок:

• фотоэлектрические установки, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую на основе метода прямого преобразования
• термодинамические установки, в которых солнечная энергия вначале превращается в тепло, далее в термодинамическом цикле тепловой машины она становится механической, а уже в генераторе переходит в электрическую.

Использование солнечной энергетики

Солнечные элементы в качестве источника энергии могут применяться:

• в промышленной отрасли (авиапромышленность, автомобилестроение)
• в сельском хозяйстве
• в быту
• в строительной сфере (к примеру, эко-дома)
• на солнечных электростанциях
• для автономных систем видеонаблюдения
• для автономных систем освещения
• в космической отрасли.

Солнечная энергетика в России

Согласно информации Института Энергетической стратегии, теоретический потенциал солнечной энергетики в России исчисляется 2300 млрд. тонн условного топлива, а экономический потенциал – 12,5 млн. т.у.т. Примечательно, что потенциал солнечной энергии, которая попадает на территорию России за три дня, больше энергии всего годового производства электроэнергии в государстве.
Конечно же, наибольший потенциал солнечной энергии фиксируется в юго-западной части страны - Северный Кавказ, район Черного и Каспийского морей, а также в Южной Сибири и на Дальнем Востоке.
К самым перспективным регионам с точки зрения развития солнечной энергетики можно отнести:

• Калмыкия
• Ставропольский край
• Ростовская область
• Краснодарский край
• Волгоградская область
• Астраханская область
• Алтай
• Приморье.

Однако, законодательная база в области поддержки развития солнечной энергетики в России, к сожалению, находится в зачаточном состоянии.
Крупнейший промышленный объект в российской солнечной энергетике – это введенная в 2010 году солнечная электростанция в Белгородском регионе, имеющая мощность 100 кВт. А вот самая крупная солнечная электростанция в мире находится в Канаде и имеет мощность 80000 кВт.
Развитие солнечной энергетики в России обуславливается несколькими факторами:

• климат. В зависимости от климата выбирается та технология солнечной установки, которая более других подходит для конкретного региона
• господдержка. В перечне видов государственной поддержки, которые удачно используются в странах Европы и США, можно отметить: льготный тариф для солнечных электростанций, субсидии на возведение солнечных электростанций, разные налоговые льготы, а также компенсация определенной части расходов по кредитам на покупку солнечных установок
• цена СФЭУ (солнечные фотоэлектрические установки). На сегодняшний день солнечные электростанции являются одной из наиболее дорогостоящих технологий создания электроэнергии. Тем не менее, по мере уменьшения цены 1 кВт*ч выработанной электроэнергии солнечная энергетика приобретает конкурентоспособность. Уменьшения цены можно достичь вследствие повышения КПД, упразднения технологических расходов, а также снижения рентабельности производства. Потенциал уменьшения цены 1 кВт мощности зависит от технологии и находится в диапазоне от 5% до 15% в год
• проблемы с технологическим присоединением. Задержки с реализацией заявок на технологическое присоединение к централизованной системе электроснабжения представляет собой определенный стимул для скорейшего перехода на альтернативные источники энергии. Подобные задержки можно объяснить и нехваткой мощностей, и неэффективностью организации технологического присоединения сетевыми компаниями
• инициатива местного руководства. Региональные и муниципальные органы управления имеют возможность внедрять собственные программы по развитию солнечной энергетики или. Подобные программы уже выполняются в Красноярском и Краснодарском краях, Республике Бурятия
• развитие собственного производства. Отечественные компании могут самостоятельно производить СФЭУ, что положительно скажется на развитии российского потребления солнечной энергетики. Таким образом, повысится популярность солнечных технологий, а также общая стоимость на их установку.