ключають сонячну, вітрову, геотермальну енергію, біомасу і енергію Світового океану.
ЕНЕРГІЯ СОНЦЯ
Останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко зріс, і хоча це джерело також відноситься до поновлюваних, увага, що приділяється йому в усьому світі, змушує нас розглянути його можливості окремо. Потенційні можливості енергетики, заснованої на використанні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно великі. Зауважимо, що використання всього лише 0.0125% цієї кількості енергії Сонця могло б забезпечити всі сьогоднішні потреби світової енергетики, а використання 0.5% - повністю покрити потреби на перспективу. На жаль, навряд чи коли-небудь ці величезні потенційні ресурси вдасться реалізувати у великих масштабах. Одним з найбільш серйозних перешкод такої реалізації є низька інтенсивність сонячного випромінювання.
Навіть при найкращих атмосферних умовах (південні широти, чисте небо) щільність потоку сонячного випромінювання складає не більше 250 Вт/м2. Тому, щоб колектори сонячного випромінювання збирали за рік енергію, необхідну для задоволення всіх потреб людства потрібно розмістити їх на території 130000 км2! Необхідність використовувати колектори величезних розмірів, крім того, тягне за собою значні матеріальні витрати. Найпростіший колектор сонячного випромінювання являє собою зачернений металевий (як правило, алюмінієвий) лист, усередині якого розташовуються труби з циркулюючої в ній рідиною. Нагріта за рахунок сонячної енергії, поглиненої колектором, рідина надходить для безпосереднього використання. Згідно з розрахунками виготовлення колекторів сонячного випромінювання площею 1 км2, вимагає приблизно 10 ^ 4 тонн алюмінію. Доведені ж на сьогодні світові запаси цього металу оцінюються в 1.17 * 10 ^ 9 тонн.
З написаного ясно, що існують різні фактори, що обмежують потужність сонячної енергетики. Припустимо, що в майбутньому для виготовлення колекторів стане можливим застосовувати не тільки алюміній, але й інші матеріали. Чи зміниться ситуація в цьому випадку? Будемо виходити з того, що на окремій фазі розвитку енергетики (після 2100) всі світові потреби в енергії будуть задовольнятися за рахунок сонячної енергії. В рамках цієї моделі можна оцінити, що в цьому випадку буде потрібно збирати сонячну енергію на площі від 1 * 10 ^ 6 до 3 * 10 ^ 6 км2. У той же час загальна площа орних земель у світі становить сьогодні 13 * 10 ^ 6 км2.Солнечная енергетика відноситься до найбільш матеріаломістких видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії спричиняє гігантське збільшення потреби в матеріалах, а, отже, і в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачення, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Підрахунки показують, що для виробництва 1 МВт * год електричної енергії за допомогою сонячної енергетики знадобиться затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин.
У традиційній енергетиці на органічному паливі цей показник становить 200-500 людино-годин. Поки що електрична енергія, породжена сонячним промінням, обходиться набагато дорожче, ніж одержувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, які вони проведуть на дослідних установках і станціях, допоможуть вирішити не тільки технічні, але й економічні проблеми.
Перші спроби використання сонячної енергії на комерційній основі відносяться до 80-х років нашого століття. Найбільших успіхів у цій області домоглася фірма Loose Industries (США). Нею в грудні 1989 року введена в експлуатацію сонячно-газова станція потужністю 80 МВт. Тут же, в Каліфорнії, в 1994 році введено ще 480 МВт електричної потужності, причому, вартість 1 кВт/год енергії - 7-8 центів. Це нижче, ніж на традиційних станціях. У нічні години і взимку енергію дає, в основному, газ, а влітку і в денні години - сонце. Електростанція в Каліфорнії продемонструвала, що газ і сонце, як основні джерела енергії найближчого майбутнього, здатні ефективно доповнювати один одного. Тому не випадковий висновок, що в якості партнера сонячної енергії повинні виступати різні види рідкого чи газоподібного палива. Найбільш імовірною кандидатурою є водень.
Його отримання з використанням сонячної енергії, наприклад, шляхом електролізу води, може бути досить дешевим, а сам газ, що володіє високою теплотворною здатністю, легко транспортувати і довгостроково зберігати. Звідси висновок: найбільш економічна можливість використання сонячної енергії, яка проглядається сьогодні - направляти її для отримання вторинних видів енергії в сонячних районах земної кулі. Отримане рідке або газоподібне паливо можна буде перекачувати по трубопроводах або перевозити танкерами в інші райони. Швидкий розвиток геліоенергетики стало можливим завдяки зниженню вартості фотоелектричних п...
