Коротка історія СЕС: від Архімеда і до наших днів
10 млрд тонн палива на рік – саме стільки, за підрахунками вчених, потрібно людям сьогодні. Сонце здатне надати щорічно в 10 тисяч разів більше – близько 100 трильйонів тонн. Тож не дивно, що людина усвідомила величезні ресурси цього джерела ще давно і протягом багатьох століть успішно ними користується.
Досвід древніх
Крім досить очевидних способів використання сонячної енергії (обігрів палацу водою, що гріється на сонці, або видобуток кухонної солі шляхом випарювання), архіви свідчать про безліч прикладів якісного застосування цієї потужності. І найпоширеніші з них – із застосуванням збільшувальних стекол. Так, наприклад, Архімед використовував систему «запалювальних» дзеркал, якою спалив цілий ворожий флот при Сіракузах.
Науковий прогрес
Стрімко розвиватися сонячна енергетика почала в XVIII столітті. Тоді у Франції інсоляція застосовувалася для оперативного розведення великого вогню: увігнуті дзеркала фокусували в єдиній точці відображені сонячні промені, а акумульована енергія могла запалити сухе дерево на відстані до 68 метрів.
Перший водонагрівач з’явився приблизно в цей же час в Швеції: вода, поміщена всередину дерев’яного ящика зі скляною кришкою, нагрівалася сонцем до 88 градусів.
Вже в 1774 році були вперше застосовані лінзи, що концентрували теплову енергію сонця. Незабаром в Англії відшліфували двоопукле скло, здатне розплавити чавун за 3 секунди, а граніт – за хвилину.
Сонце і електрика
1839 рік став справжнім проривом в області – тоді було відкрито фотогальванічний ефект (процес перетворення сонячної енергії в електрику). Наступним етапом на шляху до сучасних СЕС стала поява першого «фотомодуля», що використовує сонячну енергію. Селен, покритий тонким шаром золота, дозволив в мінімальному ступені (до 1%), перетворювати сонячну енергію в електрику. А вже в кінці XIX століття на Всесвітній виставці в Парижі був продемонстрований суспільству інсолятор – спеціальний апарат, який за допомогою дзеркала сфокусував промені на паровому котлі, а той, у свою чергу, приводив в дію друкарську машину.
Наступний крок в історії сонячних станцій належить Ейнштейну. Багато хто вважає саме його батьком-засновником сучасних сонячних батарей. У 1921 році вчений отримав Нобелівську премію саме за пояснення процесу виникнення фотоефекту. Завдяки Ейнштейну світ дізнався про «кванти світла» (фотони) і про те, як вони генерують електроенергію.
У 30-их роках радянським фізикам вдалося отримати електричний струм за допомогою фотоефекту. Незважаючи на досить низький ККД (менше 1%), це відкриття було дійсно значущим. Підвищити ККД даного процесу до 6% змогли американці в 1954 році. Тоді з’явилася перша кремнієва сонячна батарея. Лише через 4 роки вона стала головним джерелом електроенергії на космічних апаратах.
У 70-х роках ККД генерації досяг вже 10%, але сам процес поки не став масовим через його дорожнечу. Комерційне виробництво батарей на повну потужність розгорнулося лише наприкінці 80-х, а справжній прорив стався в 90-х – з появою особливого типу кольоросенсибілізованих батарей. Вони були надзвичайно прості й економічні у виробництві.
В СРСР перша промислова СЕС з’явилася в Криму в 1985 році. Її потужність становила 5 мВт. Станція проіснувала 10 років, виробила за цей час 2 млн кВт електроенергії і була закрита через високу вартість її електрики.
Приблизно в цей же час в США з’явилася сонячно-газова станція на 80 мВт, а незадовго після ще ряду таких самих станцій із загальною потужністю в 480 мВт і досить вигідною вартістю виробленої енергії.
У 2000 році генерація всіх світових СЕС перевалила за 1 гігават. У 2011 році з’являється таке поняття, як Зелений тариф. На той момент він становив €0,10 за кВт для домогосподарств, €0,8 для комерційних будівель і €0,6 для мережевих СЕС. Про те, як функціонує Зелений тариф в Україні читайте докладніше в статті нашого блогу.
На сьогоднішній день альтернативні джерела енергії залучають мільярдні інвестиції провідних країн і світових корпорацій. Експерти стверджують, що через 30 років глобальні потреби в електриці збільшаться більш ніж в два рази, а масштаби «зеленої» енергетики розширяться шестикратно. Завдяки альтернативній енергетиці людство зможе скоротити рівень викидів парникових газів удвічі вже через 30 років.
Саме на цей факт міжнародні організації покладають надії всього людства. Фахівці впевнені, що даний напрямок є не тільки вигідною і зручною альтернативою викопним джерелам, а й мало не єдиним шансом Землі на виживання.
