Смелый проект развития солнечной энергетики в сахаре от японских специалистов. Королевство кривых зеркал

Солнечные электростанции, которые производят другие солнечные электростанции, которые… Этот экспансивный процесс, если ему дать где разгуляться, например в пустыне, обеспечит человечество прорвой энергии. Такой необычный план спасения планеты от нехватки энергии и экологического коллапса придуман в Японии.

Поля солнечных батарей могли бы дать миру колоссальное количество электричества. Вопрос в том, как сделать такие сооружения экономически оправданными. Свой ответ на него пытается дать экзотический «проект разведения солнечной энергетики в Сахаре» (Sahara Solar Breeder Project).

Вместо того чтобы вести тысячи тонн солнечных панелей через моря, предлагается производить такие батареи на месте, на краю пустыни. Сырьё же будет браться буквально под ногами. Ведь песок - богатейший источник кремнезёма.

Из него можно было бы извлекать кремний для солнечных батарей. Их следует выпускать здесь же. После того как мощность одного такого поля достигнет определённой величины, где-то неподалёку можно построить второй завод по переработке песка и выпуску солнечных панелей. Ведь сам этот процесс требует немало энергии: её и дадут первые батареи.

Второй завод, выпустив достаточно солнечных ячеек, позволит поставить поодаль третий завод по переработке песка… Так солнечные электростанции начнут «размножаться» по экспоненте. Причём на работу заводов будет уходить небольшая доля общей мощности солнечных электростанций.

Рис. 1. Основной принцип «солнечного размножителя» прост: солнечные батареи за счёт вырабатываемой энергии должны обеспечить основу для дальнейшей своей экспансии (иллюстрация diginfo.tv).

Полученную энергию надо будет переправлять крупным потребителям - в Европу, а может, и дальше. Тут, полагают японцы, не обойтись без кабелей из высокотемпературных сверхпроводников. Их следует охлаждать жидким азотом, а проходить они будут под землёй, для минимизации перепадов температуры грунта.

Лидер данного проекта, профессор Хидеоми Коинума (Hideomi Koinuma) из Токийского университета (University of Tokyo), впервые представил свой план в 2009 году. Тогда это была только мечта. Но теперь сделаны первые скромные шаги к её воплощению.

Дело сдвинулось с мёртвой точки стараниями двух японских агентств – по наукам и технологиям (JST) и по международному сотрудничеству (JICA). Под их эгидой ныне усилия намерены объединить специалисты из шести японских университетов и институтов, а также алжирского научно-технологического университета Орана (USTO).

Проект, предусматривающий создание в Африке исследовательского центра по солнечной энергии (Sahara Solar Energy Research Center – SSERC), весной 2010 года был отобран JST для дальнейшего продвижения. Рассчитан SSERC на пять лет, и его цель – разработка и испытание технологий, необходимых для того, чтобы Solar Breeder мог бы стать реальностью.

Рис. 2. План японцев в общих чертах. Местные энергия и материалы не только позволят производить всё больше солнечных панелей, но и опреснять воду, необходимую для отвоевания территории у пустыни (иллюстрация diginfo.tv).

Прежде всего речь идёт об извлечении кремния из песка, причём с достаточно высокой чистотой продукта, чтобы из него можно было создавать солнечные панели. Такой технологии пока нет. Но авторы плана надеются соорудить опытную установку по переработке песка, способную выдавать тонну чистого кремния в год.

Кроме того, в 2011 году учёные намерены построить в Сахаре одну «свою» солнечную установку мощностью всего 100 киловатт. Она сыграет роль закладного камня и полигона. Специалисты намерены узнать, как на этой батарее скажется работа в жёстких условиях, как на неё повлияют песчаные бури.

Со сверхпроводящими кабелями тоже не всё ещё ясно. Нужная технология, причём промышленная, уже существует. Но нужно выяснить, как наилучшим образом прокладывать такие кабели в пустыне, да ещё на столь огромные расстояния, каковы окажутся затраты на работу охлаждающего оборудования…

В общем, перед нами лишь исследовательский проект. Никто ещё не может сказать - стартует ли когда-нибудь «саморазмножение» электростанций в Сахаре. Но если план сработает, к 2050 году та самая первая 100-киловаттная батарея «размножится» до полей производительностью 100 гигаватт. Это солидная величина - порядка 3% от установленной мощности электростанций всего мира. А что будет дальше, можно только фантазировать.


Рис. 3. Крупнейшая в мире солнечная электростанция на основе фотоэлектрических панелей на данный момент – Finsterwalde Solar Park в Германии. Первая очередь этого солнечного парка была построена в 2009 году, а вторая и третья – в 2010-м. Пиковая мощность «парка» составляет 80,7 мегаватта (фото с сайта greenunivers.com).

По степени воздействия на человечество Коинума сравнивает «засеивание Сахары» солнечными панелями с высадкой астронавтов на Луне, потому дал своему проекту ещё одно название - Super Apollo. Первое слово – это не просто обозначение превосходной степени, но и намёк на использование сверхпроводников, а второе - отсыл к знаменитой космической программе американцев и имя бога Солнца.

Конечно, в идее Хидеоми ещё много белых пятен. Экономику цикла ещё предстоит оценить в деталях. И тут умельцам из Страны восходящего солнца есть на кого ориентироваться. Похожий замысел лелеет организация Desertec Foundation и целый конгломерат немецких компаний. Они собираются к 2020–2025 году выстроить в Сахаре комплекс солнечных электростанций на всё те же 100 гигаватт.

План немцев куда более приземлённый: тут нет экспоненциального «размножения» заводов солнечных батарей, самих батарей тоже нет, а вместо них предполагается использовать термальные электростанции с зеркалами-концентраторами. И линии электропередачи для переброски энергии в Европу планируются классические.

Тем не менее стоимость проекта Desertec Foundation оценена в сотни миллиардов евро. Интересно посмотреть - сумеют ли японцы с алжирцами сократить затраты со своей стратегией «разведения» электростанций.

Проект SSERC имеет и ещё одно важное назначение. Коинума рассчитывает, что «солнечный» центр в Алжире сыграет роль катализатора развития местной науки и промышленности. В рамках проекта японцы собираются делиться своими знаниями и технологиями с подрастающим поколением африканских учёных и инженеров, которым, если всё пойдёт по плану, и предстоит превращать в быль японскую сказку о пустынной сети солнечных электростанций.

1. Пользуясь климатической картой мира, попытайтесь хотя бы примерно определить, в каких странах и регионах имеются наилучшие возможности использования: а) энергии Солнца б) энергии ветра.

а) США – один из лидеров использования Солнечной энергии, кроме этого здесь находится самое солнечное место в мире – г. Юма, шт. Аризона. Также перспективен Кипр (320 солнечных дней в году), Ямайка (250) б) Энергию ветра используют такие страны как Голландия, Франция, Швеция. Находясь в прибрежной зоне, ветра там дуют постоянно.

2. Наиболее развита гелиоэнергетика в: 1) России, Великобритании 2) США, Франции 3) Италии, Бразилии.

3) Италии, Бразилии

3. Выберите верные утверждения:

1) Ценность рекреационных ресурсов определяется только в денежной форме.

2) Ресурсы ветровой энергии сосредоточены главным образом в умеренном поясе (верно)

3) Объекты природного и антропогенного происхождения, используемые человеком для отдыха, туризма, лечения, называют рекреационными ресурсами (верно)

4) Ресурсы солнечной энергии значительны в странах тропического пояса (верно)

4. Почему человечество всё настойчивее ищет возможности использования нетрадиционных источников энергии?

Это связано с исчерпанием потенциала традиционных источников энергии и все увеличивающимися издержками при их использовании и добыче.

5. Как влияет широтная зональность и вертикальная поясность на распределение агроклиматических ресурсов?

Если учитывать, показатели широтной зональности, то изменение агроклиматических ресурсов будет идти от экватора к полюсам. При вертикальной поясности – ухудшение агроклиматических ресурсов будет прослеживаться при поднятии вверх.

6. Каковы особенности рекреационных ресурсов и их отличие от изученных ранее природных ресурсов?

Все природные ресурсы обладают рекреационным потенциалом. Рекреационные ресурсы – объекты и явления природы, которые можно использовать в целях отдыха, туризма и лечения. Этот вид ресурсов выделяется не по особенностям происхождения, а по характеру использования.

Это маловероятно, в силу наличия зыбучих песков, песчаных бурь, высокой температуры днем и низкой ночью. Все эти факторы делают сложным возможности эксплуатации солнечных батарей и их обслуживания.

8. На какие альтернативные источники обильной и чистой энергии следует надеяться человечеству в 21 столетии?

Термоядерная энергия, так как запасы водорода почти неисчерпаемы.

9. Используя специальную литературу подберите конкретные примеры развития рекреационной деятельности в Российской Федерации.

Кавказ – санитарно-курортные комплексы (Кисловодск, Пятигорск). Черноморское побережье – Анапа, Геленджик, Сочи. Сочи – альпинизм, детское лечение. «Золотое кольцо России» - памятники истории и культуры. Урал – горный туризм, альпинизм, пещеры (Кунгур).

Опубликовано ssu-filippov в 29 ноября, 2010 - 00:44

Солнечные электростанции, которые производят другие солнечные электростанции, которые… Этот экспансивный процесс, если ему дать где разгуляться, например в пустыне, обеспечит человечество прорвой энергии. Такой необычный план спасения планеты от нехватки энергии и экологического коллапса придуман в Японии.

Поля солнечных батарей могли бы дать миру колоссальное количество электричества. Вопрос в том, как сделать такие сооружения экономически оправданными. Свой ответ на него пытается дать экзотический «проект разведения солнечной энергетики в Сахаре» (Sahara Solar Breeder Project).

Вместо того чтобы вести тысячи тонн солнечных панелей через моря, предлагается производить такие батареи на месте, на краю пустыни. Сырьё же будет браться буквально под ногами. Ведь песок - богатейший источник кремнезёма.

Из него можно было бы извлекать кремний для солнечных батарей. Их следует выпускать здесь же. После того как мощность одного такого поля достигнет определённой величины, где-то неподалёку можно построить второй завод по переработке песка и выпуску солнечных панелей. Ведь сам этот процесс требует немало энергии: её и дадут первые батареи.

Второй завод, выпустив достаточно солнечных ячеек, позволит поставить поодаль третий завод по переработке песка… Так солнечные электростанции начнут «размножаться» по экспоненте. Причём на работу заводов будет уходить небольшая доля общей мощности солнечных электростанций.


Рис. 1. Основной принцип «солнечного размножителя» прост: солнечные батареи за счёт вырабатываемой энергии должны обеспечить основу для дальнейшей своей экспансии (иллюстрация diginfo.tv).

Полученную энергию надо будет переправлять крупным потребителям - в Европу, а может, и дальше. Тут, полагают японцы, не обойтись без кабелей из высокотемпературных сверхпроводников. Их следует охлаждать жидким азотом, а проходить они будут под землёй, для минимизации перепадов температуры грунта.

Лидер данного проекта, профессор Хидеоми Коинума (Hideomi Koinuma) из Токийского университета (University of Tokyo), впервые представил свой план в 2009 году. Тогда это была только мечта. Но теперь сделаны первые скромные шаги к её воплощению.

Дело сдвинулось с мёртвой точки стараниями двух японских агентств – по наукам и технологиям (JST) и по международному сотрудничеству (JICA). Под их эгидой ныне усилия намерены объединить специалисты из шести японских университетов и институтов, а также алжирского научно-технологического университета Орана (USTO).

Проект, предусматривающий создание в Африке исследовательского центра по солнечной энергии (Sahara Solar Energy Research Center – SSERC), весной 2010 года был отобран JST для дальнейшего продвижения. Рассчитан SSERC на пять лет, и его цель – разработка и испытание технологий, необходимых для того, чтобы Solar Breeder мог бы стать реальностью.


Рис. 2. План японцев в общих чертах. Местные энергия и материалы не только позволят производить всё больше солнечных панелей, но и опреснять воду, необходимую для отвоевания территории у пустыни (иллюстрация diginfo.tv).

Кроме того, в 2011 году учёные намерены построить в Сахаре одну «свою» солнечную установку мощностью всего 100 киловатт. Она сыграет роль закладного камня и полигона. Специалисты намерены узнать, как на этой батарее скажется работа в жёстких условиях, как на неё повлияют песчаные бури.

Со сверхпроводящими кабелями тоже не всё ещё ясно. Нужная технология, причём промышленная, уже существует. Но нужно выяснить, как наилучшим образом прокладывать такие кабели в пустыне, да ещё на столь огромные расстояния, каковы окажутся затраты на работу охлаждающего оборудования…

В общем, перед нами лишь исследовательский проект. Никто ещё не может сказать - стартует ли когда-нибудь «саморазмножение» электростанций в Сахаре. Но если план сработает, к 2050 году та самая первая 100-киловаттная батарея «размножится» до полей производительностью 100 гигаватт. Это солидная величина - порядка 3% от установленной мощности электростанций всего мира. А что будет дальше, можно только фантазировать.


Рис. 3. Крупнейшая в мире солнечная электростанция на основе фотоэлектрических панелей на данный момент – Finsterwalde Solar Park в Германии. Первая очередь этого солнечного парка была построена в 2009 году, а вторая и третья – в 2010-м. Пиковая мощность «парка» составляет 80,7 мегаватта (фото с сайта greenunivers.com).

По степени воздействия на человечество Коинума сравнивает «засеивание Сахары» солнечными панелями с высадкой астронавтов на Луне, потому дал своему проекту ещё одно название - Super Apollo. Первое слово – это не просто обозначение превосходной степени, но и намёк на использование сверхпроводников, а второе - отсыл к знаменитой космической программе американцев и имя бога Солнца.

Конечно, в идее Хидеоми ещё много белых пятен. Экономику цикла ещё предстоит оценить в деталях. И тут умельцам из Страны восходящего солнца есть на кого ориентироваться. Похожий замысел лелеет организация Desertec Foundation и целый конгломерат немецких компаний. Они собираются к 2020–2025 году выстроить в Сахаре комплекс солнечных электростанций на всё те же 100 гигаватт.

План немцев куда более приземлённый: тут нет экспоненциального «размножения» заводов солнечных батарей, самих батарей тоже нет, а вместо них предполагается использовать термальные электростанции с зеркалами-концентраторами. И линии электропередачи для переброски энергии в Европу планируются классические.

Тем не менее стоимость проекта Desertec Foundation оценена в сотни миллиардов евро. Интересно посмотреть - сумеют ли японцы с алжирцами сократить затраты со своей стратегией «разведения» электростанций.

Проект SSERC имеет и ещё одно важное назначение. Коинума рассчитывает, что «солнечный» центр в Алжире сыграет роль катализатора развития местной науки и промышленности. В рамках проекта японцы собираются делиться своими знаниями и технологиями с подрастающим поколением африканских учёных и инженеров, которым, если всё пойдёт по плану, и предстоит превращать в быль японскую сказку о пустынной сети солнечных электростанций.

ПЕРСПЕКТИВЫ И АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В ПУСТЫНЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГИСТРАЛЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Россия, г. Москва, Центральный институт авиационного моторостроения им.

Россия, г. Орел, ФГОУ ВПО «ГОСУНИВЕРСИТЕТ - УНПК »

Рассмотрены перспективы и анализ развития солнечных электростанций в пустынях с использованием сверхпроводящих магистралей для повышения эффективности передачи электроэнергии и электроснабжения. Новые сверхпроводящие материалы и криогенные жидкости двойного применения расширяют возможности использования сверхпроводящих энергомагистралей в энергетике.

The perspectives and analysis of the development of solar power plants in deserts using superconducting lines for improving the efficiency of power transmission and power supply are considered. The new superconducting materials and cryogenic liquids of double application expand a opportunities of use of the hybrid superconducting power lines in power engineering.

Создание и развитие солнечных электростанций, например в пустынях, обеспечит человечество огромным количеством энергии. Такой необычный план спасения планеты от нехватки энергии и экологического коллапса придуман в Японии. Поля солнечных батарей могли бы дать миру колоссальное количество электричества. Вопрос в том, как сделать такие сооружения экономически оправданными. Свой ответ на него пытается дать экзотический проект развития солнечной энергетики в Сахаре Sahara Solar Breeder Project. Вместо того чтобы везти тысячи тонн солнечных панелей через моря, предлагается производить такие батареи на месте, на краю пустыни.

Cырье для изготовления солнечных элементов имеется в больших количествах, поскольку песок является богатейшим источником кремнезема. Из него можно было бы извлекать кремний для солнечных батарей, которые следует выпускать на месте в пустыне. После того, как мощность одного такого солнечного поля (с расположением солнечных электростанций) достигнет определенной величины, где-то неподалеку можно построить второй завод переработки песка, выпускающий солнечные панели. Ведь сам этот процесс требует немало энергии. Ее и дадут первые солнечные батареи. Второй завод, выпустив достаточно солнечных ячеек, позволит поставить поодаль третий завод переработки песка. Таким образом, управление развитием солнечной энергетики в пустынях начнет осуществляться по экспоненте. При этом на работу заводов будет уходить небольшая доля вырабатываемой солнечными электростанциями энергии.

Полученную энергию нужно будет передавать крупным потребителям, в Европу, а может, и дальше. В этом случае не обойтись без кабелей из высокотемпературных сверхпроводников . Их следует охлаждать криогенными жидкостями и прокладывать под землей, для минимизации перепадов температуры.

Впервые лидер данного проекта профессор Токийского университета Хидеоми Коинума представил свой план в 2009 году. Тогда это была только мечта. Но теперь сделаны первые скромные шаги к ее воплощению. Дело сдвинулось с мертвой точки стараниями двух японских агентств, по наукам и технологиям и по международному сотрудничеству. Под их эгидой ныне усилия намерены объединить специалисты шести японских университетов и институтов, а также алжирского научно-технологического университета Орана. Проект, предусматривающий создание в Африке исследовательского центра по солнечной энергии Sahara Solar Energy Research Center, весной 2010 года был отобран для дальнейшего продвижения. Рассчитан он на пять лет, и его целью является разработка и испытание технологий, необходимых для того, чтобы Solar Breeder стал реальностью. Прежде всего речь идёт об извлечении кремния из песка, причем с достаточно высокой чистотой продукта, чтобы из него можно было создавать солнечные панели. Такой технологии пока нет. Но авторы плана надеются соорудить опытную установку переработки песка, способную выдавать тонну чистого кремния в год. Кроме того, в ближайшее время ученые намерены построить в Сахаре одну солнечную установку мощностью всего 100 киловатт. Она сыграет роль закладного камня и полигона. Специалисты намерены узнать, как на этой батарее скажется работа в жестких условиях, как на нее повлияют песчаные бури. Не все ясно и со сверхпроводящими кабелями. Нужная промышленная технология. Следует выяснить, как наилучшим образом прокладывать такие кабели в пустыне, да еще на столь огромные расстояния, каковы окажутся затраты на работу охлаждающего оборудования. Пока это лишь исследовательский проект. Сегодня никто не может точно сказать, начнется ли когда-нибудь саморазмножение электростанций в Сахаре. Если план развития сработает к 2050 году, то солнечная энергетика в Сахаре достигнет суммарной мощности до 100 гигаватт. Это около 3 процентов установленной мощности электростанций всего мира. Экономику развития солнечной энергетики еще предстоит оценить в деталях. И тут ученым есть на кого ориентироваться. Похожий замысел вынашивают организация Desertec Foundation и целый конгломерат немецких компаний. Они собираются к году выстроить в Сахаре комплекс солнечных электростанций суммарной мощностью опять-таки 100 гигаватт. Использование различных возможных методов и технологий по передаче потоков электрической энергии в масштабах десятков гигаватт обсуждается учеными во всем мире.

На рис. 1 показано, что в пустыне Сахара, в которой отмечается 360 солнечных дней в году, площадь солнечных батарей размером 300 км х 300 км может обеспечить все мировое потребление электроэнергии. Площади 150 км х 150 км и 50 км х 50 км – обеспечивают все потребление Европы и Германии соответственно. При этом из рис. 1 видно, что эти площади занимают весьма малую часть пустыни.

Рис. 2. Возможные направления передачи электроэнергии и других видов энергии

Возникает проблема: как и каким способом, передать эту энергию, в том числе электрическую в промышленные и густозаселенные районы? Порядок величины расстояний передачи составляет км, требуемая мощность порядка десятков ГВт.

Обсуждению именно этих проблем и возможных решений по передаче гигантских потоков энергии на дальние расстояния был посвящен симпозиум в Постдаме в 2011 г., на котором обсуждались возможные варианты решений передачи энергии. Основным выводом обсуждения является то, что электроэнергию передать на большие расстояния можно только с помощью линий постоянного тока, поскольку воздушные линии передач переменного тока имеют ограничения по длине в несколько сотен километров, а кабели переменного тока ограничены длиной до 30-50 км.

Однако основная направленность должна быть на сверхпроводящие кабели постоянного тока на основе низкотемпературных сверхпроводников, так и современных идей по кабелям постоянного тока на основе высокотемпературных сверхпроводников. В России и Японии были реализованы впервые проекты ВТСП кабелей постоянного тока длиной до 200 м на напряжение ±5-10 кВ и ток в 1-2 кА, успешные испытания которых прошли в г.

Необходимо рассмотреть весь круг вопросов связанных с передачей электроэнергии на дальние расстояния, в том числе и экономических, особенно в плане стоимости исходных сверхпроводников и криогенных систем .

Одним из вариантов повышения величины передаваемой энергии является перекачка жидкого водорода по сверхпроводящей магистрали от мест его приготовления (в тех же пустынных областях) к местам его использования (рис. 3). Жидкий водород является универсальным энергоносителем, а «бесплатный» холод может быть использован для охлаждения сверхпроводящих кабелей . При этом возникает возможность использования дешевого сверхпроводника на основе соединения MgB2 (диборид магния), открытого в 2001 году. Этот сверхпроводник может работать при температуре жидкого водорода, сохраняя сверхпроводящие свойства в полном объеме. Он относительно дешев и прост в производстве.

Производство сверхпроводников на основе диборида магния планируется компанией Коламбус Супрекондактор (Италия) Джианни Грассо. Был сделан теоретический расчет, показавший, что оптимальным решением является именно гибридная магистраль с жидким водородом и сверхпроводящим кабелем на основе MgB2. Однако такая первая экспериментальная работа по проверке работы сверхпроводящей магистрали на основе MgB2 с жидким водородом была сделана в России.

В результате общим выводом о наиболее вероятном варианте передачи больших потоков энергии на большие расстояние является прокачка жидкого водорода с одновременным использованием сверхпроводящего кабеля постоянного тока на основе диборида магния для передачи электрической энергии. Хотя этот вариант требует большой проработки, однако он представляется оптимальным.

Рис. 3. Вариант выполнения комбинированной сверхпроводящей магистрали с использованием и передачей жидкого водорода

Развивается прогресс в разработке ВТСП кабелей и энергомагистралей. Новые сверхпроводящие материалы и криогенные жидкости двойного применения расширяют также возможности использования гибридных сверхпроводящих энергомагистралей в различных отраслях энергетики, промышленности и физики. Сегодняшний уровень разработок в этой области уже продемонстрировал их существенные преимущества, позволяет реально оценить их характеристики и приступить к разработке и реализации экономически выгодных проектов в энергетике.

Литература

1. Черноплеков технологии: современное состояние и перспективы практического применения // Вестник РАН, № 4, 2001 г.

2. Елагин П. Сверхпроводниковые кабели - реальные очертания будущей энергетики // Новости электротехники, № 4 (34), 2005 г.

3. Высоцкий В. C., и др. Сверхпроводимость в электромеханике и электроэнергетике // Электричество, № 7, 2005 г.

4. , Качанов и применение сверхпроводящих кабелей и энергомагистралей для повышения эффективности электроснабжения // Энерго- и ресурсосбережение – XXI век.: Cборник материалов Х международной научно-практической Интернет-конференции / Под редакцией д. т.н. проф. , д. т.н., проф. , д. т.н., проф. . – Орел: Госуниверситет-УНПК, 2012. – С. 114-117.

Член-корреспондент АЭН РФ, д. т.н., начальник сектора, ФГУП “ЦИАМ им. ”, Москва, ул. Авиамоторная,.

Е-mail: lepeshkin. *****@***com.

Академик АЭН РФ, д. т.н., профессор, зав. кафедрой “Электрооборудование и энергосбережение”, ФГОУ ВПО «ГОСУНИВЕРСИТЕТ - УНПК», e-mail: *****@***ru

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!