Применение солнечной энергии

Первые опыты по применению солнечной энергии в целях получения коммерческой прибыли относятся к 80-м годам XX века. Наибольшие достижения в этой области у фирмы Loose Industries из США. В конце 1989 года эта фирма запустила в эксплуатацию первую в истории солнечно-газовую станцию, имеющую мощность 80 МВт. Позднее в Калифорнии было введено в эксплуатацию еще дополнительно 480 МВт электрической мощности, при этом стоимость 1 КВтч составила всего 7-8 центов. Это почти вдвое ниже, чем на большинстве обычных станций.

Солнечно – газовая станция работает по сменному типу, то есть в зимнее время года и ночью энергию дает преимущественно газ, а днем и в летнее время года – солнце. На солнечно – газовой электростанции, расположенной в Калифорнии, применяется система на основе параболоцилиндрических отражателей в форме желоба.

Калифорнийская электростанция доказала на практике, что главные источники энергии будущего – газ и солнце – могут с успехом дополнять друг друга. Это также позволяет сделать вывод о том, что жидкое и газообразное топливо должны использоваться в качестве дополнения к энергии солнца.

Наиболее подходящим для этих целей представляется водород. Обратный процесс перевода водородной энергии в электрическую достигается путем использования специальных устройств – топливных элементов.

Из этого следует, что наилучший способ применения энергии солнечного света в наше время – это использовать ее для добычи вторичных видов энергии в районах наиболее яркого солнечного света. Полученное с использованием солнечной энергии топливо возможно транспортировать в другие места земного шара.

При электролизе основная часть электроэнергии расходуется в виде тепла при прохождении электротока через электролит. В системах, функционирующих по этому принципу, чтобы получить один кубический метр водорода необходимо 4-5 киловатт-часов электричества. Это экономически невыгодно, поскольку получение аналогичного количества бензина с такой же теплотворной способностью дешевле в три раза.

Тем временем многие проблемы в местах газоносных месторождений возникают из-за выброса сероводорода в окружающую атмосферу. Сероводород продолжает считаться вредной примесью. В этой связи интересно будет провести параллель с историей использования бензина в качестве топлива. После появления возможности перерабатывать нефть, получая в результате бензин и керосин, последний быстро нашел применение в качестве топлива для керосиновой лампы. А вот области применения бензина поначалу не нашлось, и он долгие годы считался просто вредным продуктом отхода при переработке нефти, совершенно бесполезным и очень опасным. Год от года его становилось все больше, а уничтожать его становилось все труднее.

К началу прошлого века общий вес уничтожаемого в год бензина достигал сотен тысяч тонн. Даже проводились конкурсы на лучший способ уничтожения этого бесполезного, как тогда думали, отхода. Этот способ, перевернувший историю человечества, в начале XX века придумали Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, предложив использовать бензин в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.

В наши дни сероводород в лучшем случае используется для получения серы. Очевидны минусы этого дорогостоящего процесса : из сероводорода получают только серу, а непосредственно водород переходит в воду. Это привело к попыткам путем диссоциации сероводорода в плазме добиться получения двух продуктов одновременно: сразу водорода и конденсированной серы. При этом значительно снижаются энергозатраты, связанные с получением одного кубометра водорода. Полученный этим способом водород дешевле электролизного ориентировочно в 15 раз. Это позволяет широко применять его в области промышленности и энергетики.