Несколько слов об энергии Солнца
Очевидная проблема солнечной энергетики в России состоит в том, что наша страна - довольно северная, тёмная и пасмурная. Есть другие страны, в которых использование энергии Солнца гораздо выгоднее. И почему-то так получилось, что наиболее могущественная из таких стран - США - это наш враг, с которым у нас фактически идёт горячая война. Поэтому, скрепя сердце, я свернул все разработки по энергии Солнца. И я даже не буду писать здесь о тех неизученных вариантах солнечной энергетики, которые мне кажутся перспективными. Когда война закончится - можно будет к этому вернуться.
Особенностью солнечной энергетики является то, что солнечная энергия доступна летом, когда и так светло и тепло. Зимой же, когда темно и холодно, ее мало. Так что, если планировать использование солнечной энергии, то, я думаю, нужно ориентироваться прежде всего на межсезонье. В это время года можно получить неплохое подспорье в виде теплой воды и дополнительного отопления. На Западе для солнечного отопления широко используется "пассивная солнечная архитектура". Дом строится так, чтобы солнце его освещало когда надо (но чтобы не было слишком жарко летом). Все эти "атриумы", которые у нас выполняют роль архитектурных украшений, на Западе являются элементами экономичного солнечного отопления. Просто об этом мало кто знает. Атриумы вряд ли помогут в России, потому что зимой через потери энергии через большие застекленные окна будут гораздо больше, чем приток солнечного излучения. Поэтому у нас их используют только для красоты. Хотя выглядит все это довольно глупо и даже становится за отечество обидно. Чего стоит, например, солнечная стена, ориентированная на север, которую я недавно видел в Москве.
Есть еще солнечные панели. Они постепенно дешевеют. Но есть подозрение, что их производство - достаточно грязное. Они страдают той же проблемой, что и любая солнечная энергетика: зимой выработка слишком мала. Вот здесь даны данные о солнечной радиации, их можно использовать для расчета солнечной энергетической установки. Из этих расчетов явно следует, что зимой ловить нечего.
Из перспективных направлений солнечной энергетики я бы выделил три, доступных для реализации на уровне любителей.
1. Создание хороших конструкций солнечных водонагревателей, например, устойчивых к морозу и не требующих для заправки странными веществами вроде антифриза.
2. Создание концентраторов для солнечных панелей. В этом направлении ведутся работы во ВИЭСХ. Думаю, с помощью концентраторов можно снизить стоимость солнечного электричества раза в два-три.
3. Создание низкотемпературных паросиловых установок, работающих от теплой воды. В таких установках нужно использовать легкокипящее рабочее тело, а не воду. Например, можно использовать эфир, фреоны или бутан.
Если вы думаете, что это экзотика, то я скажу, что почти в каждом бытовом холодильнике и в абсолютно каждом кондиционере стоит тепловой насос, работающий именно таким образом, только шиворот-навыворот. Первые солнечные энергоустановки не легкокипящем рабочем теле, работающие от теплой воды, были созданы не менее 100 лет назад.
Преимуществом такой установки для условий России является то, что зимой ту же теплую воду можно получать от дров.Основной недостаток подобных установок - по мере роста перепада температур резко увеличивается стоимость теплообменников и расходы энергии на прокачку теплоносителей. В ходе подготовки доклада по теплоаккумулированию я просмотрел несколько отчётов о подобных установках и попытался оценить стоимость. Результаты разочаровывают - такие установки сильно уступают солнечным фотоэлектрическим панелям. Хотя нельзя сказать, что создатели этих установок выжали из них всё возможное.
Будяк Д.В.