Эти данные приведены в двух докладах, опубликованных Международным энергетическим агентством. Авторы прогнозируют, что к 2050 году солнечные батареи будут вырабатывать 16% мирового электричества, а солнечно-тепловые электростанции — 11%. Последние основаны на принципе превращения воды в пар под действием сконцентрированных солнечных лучей; пар, в свою очередь, вращает турбины.

С конца 2013 года по настоящее время во всем мире были установлены фотоэлектрические панели общей мощностью 137 ГВт, — отмечают в МЭА, агентстве, ведущем статистику глобального потребления электроэнергии.

Как отмечается в докладе, не менее важно то, что в следующие четыре десятилетия солнечная энергия позволит сократить выброс двуокиси углерода больше чем на 6 млрд тонн.

К середине века половину всех фотоэлектрических панелей составят солнечные панели на крышах зданий, — в немалой степени благодаря тому, что им нет равных среди распределенных источников энергии, уверены авторы.

В Соединенных Штатах мощность солнечных электростанций с 2010 года выросла к настоящему времени уже вшестеро, отмечают в Энергетической информационной администрации — ведомстве, отвечающем за ведение статистики производства энергии для всех рынков.

Вместе с тем в докладе МЭА прогнозируется, что стоимость солнечной энергии к 2050 году во всем мире упадет до 4 центов за киловатт/час. Сейчас в США электричество стоит примерно 13 центов за кВт/ч для бытовых абонентов и 7 центов для промышленных.

Исполнительный директор МЭА Мария ван дер Хювен подчеркнула, что доклады, опубликованые ее агентством, «не являются прогнозом», — как и другие технологические дорожные карты агентства, они излагают цели и меры, которые нужны, чтобы этих целей достичь к 2050 году. Наряду с этим глава МЭА отметила, что стоимость оборудования солнечных энергетических систем быстро снижается.

«Стремительное падение цен на фотоэлектрические системы, наблюдаемое в последние несколько лет, открыло новые перспективы применения солнечной энергии в качестве серьезного источника электричества в ближайшие годы и десятилетия, — заявила она. — Но пока что солнечные энергетические технологии очень дорогостоящи, причем практически все капиталовложения нужно делать вначале. Снижение капитальных затрат, таким образом, является задачей первоочередной важности для достижения целей, изложенных в наших дорожных картах».

В результате появления солнечных панелей на крышах в предстоящие восемь лет прибыли энергетических компаний могут уменьшиться на 15%. К такому выводу пришли составители доклада, подготовленного по результатам исследования, в котором участвовали две коммунальные службы — на Юго-Западе и Северо-Востоке Соединенных Штатов.

В этом докладе, опубликованном Управлением энергоэффективности и возобновляемой энергии, также содержится прогноз о том, что доля рынка электроэнергии, принадлежащая солнечным панелям на крышах, к 2022 году вырастет по сравнению с нынешним с 0,2% до 10%.

По подсчетам авторов доклада, если принять рыночную долю фотоэлектрических панелей равной 10%, доходы акционеров юго-западной компании упадут на 8%, а доходы акционеров северо-восточной — на 15%. При определенных условиях соответствующие показатели возрастают до 13 и 41%.

Перспективы

Существует несколько технологий, обещающих повысить эффективность фотоэлектрических элементов. На сегодня у кремниевых солнечных панелей КПД около 20%, то есть 80% солнечного излучения, попадающего на крышу, теряется.

Массачусетский технологический институт опубликовал доклад о новом материале, который мог бы идеально подойти для преобразования солнечной энергии в тепловую — благодаря возможности регулировки диапазона поглощаемого света.

«Данный материал может поглощать практически весь спектр света, попадающего на поверхность Земли с Солнца», — говорится в пресс-релизе МТИ.

Материал, о котором идет речь, — металлический диэлектрик, фотонный кристалл одноатомной толщины. Его преимущества — возможность поглощать солнечный свет, падающий почти под любым углом, и способность выдерживать очень высокие температуры — до 1000 C. Новый материал вначале преобразует солнечную энергию в тепло, излучая свет. Свет, в свою очередь, можно конвертировать в электричество.

Однако важнее всего то, что данный материал можно выпускать дешево в больших количествах, указывают в МТИ. Поскольку он способен эффективно поглощать свет, падающий под разными углами, не понадобятся солнечные трекеры, отметил Джеффри Чоу, один из разработчиков материала. Трекеры используются в солнечных электростанциях большой площади — они поворачивают панели так, чтобы обеспечить максимальную выработку электроэнергии.

Не только в МТИ разрабатывают новые более эффективные фотоэлектрические материалы: специалисты Университета Огайо в журнале Nature Communications описали созданную ими систему, состоящую из солнечного элемента и аккумуляторной батареи.

Фотоэлектрическая панель изготовлена из материала ячеистой структуры, пропускающей электроны в батарею. Как объясняют разработчики, свет от солнечной панели и кислород участвуют в химической реакции, заряжающей аккумулятор. Йийинг Ву, профессор биохимии Университета Огайо, уверен, что со временем подобные системы позволят снизить стоимость установок для получения солнечной энергии на 25%.

«На современных солнечных электростанциях свет улавливается с помощью фотоэлектрических панелей, и эта энергия сохраняется в недорогих батареях, — написал Ву в докладе о системе. — Мы совместили обе функции в одной установке, что позволило снизить стоимость солнечной энергетической системы».

 

Иллюстрация: Стоимость оборудования солнечных энергетических систем быстро снижается. Источник: Wikipedia