Как известно, солнечная энергия представляет собой основной источник жизни на земле. Все живые организмы получают солнечную энергию и его тепло. Солнечная энергия представляет собой экологически чистую энергию.
Данный тип энергии научились преобразовывать и использовать для создания других типов энергии. Её использование можно разделить на следующие виды [1, c. 40]:
— С помощью фотоэлектрических элементов. Данный тип преобразования солнечной электроэнергии происходит в системах солнечных электростанций. В процессе данного преобразования основными элементами получения солнечной энергии являются фотоэлектрические элементы, которые направлены на изготовлении солнечных батарей. Принцип действия основан на получении разности потенциалов внутри фотоэлемента при попадании на него солнечного света. Как известно, по всему миру экологически чистым использованием энергии и её преобразованием являются солнечные батареи. И их использование постоянно совершенствуется и расширяется. Принцип работы заключается в использовании панели солнечных батарей. Данные панели отличаются по структуре, размеру и мощности.
— С помощью термоэлектрических генераторов. Термоэлектрический генератор — техническое устройство, позволяющее получать электрическую энергию из тепловой энергии. Принцип действия основан на преобразовании полученной энергии за счёт перепада температур в разных частях конструктивных элементов (тепловой электродвижущей силы) [2, c. 44].
На основании данных выделенных видов преобразования солнечной энергии, рассмотрим современные инновации в преобразовании солнечной энергии в электроэнергию.
Как было сказано в научной статье Сидоровича Владимира: Европейская ассоциация солнечной энергии SolarPower Europe опубликовала глобальный прогноз развития солнечной энергетики на 2022 год включительно: «Глобальный рост теперь станет более географически сбалансированным, и Китай больше не будет занимать половину рынка. Несмотря на спад в Китае, SolarPower Europe считает, в мире будет построено больше солнечных электростанций — 102,6 ГВт. Это центральный сценарий исследования. Однако в пессимистичном сценарии предполагается, что рынок упадет до уровня 2016 года — до 72,6 ГВт» [3].
Согласно автору, наблюдаются такие прогнозы, по которым как минимум 14 стран в 2022 году добьются гигаваттного размера в данной отрасли преобразование солнечной энергии, то есть будут использовать не менее 1 гигаватта новых актуальных солнечных мощностей в современном применении.
В течение ближайших лет, по прогнозу Ассоциации, согласно выделенным отмеченным данным из статьи В. Сидоровича: «в мире будет введено в эксплуатацию 621,7 ГВт, то есть ежегодно будет строиться в среднем 124,3 ГВт. При этом на европейском рынке ожидается сильный рост солнечныx станций — 45 % и 58 % соответственно» [3].
Если брать во внимание основной прогноз приобразования солнечной энегрии и ее эффективность, то предположительно мощность мировой солнечной энергетики превысит 1000 ГВт в 2022 году.
Если рассматривать инвестиции, которые затрачиваются на преобразование солнечной энергии, то они должны увеличиться на 8 % в 2022 году и достигнут $2,4 трлн. Согласно статье «Возобновляемые источники энергии» можно отметить: «Инвестиции в чистую энергетику, наконец, начинают расти и, как ожидается, превысят 1,4 триллиона долларов в 2022 году, что составляет почти три четверти роста общего объема инвестиций в энергетический сектор» [4].
Рассмотрим основные инновации преобразования солнечной энергии в электрическую.
Известно, что пыль и пепел, испускаемые вулканами в верхние слои атмосферы, оказывают охлаждающее действие. Попытки проверить эту идею на практике наталкиваются на сопротивление политиков и активистов.
Однако, на 2022 год в Гарвардском университете запланирован эксперимент «SCOPEX», который подразумевает под собой запуск воздушного шара в стратосферу, благодаря чему будет выпущено 2 кг экспериментального материала. Далее данный материал будет изучаться: будут исследоваться его испарение, реакции и рассеиваемость солнечной энергии.
Как результат должна выступить производительность технологии. Солнечная геоинженерия может выиграть мировое время для сокращения выбросов парниковых газов. Учредители проекта создали независимую группу для консультации и рассмотрения последствия проведённого проекта. А также данная группа должна дать свою независимую оценку процессу эксперимента и его результатами.
Искусственный интеллект (ИИ) революционизирует энергетику и коммунальные услуги. Интерес представляет использование солнечной энергии, а также её преобразования в сфере искусственного интеллекта. Она используется для определения эффективность ресурсов и применении данной энергии в необходимый момент с минимальными затратами. Это особенно важно для возобновляемой энергетики.
Согласно сборнику «Глобальные тенденции 2030: Альтернативные миры»: «Всемирный экономический форум прогнозирует, что ИИ сыграет важную роль в глобальном переходе к чистой энергетике. Эффективность будет повышена за счет улучшения прогнозирования спроса и предложения» [5, c. 46]. Кроме того, происходит переход от централизованных моделей производства и распределения электроэнергии к децентрализованным, и для их координации потребуются сложные алгоритмы искусственного интеллекта. Направленность данного преобразования состоит в создании «интеллектуальной координации» между энергетической инфраструктурой и домами и предприятиями, где электроэнергия используется в первую очередь.
В 2022 году мы увидим больше инноваций от стартапов с креативным подходом к ИИ. Например, немецкая компания Likewatt создала сервис под названием Optiwize, который рассчитывает потребление энергии и выбросы углерода [6]. Актуальность данной разработки заключается в том, что потребители данной энергии могут контролировать её потребление и рассматривать решения об источниках энергии. Также наблюдается разработки в профилактическом обслуживании в данной технологии для увеличения эффективности производства данного типа энергии.
Следующим переходом солнечной энергии в электрическую можно достичь при помощи технологии «Зеленый» водород. В первую очередь отметим тот факт, что водород представляет собой распространенный элемент во Вселенной, которой практически не выделяют парниковых газов при сжигании и является перспективным источником получения энергии. Но, следует учитывать тот факт, что для сжигания его требуется ископаемое, которое всё же выделяет углерод. В качестве примера приведем «коричневый» водород, который получают из угля и «серый» водород, который преобразуется при сжигании природного газа.
Однако интерес данной статьи представляет «зелёные» углерод, который производится электролизом из воды, а выработка из возобновляемых источников: ветра или солнечной энергии. Данный процесс называется безуглеродные рельсы.
В этом году ряд крупных европейских энергетических компаний, включая Shell и RWE, взяли на себя обязательство построить первый крупный трубопровод «зеленого» водорода от ветряных электростанций в Северном море до материковой Европы. Хотя проект не будет завершен до 2035 года, Евросоюз также взял на себя обязательства по ряду более мелких проектов — по выработке 40 ГВт возобновляемой энергии к 2030 году, которая пойдет на производство «зеленого» водорода [6]. Это означает, что в течение десятилетия мы должны ожидать инноваций и новых проектов в этом направлении. Одним из примеров этого является первый в мире электробайк на водороде от голландской дизайн-студии MOM и австралийского стартапа LAVO [6].
Отметим следующую технологию перехода солнечной энергии в электрическую — водородные решения для домашней зарядки электромобилей от американского стартапа ElektrikGreen.
Технология производства возобновляемой энергии постоянно совершенствуется благодаря спросу на экономичность, эффективность и безопасность.
Прогнозируемый результат 2022 года: будут разработаны новые технологические достижения — мощные и адаптируемые солнечные фотоэлектрические панели для выработки энергии, лопастные турбины для гидроэнергетики и ветроэнергетики. В качестве примера можно отметить лопасные турбины американской компании Helicoid, которые используют новые структурные волокна, отличающиеся своей прочностью и устойчивостью к повреждениям, защищены от эрозии или структурной деформации. За счёт вышеперечисленных характеристик повышается эффективность использования данных лопастей, так как они прослужат дольше и имеют улучшенные эффективные характеристики.
В области солнечной энергии такие компании, как голландская компания Lusoco, разрабатывают новые фотоэлектрические панели с использованием различных отражающих и преломляющих материалов (включая флуоресцентные чернила) для ускорения процесса поглощения энергии. Панели становятся легче, доступнее в приобретении за счет своей цены и менее энергоемкими в производстве и установке. Разрабатываются также новые материалы, позволяющие более эффективно преобразовывать энергию. Например, слитки монокристаллического кремния из норвежских кристаллов получают с использованием сверхнизкоуглеродной гидроэнергетики.
Солнечная энергия может легко обеспечить значительное количество недорогой зеленой электроэнергии. Благодаря новым технологиям и постоянному совершенствованию солнечные фотоэлектрические элементы становятся еще более универсальными. Новые технологии солнечной энергии демонстрируют универсальность этого мощного источника энергии. Практические применения от архитектуры до уличного освещения помогают экономить энергию и затраты. Они также являются четким свидетельством того, что солнечная энергия — это будущее.
Литература:
- Годовой прирост мощностей солнечной энергетики впервые превысит 200 ГВт в 2022 г [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://decentral.web-box.ru/ — Дата доступа: 01.07.2022
- Дизендорф, А. В., Усков, А. Е., Перспективы возобновляемой энергетики. — М.: Наука, 2015. — 229 c.
- Установленная мощность солнечной энергетики превысит 1000 ГВт в 2022 году / В. Сидорович [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://renen.ru/installed-capacity-of-solar-energy-will-exceed-1000-gw-in-2022/ — Дата доступа: 01.07.2022
- Возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://energy.hse.ru/Wiie — Дата доступа: 01.07.2022
- Глобальные тенденции 2030: Альтернативные миры [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.nkibrics.ru/system/asset_publications/data/53c7/b3a1/676c/7631/400a/0000/original/Global-Trends-2030-RUS.pdf?1408971903 — Дата доступа: 01.07.2022
- СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ — ФИЛОСОФИЯ — 2022 [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.bestreferat.ru/ — Дата доступа: 01.07.2022
