Киловатты средь ясного неба

Рекордное количество солнечных дней в средней полосе России этим летом дало всем возможность убедиться, что с небес к нам действительно попадает прорва дармовой энергии и было бы неплохо начать ею активно пользоваться. Тем более что устройства, работающие от солнца, перестали быть чем-то отчаянно экзотическим, а некоторой технике на традиционной подпитке так и вовсе составляют заметную конкуренцию.

ВЛАДИМИР БОРОВОЙ

Энергетические действия

Согласно современным научным воззрениям, Солнце — гигантская термоядерная печка, где водород превращается в гелий, что сопровождается выделением невообразимого количества энергии. Земля получает примерно одну миллионную часть этого изобилия, и ее хватило для появления и развития жизни от одноклеточных водорослей до человеческой цивилизации. Она в максимальной степени зависит от энергоресурсов, и последние полторы сотни лет ее представители усиленно размышляют, как бы приспособить под свои нужды хотя бы малую часть из 700 квадриллионов солнечных киловатт-часов, которые в течение года прилетают на поверхность планеты. Заметим, это количество примерно в 10 тыс. раз превышает ежегодный энергооборот современного человечества.

Первый шаг к использованию солнечной энергии был сделан в 1839 году: француз Александр Беккерель, сын знаменитого физика, сам знаменитый физик и отец знаменитого физика, открыл фотогальванический элемент. Через 44 года американец Чарльз Фриттс конструирует первый модуль, работающий на солнечной энергии, его КПД — 1%. Считается, что именно в 1883 году зародилась солнечная энергетика, однако не следует забывать, что отрасль не смогла бы развиваться, если бы Альберт Эйнштейн не объяснил закономерности внешнего фотоэффекта. Кстати, именно за эту работу немецкий ученый получил Нобелевскую премию по физике, а вовсе не за теорию относительности.

В течение XX века прогресс в солнечной энергетике шел волнообразно, но неотвратимо. Ему мешали мировые войны и неудачи исследователей и инженеров, но заинтересованность ученого сообщества и с некоторых пор деловых кругов помогала отрасли продвигаться вперед. Однако практически все солнечные проекты были подчеркнуто уникальными — главным образом из-за дороговизны. "Солнечные дома" никак не хотели превращаться в "солнечные города".

Ход событий подхлестнул первый серьезный нефтяной кризис 1973 года. Правительства всех государств-главных потребителей электроэнергии стали искать возможность ослабить зависимость от ближневосточной нефти, в том числе за счет солнечной энергетики. Конечно, и до того государства своими средствами и мощностями участвовали в солнечных проектах, но теперь это участие подпитывалось вполне конкретным интересом. К 1985 году солнечные батареи в мире давали совокупную мощность 21 МВт. Через 20 лет — уже 5 ГВт. В 2006-м рост установленных мощностей составил 19% по всему миру, а главный потребитель электричества в мире — США — прибавил аж 33%. Ежегодные инвестиции в строительство новых заводов по производству фотоэлементов превысили $1 млрд. В странах с большим количеством солнечных дней (например, в Испании) при строительстве муниципальных многоэтажек солнечные батареи монтируются уже в обязательном порядке — чтобы уменьшить потребление энергии из традиционных источников.

До недавнего времени производство солнечных батарей было довольно "грязным" — это являлось уязвимым местом солнечной энергетики и давало право традиционалистам говорить, что она не такая уж и экологичная. Но после разработки тонкопленочных фотоэлементов стало ясно, что и этот вопрос в скором времени можно будет успешно закрыть.

Лучистый ширпотреб

И все же солнечная энергетика, вероятно, еще минимум лет двадцать будет в значительной степени полем эксперимента. Машины и механизмы, питающиеся энергией Солнца,— беспилотные самолеты, которые держатся в воздухе сутками, автомобили, способные пересечь австралийскую пустыню,— поражают воображение, вместе с тем совокупная мощность солнечной энергетики составляет 0,1% мировой генерации электроэнергии (данные Международного энергетического агентства за 2010 год). Впрочем, отрасль уже получила достаточное количество наработок, чтобы они начали просачиваться в мир товаров широкого потребления. Примечательно, что в нише солнечного ширпотреба прописываются главным образом небольшие компании, из "крупняка" в этом бизнесе была замечена разве что японская Sharp, которая занимает третье место в рейтинге производителей солнечных батарей.

Солнечные товары, продающиеся в розницу, можно условно поделить на две категории. Первая — приспособления для непосредственного получения либо накапливания электричества при помощи солнечного света. Вторая — гаджеты и устройства, использующие солнечную энергию. Эта категория в массовом сознании представлена двумя устройствами — калькулятором на фотоэлементах и садовым фонарем, который днем копит энергию, а потом в сумраке горит приятным светом. Они весьма популярны у потребителя. Прочие приборы такого мощного паблисити не имеют, их вообще часто воспринимают как экзотику или забаву — например, американские термометры и погодные станции Oregon Scientific, голландские сотовые телефоны Invitation, китайские FM-приемники и рации JJ-Connect, а также большое количество развивающих игрушек (также made in China). Любопытно, кстати, что такую напрашивающуюся идею, как MP3-плеер на солнечных батареях, успешно реализовала российская компания "Мастер Кит". Двухгигабайтный проигрыватель стоит чуть больше 1700 руб., продается в интернет-магазинах, но тоже воспринимается как оригинальный подарок, не более того.

Первая категория — устройства для получения солнечного электричества — весьма богато представлена в сегменте товаров для тех, кто путешествует по дикой природе или проводит много времени вдали от электропроводки. Эффективность солнечных батарей растет с каждым годом, причем не только в лабораториях, где уже получают элементы с КПД 44%, но и на массовом рынке: если раньше нормой был КПД 5-7%, то сейчас — 11-13% и даже 20-24%. И уже никому не кажутся экзотикой солнечные зарядные устройства наподобие разработки техасской компании EarthTech, которые после 11-12 часов на солнце могут либо 5-6 часов снабжать электропитанием средний ноутбук, либо зарядить сразу несколько небольших приборов вроде телефона, эхолота и GPS-приемника. И вообще, для современного рыбака или охотника (особенно европейского и американского) портативная солнечная электростанция и набор приспособлений для нее уже стандартное оснащение.

Свой взгляд на Солнце

В России не так уж мало мест, где сумма солнечных дней в году позволяет эффективно перегонять солнечный свет в электричество. Тем не менее солнечная энергетика, как, впрочем, и все остальные альтернативные направления в этой сфере, сначала развивалась однобоко (приоритет был у космической отрасли), а потом, оказавшись предоставленной самой себе, сильно в развитии замедлилась. В последние годы процесс несколько ускорился: помогает мода на экологичный образ жизни. Стоит также отметить, что информированность потенциальных покупателей о предмете уже довольно велика, а когда человек в курсе, что по эффективности получение электроэнергии из солнечного света стало сравнимо с традиционными способами, а в ряде случаев может их даже превзойти, ему проще решиться на покупку солнечного устройства.

Продавцов серьезной солнечной техники у нас, прямо скажем, меньше, чем за границей, однако их хватает, чтобы удовлетворять имеющийся в России спрос. При этом продавцы (например, компания "Солнечная энергия") не только предлагают фотоэлектрические преобразователи, более известные как солнечные батареи, но и могут собрать целую электростанцию под те или иные нужды. Вообще, "Солнечная энергия" неплохо известна в столице как производитель светодиодных светильников для ЖКХ и офисных помещений (в частности, энергосберегающих потолочных решений "Армстронг"), но в последнее время склонна искать делового счастья и на солнечной стороне альтернативной энергетики. Чаще всего ее продукцией интересуются те, у кого по каким-то причинам нет возможности обеспечить себя электричеством привычным способом; есть и те, кто переходит на солнечную энергию из идеологических и этических соображений.

Вниманию частных клиентов компании предлагается весьма разная по цене и производительности техника. Например, нижняя позиция в списке электростанций на солнечном свете — походный вариант для охотников и рыболовов. Стоит $385, перевозится на автомобиле, монтируется на охотничьем домике или палатке; электростанция способна запитать 12-вольтовый телевизор, зарядить мобильный телефон или дать электричество для лампы-переноски. Посередине списка — электростанция для небольшого дома, которую можно смонтировать на крыше или стене, цена — от $1700 до $2100. Аппарат рассчитан на суммарную нагрузку до 750 Вт; вырабатываемой энергии (особенно при использовании специальных опций наподобие устройства слежения за Солнцем) хватает для автономной работы некоторых домашних электроприборов и электроинструмента, ну и на освещение дома энергосберегающими лампами остается. Верхний предел для частника — мощная электростанция, с помощью которой можно постоянно обеспечивать электричеством большой коттедж. Разве что для отопления и электроплиты придется искать другой источник. Здесь запросто можно отдать больше $22 тыс., зато получаешь независимость от дорогостоящих и непредсказуемых причуд энергоснабжения за городом.

Также в сферу интересов частного клиента попадает масса промежуточных вариантов, не требующих от него полного отказа от традиционных источников энергии, но дающих возможность сильно экономить. Речь о солнечных коллекторах и водонагревателях. Последние для частного дома — вещь крайне привлекательная: они подогревают воду перед тем, как та попадает в традиционный бойлер, и таким образом снижают стоимость ее нагрева на 70%. А между тем этот процесс — второй по энергозатратам в домашнем хозяйстве.

Как сообщил заместитель генерального директора "Солнечной энергии" Андрей Андреев, в последние годы повысился интерес к профильной продукции со стороны государства. Здесь можно вспомнить о планах пуска к 2015 году завода в Ставропольском крае, который, как рассчитывает корпорация "Роснано", будет производить солнечные энергоустановки на основе наногетероструктурных фотопреобразователей с КПД 37-45%. Но гораздо больше стали говорить о солнечной энергии в связи с объявленной в стране модернизацией и новой политикой энергосбережения. Между тем у той же "Солнечной энергии" давно имеются разработки для городского хозяйства — от автономных уличных фонарей на солнечных батареях до комплексов, которые способны взять на себя все подъездное освещение в жилых и офисных зданиях. Однако до внедрения всей этой техники у заинтересованных, казалось бы, лиц — чиновников — руки не доходят. Причем проект может быть разработан чрезвычайно подробно — вплоть до расчета стоимости и подробных спецификаций — и получить предварительное одобрение заказчика, но затем его активность гаснет, и проект не получает никакого воплощения.

Конечно, некоторые проекты реализуются — тут стоит вспомнить про автобусную остановку, оснащенную солнечными батареями, которая появилась в июле этого года в Северном округе Москвы. Чудо-объект умеет собирать днем солнечную энергию и потом с ее помощью освещает сам себя вечером и ночью. Однако это смехотворный результат по сравнению с тем, на что способны эти технологии даже в суровых отечественных условиях. Так или иначе, когда речь заходит о государственном участии в развитии солнечной энергетики, занятые в ней российские бизнесмены высказываются иронично и саркастически: слишком велика разница между громадьем планов и реальными свершениями. В этом смысле частные заказы — гораздо более стабильное поле деятельности. И конечно, источник заработка — тоже.