Любят на Хабре солнечную энергетику: вот Гугл строит солнечные электростанции (1 2 3 4 5 6), вот Германия однажды генерировала треть текущего энергопотребления на солнечных электростанциях…
Комментарии делятся на 2 категории: «Вот молодцы, а мы только нефть жгем» и "EROEI! Производство солнечных батарей требует больше энергии чем они производят!".
Въедливый читатель наверняка подумает: Как это производит меньше, чем требуется на производство? Их же поставил — они работают, каши не просят, 10 лет, 50лет, 100лет — значит суммарная произведенная энергия равна бесконечности, и они должны быть выгодны при любой стоимости постройки…
Как обстоит все на самом деле, какие есть подходы к солнечной генерации, что ограничивает КПД солнечных элементов, какие гениальные идеи уже были реализованы и почему солнечная энергетика как-то не активно захватывает мир — по ссылке http://habrahabr.ru/post/158875/
Комментарии
первый камент на хабре показателен:
====
Даже «солнечная» энергетика уже не современна, как и сжигание ископаемых. Нужно открывать новые источники энергии. Всё что мы сейчас имеем — не годится.
====
Ньютон ахуел бы от такого апломба
хе хе
а вообще на афтершоке давно этот вопрос был "обсчитан" и выводы сделаны так же давно:
=====================================================================
1. Производство энергии во всем мире составило в 2007 году 475 квадрлионов Btu, что является эквивалентом примерно 139 триллионам квт.час. Для производства такого объема требуется непрерывно работающие в течение года мощности 15.89 млрд.киловатт.
Источник - http://tonto.eia.doe.gov/cfapps/ipdbproject/IEDIndex3.cfm?tid=44&pid=44&aid=1
2. Солнечная постоянная - 1367 ватт на квадратный метр, но это вне атмосферы. На практике в идеальных условиях на поверхности земли солнечный поток составляет не более 1020 ватт на метр. Но это на экваторе в полдень без облаков. Усредненное, с учетом облачности и т.д. реальное значение, основанное на периоде наблюдений за несколько лет даже на экваторе находится в диапазоне 200-300 ватт на метр. Даже в пустыне Сахара, например, эта величина составляет 260 ватт на метр.
Источник - http://www.ez2c.de/ml/solar_land_area/
3. Поделив 15.89 на 200, мы получаем, что площадь солнечной электростанции, чтобы покрыть хотя бы энергозатраты 2008 года, должна составить примерно 80 тысяч квадратных километров при условии идеального КПД, причем будучи расположенной в экваториальных зонах.
4. С учетом того что даже многослойные дорогие батареи GaInP/GaAs/Ge имеют коэффициент фотоэлектрического преобразования 32%, мы можем умножить площадь в три раза до 240 тысяч квадратных километров. Это минимально требуемое количество для того, чтобы законсервировать производительность жителей планеты на прежнем уровне, с миллиардом голодающим и огромным количеством низкопродуктивных рабочих мест, что объективно обуславливает нищету.
Источник - http://www.nitolsolar.com/rutechnologies/
5. Для избавления от голода и нищеты на планете и создания сотен миллионов новых продуктивных рабочих мест, требуется увеличение генерирующих мощностей не менее, чем в 4 раза (по сравнению с 2007, при сохранении той же численности населения). То есть требуемые площади составят около миллиона квадратных километров. Для сравнения - площадь всей суши составляет 149 миллионов квадратных километров. Прошу учесть, что все эти площади выбудут из нормальных процессов фотосинтеза, и будут иметь непредсказуемый эффект как на пищевые цепочки, так и на циркуляцию воздушных потоков.
И самое интересное:
6. До этого мы оценивали масштабы и площади. Давайте теперь оценим физическую экономику проекта. Точные оценки энергии требуемой на производство и установку солнечных батарей я не нашел, но сделал следующие оценки. Согласно оценкам национальной лаборатории Берклей, стоимость установки одного ватта мощностей в 2007 в США составила около 8 долларов. Причем интересно, что последние годы она уже не меняется (если смотреть с поправкой на инфляцию), то есть "эффект масштаба" при переходе на массовое производство себя уже исчерпал.
Источник - http://eetd.lbl.gov/EA/EMS/reports/lbnl-1516e-ppt.pdf
7. Давайте предположим, что 70% из этих 8 долларов составили энергозатраты, как производственного процесса (начиная от добычи ресурсов), так и процесса установки. Иными словами, оценим стоимость потраченной энергии в 5.6 долларов. Стоимость электроэнергии в 2007 в США составляла 9.13 центов за квт.час. Это дает нам следующую оценку - для установки одного ватта мощностей солнечная энергетика требует вложения около 60 квт.час энергии.
8. Отсюда и из пункта 1 следуют следующие оценки - для покрытия энергетических затрат 2008 года, на строительство солнечной электростанции мощности 15.89 млрд.киловатт потребовалось бы потратить 15890 млрд * 60 квт.час = 953 триллиона.квт.час, то есть семилетний мировой энергобаланс. То есть, если человечество 7 лет не будет работать на заводах, не будет одеваться, не будет есть, не будет ездить на автомобилях, не будет включать свет - то за 7 лет оно теоретически сможет соорудить солнечную батарею требуемого размера. При этом следует помнить что срок службы солнечных батарей составляет 30-50 лет. То есть через 30 лет процесс нужно будет повторять заново.
9. Вывод. Это путь к новой темной эре. Аналогия периоду времен собирательства и охоты достаточно полная, ибо большая часть человечества будет лишена энергии, продуктивных рабочих мест, впав в дикость и деградируя, а немногочисленные энергетические источники будет контролировать олигархия.
===========================================================
Пару слов о солнечной энергетике
Все хорошо, только по сравнению с оценкой 8$/Вт от 2007-го года, стоимость на солнечные батареи ежегодно снижалась. И к нынешнему моменту опустилась <1$/Вт (http://www.ecobusinesslinks.com/surveys/free-solar-panel-price-survey/). И это БЕЗ учета инфляции, в абсолютных ценах. Если учесть инфляцию, то разница будет еще больше. Да, я знаю, это стоимость только батареи, без установки/аккумуляторов, которые, впрочем, тоже дешевеют. Но вектор движения виден.
Поэтому все Ваши экономические оценки нужно уже делить в разы. А с учетом того, что стоимость элементов продолжает падать, и к 2020-му году обещается быть на уровне 0.10-0.15$/Вт, то я бы не списывал солнечную энергетику просто так, скопом. Только, плз, я ни в коем случае не говорю, что это панацея, переворот в энергетике, заменит нефть/газ/... Нет, не панацея, и не заменит. Но в определенных регионах - вполне даже изменит раскладку сил. А в каких-то регионах, возможно, это будет геотермальная энергия. А в каких-то - приливная/ветро/подставьте сами/... Просто шире надо подходить к проблеме энергообеспечения. Не надо чукчам строить солнечные электростанции, но и в Африке получать электричество на сибирском газе/нефти - маразм.
Понятно, что это новая отрасль, которая получила серьезное развитие только в последние годы. Но от того, каким соотношением КПД/себестоимоть обладали двигатели внутреннего сгорания в, скажем, 1920-м, не значит, что нужно продолжать ездить на лошадях, которые рожались даром.
даешь орбитальные гелиостанции и отряд космонавтов с разводнными ключами!
Разводные ключи - это малодушие. Орбитальную группировку солнечных батарей надо чинить исключительно ломами. Урановыми. Так готичнее.
ЗЫ. Статья понравилась, подход правильный и сбалансированный. Хотя вопрос EROEI можно было бы развернуть и поподробнее - там много чего сидит в цифре 0,5$ за 1 Ватт установленной мощности. Например, там сидит китайский уголь.
Точнее будет "отряд тейконавтов с разводными ключами".
Можно ёрничать по данному по поводу, но реальный путь использования солнечной энергии - реализация проекта "Сфера Дайсона". Там туева хуча инженерно-конструкторских проблем, но это выход за пределы Земли, освоение энергии Солнца, что на порядки меняет возможности энергопотребления.
Ну а "дальше только звёзды" :-))
Это не реальный, а совершенно фантастический способ использования :-) Я сильно подозреваю, что как сейчас производство солнечной батареи требует энергозатрат больше, чем она способна выработать за цикл, так и у сферы Дайсона будет такой же убыточный энергобаланс.
Подозревать не возбраняется, но сфера Дайсона - это не солнечные батареи. А в будущем, когда истощатся земные источники энергии, люди вспомнят афоризм из фильма Рогожкина: "Жить захочешь - и не так раскорячишься" :-))
http://www.youtube.com/watch?v=V6pbD6RQqS0
Проблема солнечной энергетики даже не в стоимости кВч, а в том, что энергию получаем большей частью летом, а требуется она зимой. А складировать ее невозможно.
Это У НАС проблема, что солнце летом, а мерзнем зимой :). И, понятно, что за полярным кругом и в регионах с полярной ночью придется искать другие источники энергии. Но где-то ближе к экватору это вполне себе альтернативный источник энергии. Альтернативный, не в смысле, заменяющий все остальные, а дополняющий их. Не говоря уже про то, что, чисто теоретически, можно было бы кооперироваться со странами противоположного полушария, когда у нас зима - там то лето. Но это из категории победы сферического коня в вакууме.