Содержание
Все о солнечной энергетике
О прошлом, настоящем и будущем природных источников энергии рассказал Алексей Тарасов, кандидат химических наук, руководитель лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ им. Ломоносова.
Я занимался материалами на основе диоксида титана, и одно из его применений заключается в использовании в качестве электрон-поглощающего слоя солнечных ячеек. Когда я заканчивал кандидатскую диссертацию, мир перевернуло известие о появлении нового класса солнечных элементов, одним из компонентов которого был также диоксид титана. Это именно то, чем сейчас надо заниматься.
В древнем мире единственными источниками энергии служили сжигание дерева и мускульная сила человека и животных. Чуть позже люди научились использовать энергию ветра и воды, построили парусную лодку, ветряную мельницу, водяное колесо.
Первым ископаемым источникам энергии стал уголь.
Это оказалась гораздо удобнее, чем сжигать дерево. Но доступ к более энергонасыщенному носителю позволил человечеству перейти к механизмам на основе извлекаемой тепловой энергии – к паровым установкам. Первой крупнейшей революцией стало создание двигателя внутреннего сгорания. Это позволило перейти к автономному движению с высоким КПД и развивать автомобильный транспорт.
Сжигание нефти – второго ископаемого источника – начало активно развиваться спустя практически полвека. В новейшее же время человек неким образом вернулся к своим истокам и стал рассматривать в качестве источника энергии воду, воздух, солнечный свет. В середине XX века человечество освоило атомную энергию, а на рубеже XX и XXI веков появились первые солнечные элементы, что сделало возможным преобразование солнечного света в энергию.
За последние 50 лет потребление электроэнергии возросло в пять раз. Данный прирост связан с интенсивным использованием нефти и газа. И самый актуальный на данный момент вопрос: прекратим ли мы использовать ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ?
Из возобновляемых источников энергии, которые человечество использует уже сегодня, выделяют три: это солнечная энергетика, гидроэнергетика и ветряная энергетика.
И вся возобновляемая энергия является солнечной. Прямое превращение солнца в энергию является самым желаемым способом ее получения. Уже сегодня это достаточно развитая область, которая есть везде: в космосе, в пустынях, на индивидуальных домашних хозяйствах и на портативной электронике.
На нашей планете есть достаточно много свободных от застройки и при этом солнечных мест. Если покрыть их солнечными батареями, то можно обеспечить электроэнергией все человечество. Для некоторых точек планеты, особенно плотно населенных, с равномерным распределением энергопотребителей, это самый лучший вариант. В России с 2014 года существует большая инновационная компания, которая производит кремниевые солнечные панели по отечественной технологии.
Свет – это электромагнитное излучение. Фотон – минимальная порция света. Разные фотоны обладают разной энергией, и она связана с частотой излучения и длиной волны. Изолированный атом состоит из ядра и распределенных вокруг него электронах, находящихся на разных уровнях.
Под действием света электроны переходят на свободные более высокие уровни, повышая потенциальную энергию и поглощая фотоны электромагнитного излучения. Солнечный свет работает подобно водяному насосу: энергия солнечного света передается электронам.
Существует четыре поколения солнечных элементов: кремниевые, полупроводниковые, органические и перовскитные. Основной вид солнечных батарей сегодня – кремниевый, но получение чистого кремния – сложный и дорогой процесс. Поэтому более эффективным является использование полупроводниковых солнечных элементов на основе арсенида галлия (GaAs), которые позволяют достичь КПД более 45%.
В 1991 году химики Михаэль Гретцель и Брайан О’Реган открыли новый тип дешевых солнечных элементов, которые нашли применение в промышленности (электронные книги, станции подзарядки электромобилей и так далее).
Рост эффективности «гретцелевских» солнечных ячеек быстро достиг устойчивого плато, и в 2009 году появились элементы нового типа – перовскитные.
Они стали самой быстроразвивающейся областью фотовольтаики и новейшим классом супер-тонкопленочных солнечных элементов.
Перовскитные солнечные элементы обладают максимальной удельной мощностью на единицу массы. Но пока это только будущее, которое возможно станет настоящим. Разработка перовскит-кремниевых тандемов требует плотной коллаборации с кремниевой индустрией.В России исследованием гибридным перовскитов занимается пока только несколько групп.
Однако три года назад произошел интенсивный рост КПД органических солнечных элементов, поэтому не исключено, что чуть позже самыми актуальными окажутся именно они.
Из лекции «Все о солнечной энергетике», прошедшей в рамках акции «На острие науки».
Вам может быть интересно
10 августа
В Новосибирске состоится IX Международный форум технологического развития «Технопром-2022»
8 августа
Победитель «Лидеров России» предлагает создать команду ученых для интенсивного импортозамещения в химической промышленности
5 августа
Экскурсии «Наука рядом»: в июле школьники узнали, как создают вакцины, увидели строительство судов и сыграли роботами в лазертаг
ТЭК России | Мир и солнце
Выработка электроэнергии на основе солнца (энергетика солнечная) в 2021 году выросла на 23%, а доля солнечной генерации в производстве мировой электроэнергии составила 3,7%, по данным компании Ember.
В последнее десятилетие солнечная фотоэлектрическая энергетика стала самым быстрорастущим сектором энергетического рынка. Если в 2010 году в мире, по данным BloombergNEF, ввели в строй 18 ГВт солнечных электростанций, то в 2021 году 183 ГВт, что в десять раз больше.
В последнее десятилетие солнечная фотоэлектрическая энергетика стала самым быстрорастущим сектором энергетического рынка. Если в 2010 году в мире, по данным BloombergNEF, ввели в строй 18 ГВт солнечных электростанций, то в 2021 году 183 ГВт, что в десять раз больше. Согласно прогнозу агентства, в 2030 году ввод новых фотоэлектрических мощностей может составить более 330 ГВт.
Одной из основных причин столь масштабного внедрения солнечной энергетики стала низкая стоимость. По показателю приведенной стоимости электроэнергии (LCOE) она является самой дешевой технологией генерации во многих странах.
Это стало возможным, потому что цены на солнечные модули постоянно снижались, а на них приходится 62–67% общей стоимости проектов, по данным индийской компании JMK Research.
В 2010 году среднемесячная цена на солнечные модули из кристаллического кремния составляла $2,649 за Вт. К июлю 2020 года она упала до $0,192. То есть с 2010 года по 2020 год цены на солнечные панели в год в среднем снижались на 23%.
Статистический обзор мировой энергетики в 2021 году от BP
Концерн BP, занимающийся развитием нефтегазовой отрасли, опубликовал очередной выпуск своего ежегодного статистического обзора мировой энергетики — Statistical Review of World Energy.
Согласно исследованию, в 2021 году совместная доля солнца и ветра в выработке электроэнергии достигла 10,2%, впервые эти две технологии обеспечили более 10% мирового производства электроэнергии.
В обзоре BP говорится, что солнечная и ветровая энергетика обошли по выработке атомную. Все солнечные электростанции мира в 2021 году произвели 1000 ТВт·ч электроэнергии. Для сравнения, это, как отмечают отраслевые эксперты, примерно соответствует годовой выработке всей энергосистемы Российской Федерации.
В прошлом году в мире было развернуто 132,8 ГВт мощностей солнечной энергетики, из которых 53 ГВт пришлось на Китай, говорится в обзоре.
США заняли второе место, добавив 19,9 ГВт солнечной мощности. За ними следует Индия, которая установила 10,3 ГВт. К концу прошлого года установленная мощность солнечной энергетики в мире составила 843 ГВт.
Данные о развитии мировой электроэнергетики в 2021 году от компании Ember
Заключение BP соответствует цифрам исследовательской компании Ember, которая опубликовала данные о развитии мировой электроэнергетики в 2021 году — Global Electricity Review 2022.
Согласно данным компании Ember, выработка электроэнергии на основе солнца в 2021 году выросла на 23%, ветра на 14%.
Доля солнечной и ветровой генерации в производстве мировой электроэнергии впервые превысила 10% и достигла 10,3% (ветроэнергетика — 6,6%, солнечная энергетика — 3,7%). Это больше, чем доля атома в выработке электроэнергии (9,94% в 2021 году).
Солнечная энергетика в прошлом году произвела 1024 ТВт·ч, ветроэнергетика — 1814 ТВт·ч.
Доклад о развитии солнечной энергетики в 2021 году от МЭА
Программа по фотоэлектрическим системам (PVPS) Международного энергетического агентства (IEA PVPS) опубликовала очередной ежегодный доклад о развитии солнечной энергетики — Snapshot of Global PV Markets 2022.
В документе отмечается, что, несмотря на пандемию COVID-19, мировой рынок фотоэлектрических систем снова значительно вырос в 2021 году. В прошлом году в мире было установлено и введено в эксплуатацию не менее 175 ГВт фотоэлектрических солнечных электростанций. По оценке IEA PVPS, установленная мощность мировой солнечной энергетики к концу прошлого года составила не менее 942 ГВт.
Китайский рынок солнечной энергетики, крупнейший в мире, в 2021 году снова вырос, несмотря на дефицит, наблюдавшийся в производственной цепочке солнечной индустрии в течение года. В 2021 году было установлено 54,9 ГВт фотоэлектрических систем по сравнению с 48,2 ГВт в 2020 году и 30,1 ГВт в 2019 году.
На КНР приходится почти треть мировой установленной мощности солнечной энергетики.
Помимо Китая, остальная часть мирового солнечного рынка значительно выросла. В 2021 году было добавлено 120 ГВт, на 24% больше, чем в 2020 году (97 ГВт).
США установили 26,9 ГВт, что на 7 ГВт превышает данные статистического обзора энергетики BP, где этот показатель составляет19,9 ГВт. Как отмечают отраслевые эксперты, такое часто случается из-за разных методик подсчёта данных. Таким образом, США обогнали страны Европейского Союза. На крупномасштабные солнечные электростанции пришлось 75% новых вводов.
Европейский Союз занял третье место в 2021 году, установив около 25 ГВт. За пределами ЕС остальная Европа добавила около 3 ГВт. Крупнейшим европейским рынком в 2021 году снова стала Германия (5,3 ГВт), за ней следуют Испания (4,9 ГВт), Франция (3,4 ГВт), Нидерланды (3,3 ГВт), Польша (3,3 ГВт), Греция (1,2 ГВт), Италия (944 МВт) и Бельгия (850 МВт).
Индия и Япония заняли третье и четвертое места с новой установленной мощностью солнечной генерации 13 ГВт и 6,5 ГВт соответственно. Данные по Индии опять разнятся с показателями статистического обзора энергетики BP, где он составляет10,3 ГВт, что опять-таки связано с разными методиками подсчёта статистических данных.
Согласно флагманскому ежегодному докладу МЭА о перспективах мировой энергетики (World Energy Outlook 2021), к 2050 году совместная доля солнечной и ветровой генерации в производстве электроэнергии в мире достигнет 40–68% в зависимости от сценария.
США введут в строй 21,5 ГВт СЭС в 2022 году
Управление энергетической информации США (EIA) опубликовало данные о планируемом вводе в эксплуатацию мощностей электроэнергетики в 2022 году. Ожидается, что в США будет добавлено 46,1 ГВт новых электрогенерирующих мощностей промышленного масштаба.
Почти половина (46%) запланированных на 2022 год дополнительных мощностей приходится на солнечную фотоэлектрическую энергетику — 21,5 ГВт.
За ней следуют природный газ (21% — 9,6 ГВт) и ветроэнергетика (17% — 7,6 ГВт). Кроме того, планируется ввести в строй два атомных реактора общей мощностью 2,2 ГВт.
Больше всего запланированных на 2022 год солнечных электростанций будет построено в штате Техас (6,1 ГВт, или 28% от общего числа по стране), за которым следует Калифорния (4,0 ГВт).
EIA также ожидает, что в 2022 году мощности систем накопления энергии (батарей) вырастут на 5,1 ГВт, или на 84%.
В августе прошлого 2021 года министерство энергетики США опубликовало документ о перспективах развития солнечной энергетики в стране. В нём отмечается, что солнечная энергетика может обеспечивать более 40% потребления электроэнергии к 2035 году. В настоящее время её доля составляет 3%.
Импорт солнечных модулей в США
По данным EIA, объём поставок солнечных модулей в США в 2021 году достиг рекордной величины — 28,8 ГВт. В денежном выражении — $9,8 миллиарда.
Сюда включены и поставки от производителей на территории страны — $4,2 миллиона.
Средняя цена солнечных модулей в 2021 году снизилась до исторически минимального значения — $0,34 за ватт, несмотря на рост цен в производственной цепочке.
В прошлом году США импортировали почти 23 ГВт солнечных панелей. Отраслевые аналитики предполагают, что доля китайского бизнеса в поставках в США — ниже 80%. Солнечные панели, поставляемые из Сингапура, Тайваня, Вьетнама, Малайзии, Таиланда, ОАЭ, тоже в основном китайского производства.
Непосредственно в Китае производится более 70% всех солнечных панелей в мире, а в странах Юго-Восточной Азии размещены заводы китайской солнечной индустрии, отмечают эксперты.
Сценарии развития солнечной энергетики в Японии
Япония занимает третье место в мире по установленной мощности солнечной энергетики после КНР и США. Японская консалтинговая компания RTS Corporation спрогнозировала развитие солнечной энергетики в стране.
В базовом сценарии ожидается, что к 2025 году в Японии будет установлено 111 ГВт мощностей солнечной генерации, а к 2030 году эта цифра возрастет до 154 ГВт. В соответствии со сценарием ускоренного развития, к 2025 году солнечная энергетика может вырасти до 115 ГВт, а к 2030 году до 180 ГВт.
Базовый сценарий «бизнес как обычно» (BAU) предполагает продолжение текущей энергетической политики Японии, снижение стоимости фотоэлектрических систем и отсутствие внешних шоков или давления.
Эксперты RTS Corporation считают, что в соответствии с BAU ежегодные установки солнечных электростанций могут превысить 8 ГВт в год к 2025 году и 9 ГВт к 2030 году, предполагая, что «зелёные тарифы» в стране неуклонно снижаются.
В соответствии со сценарием ускоренного развития Япония может устанавливать 10 ГВт солнечных электростанций в год к 2025 году и более 14 ГВт к 2030 году.
На текущее развитие солнечной энергетики в Японии повлияли рост цен на фотоэлектрические модули из-за нехватки сырья, приостановка поставок инверторов в связи с нехваткой полупроводников и проблемы, связанные с производством поликремния в Синьцзян-Уйгурском автономном районе Китая.
RTS Corporation прогнозирует значительное снижение цен на фотоэлектрические системы до 2030 года. Так, цена на бытовую солнечную установку менее 10 кВт должна упасть с сегодняшних $1,76/Вт до $0,9/Вт к 2030 году.
Европа планирует новый рекорд мощностей солнечной энергетики
По данным европейской ассоциации солнечной энергетики SolarPower Europe, в 2022 году в Европе будет введено в строй более 39 ГВт солнечных электростанций. Это значительный скачок по сравнению с прошлогодним показателем в 27 ГВт, который сам по себе являлся рекордом.
Энергетический кризис является причиной ускорения развития солнечной отрасли. В мае ЕС опубликовал обновлённую стратегию развития энергетического сектора REPowerEU. Она предусматривает рост установленной мощности солнечной генерации до 320 ГВт к 2025 году и до 600 ГВт к 2030 году.
Как отмечают в Wood Mackenzie, растущая стоимость сырья, а также недостаток производственных мощностей по выпуску солнечных модулей внутри ЕС могут стать препятствиями на пути к достижению этих целей.
Капитальные затраты проектов солнечной энергетики выросли за год на 20%
Рост стоимости оборудования, компонентов для солнечной энергетики и, соответственно, капитальных затрат — это мировой тренд, говорят отраслевые эксперты.
По данным исследовательской компании Mercom India, средняя стоимость крупномасштабных солнечных проектов в первом квартале 2022 года составила $560 512 на МВт установленной мощности. Стоимость проекта варьировалась от $523 256 на МВт до $591 563 на МВт, в зависимости от используемых модулей.
Средняя стоимость увеличилась на 19% по сравнению с первым кварталом прошлого года, когда она составляла $471 603 на МВт. В предыдущем квартале 2022 года она также была на 1,4% ниже $552 899 на МВт.
Согласно исследованию Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), Индию отличают самые низкие удельные капитальные затраты в солнечной энергетике в мире. Тем не менее, даже зная эти обстоятельства, цифры в районе $500–600 за киловатт всё равно впечатляют.
Несмотря на рост затрат, в первом квартале текущего года Индия установила 2,7 ГВт крупномасштабных солнечных электростанций, на 23% больше по сравнению с предыдущим кварталом (2,2 ГВт), и на 53% больше, чем за аналогичный период прошлого года (1,75 ГВт). За отчетный период на крупномасштабные солнечные установки приходилось 85% новых мощностей, а на кровельные — 15%.
Согласно отчету Mercom, средняя цена поликристаллических модулей, поставляемых в Индию из Китая, выросла на 25% по сравнению с прошлым годом. Китайские монокристаллические модули PERC увеличились в цене на 20% по сравнению с первым кварталом 2021 года.
Цены на индийские поликристаллические модули поднялись на 26%, а PERC-модули — на 20%. Индийская компания JMK Research сообщила, что за последние 20 месяцев цены на солнечные модули в Индии выросли на 38%.
В отрасли ожидают, что капитальные затраты еще значительно вырастут, поскольку индийские производители полагаются на китайские солнечные элементы (ячейки) для своих модулей.
По мнению отраслевых экспертов, на конкурентоспособность солнечной энергетики это не скажется. Последние данные показывают, что спрос на солнечные модули растёт высокими темпами, обгоняя предложение.
К концу года ожидается ввод больших объёмов новых мощностей по производству поликремния, что должно снизить цены в производственной цепочке солнечной индустрии.
Согласно прогнозу PV InfoLink, в 2022 году будет продано как минимум 223 ГВт солнечных панелей, что намного больше, чем в предыдущем. По прогнозу Европейской ассоциации солнечной энергетики SolarPower Europe, в 2022 году в мире будет добавлено 228,5 ГВт солнечных мощностей, в 2023 году — 255,8 ГВт, а в 2026 году — 347 ГВт.
Солнечная и ветровая энергетика дешевле всех остальных
Австралийский исследовательский центр Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) и оператор энергетического рынка (Australian Energy Market Operator, AEMO) опубликовали проект обновленного исследования экономики разных технологий генерации электроэнергии в Австралии GenCost 2021–2022.
В прежних докладах отмечалось, что объекты солнечной и наземной ветровой энергетики однозначно дешевле по приведенной стоимости единицы энергии (LCOE), чем новые объекты любых других технологий генерации. Более того, даже с добавлением систем накопления энергии, которые придают солнечным и ветровым станциям характеристики «твердых» мощностей всё равно конкурентоспособны уже сегодня. Эти выводы подтверждаются и в нынешней работе.
Приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) для солнечных фотоэлектрических систем в Австралии в настоящее время составляет 44–65 австралийских долларов/МВт·ч, в то время как для ветровых электростанций —
45–57 австралийских долларов/МВт·ч.
Для сравнения, LCOE электростанций, работающих на основе каменного угля, составляет 87–118 австралийских долларов/МВт·ч, а природного газа — 65–111 австралийских долларов/МВт·ч.
По оценкам авторов доклада, дополнительные расходы на интеграцию возобновляемых источников энергии оцениваются в 10–15 австралийских долларов/МВт·ч в зависимости от доли ВИЭ.
Авторы исследования делают расчёты для 60–90% доли переменных ВИЭ в энергосистеме.
В соответствии с прогнозами, стоимостные преимущества ВИЭ сохранятся до 2050 года и будут усиливаться в связи с опережающим снижением затрат на солнечную и ветровую энергию, а также системы накопления энергии.
Доклад основан на австралийских данных. Тем не менее, как отмечают отраслевые эксперты, принимая во внимание «универсальность» используемого в солнечной и ветровой энергетике генерирующего оборудования, на которое приходится львиная доля затрат энергетических проектов ВИЭ, выводы в значительной степени репрезентативны и для других регионов.
Что такое солнечная энергия?
Солнечная энергия — быстро развивающаяся возобновляемая энергия
В 2050 году на нее может приходиться 16% мирового производства электроэнергии по сравнению с 3,7% сегодняшней структуры энергопотребления. Но у него светлое будущее, потому что солнечная энергия вечна (по данным астрономов, пять миллиардов лет жизни).
Фактически, из всех возобновляемых источников энергии солнечная энергия является самой быстрорастущей. Его цена стала очень конкурентоспособной во все большем числе стран. И солнечная энергия должна стать жизненно важным источником, если к 2050 году наш мир должен стать углеродно-нейтральным.
Что такое солнечная энергия?
Энергия, вырабатываемая солнечным излучением. Ядерный синтез, который происходит в огромных масштабах на Солнце, высвобождает невероятное количество тепла и света. Мы, люди, улавливаем часть энергии, получаемой на Земле, для производства электричества и тепла. В этом нам помогают две ключевые технологии: фотоэлектрические солнечные панели (производство электроэнергии) и тепловые солнечные панели (производство тепла).
Электроэнергия вырабатывается фотогальваническими модулями (более известными как солнечные батареи)
Один модуль состоит из соединенных вместе ячеек. Они поглощают энергию фотонов, которые высвобождают электроны, захваченные внутренним магнитным полем, создавая непрерывный электрический ток.
Модуль подключается к электрическим элементам — инвертору, трансформатору, распределительной коробке и т.д. — которые преобразуют этот непрерывный ток в переменный ток, который может быть введен в систему распределения (для нашего использования!). В большинстве модулей сейчас используются кремниевые элементы (извлекаемые из песка или кварца).
Второй метод – тепловое солнечное производство
Состоит в преобразовании солнечного излучения в тепловую энергию. Солнечный свет сильно концентрируется в зеркальных панелях, которые отражают его к приемникам, которые затем нагревают расплавленные соли или другие теплоносители. Захваченное тепло используется для обогрева или производства пара для работы турбины или генератора, для производства электроэнергии.
Как используется солнечная энергия?
Фотогальванические панели чрезвычайно модульны! Небольшие количества устанавливаются на небольшие предметы оборудования, такие как часы или калькуляторы, или используются для заправки походного снаряжения.
В средних масштабах панели используются для электроснабжения домов с помощью модулей, установленных на крыше. Наконец, в промышленных масштабах крупные солнечные фермы подают электроэнергию в сеть. Тепло, полученное с помощью тепловой солнечной технологии, может использоваться для отопления жилых помещений или для производства горячей воды для бытовых нужд.
Фотоэлектрические модули также используются в сельском хозяйстве как часть индивидуальных энергетических систем, повышающих урожайность и производящих экологически чистую электроэнергию. Солнечные батареи можно найти даже в космосе, где они уже десятилетиями устанавливаются на спутники и используются для снабжения электроэнергией международной космической станции. Они необходимы для обеспечения Томаса Песке и его коллег отоплением, вентиляцией и освещением.
Солнечная энергия может быть адаптирована для широкого спектра применений и потребителей, от частных клиентов и промышленных производителей до фермеров.
Что происходит с отработанными солнечными панелями?
Их можно перерабатывать или использовать повторно.
Говоря конкретно, алюминиевые рамы и кабели перерабатываются, другие металлы (серебро и т. д.) восстанавливаются, а стеклянные и кремниевые пластины измельчаются и повторно используются в других отраслях промышленности или в строительстве вместо песка. Детали, изготовленные из пластика или полимеров, перерабатываются с помощью химических процессов или пиролиза или повторно используются в качестве твердого рекуперированного топлива для отопления или производства электроэнергии. Существующие панели также можно восстановить и использовать повторно после замены всех изношенных компонентов. Во Франции экопредприятие Soren занимается переработкой панелей с 2014 года, собирая, сортируя и перерабатывая модули.
Пустая придорожная земля может производить солнечную энергию
Это покрытие стало возможным благодаря партнерству с Grist и WABE , станцией NPR в Атланте.
На участке шоссе Западной Джорджии, в треугольнике земли, где съезд с дороги встречается с дорогой, 2600 солнечных панелей поглощают яркое южное солнце.
Участок площадью 5 акров раньше был бесплодным и подвергался эрозии, но теперь он обеспечивает достаточно энергии для более чем 100 домов. Это именно то, на что надеялась команда проекта устойчивого шоссе Фонда Рэя С. Андерсона, известного как The Ray.
«Сегодня это область чистой, зеленой энергии», — сказала Элли Келли, исполнительный директор Ray. Солнечные панели стоят выше большинства, поэтому полевые цветы также растут на том, что когда-то было «бесполезной общественной землей».
Когда-нибудь она надеется увидеть подобные солнечные поля вдоль шоссе по всей стране.
Компания Ray и картографическая компания ESRI, которая специализируется на использовании данных о местоположении для решения местных проблем, разработали бесплатный цифровой инструмент, который поможет транспортным отделам реализовать солнечные проекты. Он находит участки земли, где солнечная энергия будет работать лучше всего, и проектировщики могут сделать виртуальный макет, чтобы убедиться, что установка не загораживает обзор и не находится слишком близко к дороге.
Поддержка читателей делает нашу работу возможной. Сделайте пожертвование сегодня, чтобы наши климатические новости оставались бесплатными. Все пожертвования УВЕЛИЧЕНЫ В 3 раза!
- Один раз
- Ежемесячно
- 10 долларов
- 15 долларов
- Другой
В целом, по оценкам Рэя, в континентальной части Соединенных Штатов имеется более 52 000 акров пустых придорожных земель, которые могли бы генерировать солнечную энергию: посередине, у обочин, в центрах въездов и выездов.
По данным организации, размещение солнечных панелей на всех этих объектах может генерировать до 36 тераватт-часов энергии, что достаточно для питания 12 миллионов пассажирских электромобилей.
Солнечные батареи установлены на ранее неиспользованном участке земли на выезде с межштатной автомагистрали 85 в Джорджии. Установка вырабатывает один мегаватт электроэнергии, которой достаточно для питания более 100 домов.
Предоставлено Фондом Рэя К. Андерсона
Поскольку транспортные департаменты работают над сокращением выбросов, многие рассматривают возможность использования солнечной энергии на своих неиспользуемых землях. Келли сказал, что Ray работает с более чем двумя десятками штатов, чтобы помочь им найти солнечные площадки.
«Для Министерства транспорта штата это отличный способ использовать малоиспользуемые земли», — сказал Захария Хек, менеджер программы устойчивого развития Департамента транспорта штата Орегон.
В 2008 году в штате Орегон был реализован первый в стране проект по производству солнечной энергии на шоссе, государственно-частное партнерство, которое, по словам Хека, позволило агентству сократить счета за электроэнергию и выбросы.
Но превратить идею солнечной энергетики в реальность может быть сложно. Транспортные ведомства владеют огромными участками земли, и не на всех из них можно разместить солнечные батареи. Земля может быть каменистой, засаженной деревьями или просто смотреть в неправильном направлении. Вот тут и приходит на помощь цифровой инструмент Рэя и ESRI.
Эдди Люкемайр из отдела охраны окружающей среды Министерства транспорта Мэриленда сказал, что в его штате около 3000 участков земли вдоль автомагистралей.
«Итак, когда вы смотрите на 3000 строк в электронной таблице Excel, а затем отводите глаза, это просто цифры», — сказал он. «У меня нет столбца, в котором говорилось бы, есть ли на этом участке деревья, потому что мы не хотим срубать деревья, чтобы поставить там солнечные батареи».
MDOT официально не приняла этот инструмент, но Люкемайр сказал, что было бы полезно объяснить и продемонстрировать солнечные проекты.
«Это действительно здорово иметь возможность поместить эту мешанину чисел в программу и получить результат, понятный мне, вам, кому угодно», — сказал он.
Читать дальше
Почему не в каждом крупном магазине есть солнечная батарея на крыше?
Эмили Понтекорво
Инструмент также может перевести предлагаемый солнечный проект в любые термины, наиболее подходящие для лиц, принимающих решения, будь то домашнее электроснабжение, экономическая ценность или компенсация выбросов углерода. И делает все это быстро.
«Промедление — это смерть для проектов», — сказала Келли. «Мы говорим об инструментах, которые переносят концепции проекта через долину смерти, к закупкам и планированию».
Цели по сокращению выбросов побуждают некоторые транспортные департаменты, в том числе в Мэриленде и Орегоне, использовать солнечную энергию.
Мэриленд поставил цель добиться нулевого уровня выбросов к 2045 году. После реализации проектов 2008 и 2012 годов в штате Орегон строительство солнечных электростанций остановилось, но распоряжение губернатора штата, призывающее к 80-процентному сокращению выбросов парниковых газов к 2050 году, возобновило программу.