Гелиоэнергетика (солнечная энергетика) – одно их актуальных направлений альтернативной энергетики, в основе которого лежит непосредственное применение солнечного излучения с целью получения различных форм энергии.
Основные преимущества данного вида в том, что он применяет возобновляемые источники, не загрязняет окружающую среду. Производство энергии с помощью солнечных электростанций отвечает концепции распределённого производства энергии.
Гелиотермальная энергетика представляет собой нагревание поверхности, которая поглощает солнечные лучи, с последующим распределение и использование тепла.
Особым видом станций гелиотермальной энергетики служат солнечные системы концентрирующего типа (CSP — Concentrated solar power). Данные установки позволяют фокусировать солнечную энергию в направленный световой луч посредством системы зеркал и линз. Данный луч применяется в качестве источника тепловой энергии с целью нагрева рабочей жидкости.
Гелиоэнергетика имеет как достоинства, так и недостатки.
Важнейшими её достоинствами являются:
Среди основных недостатков гелиоэнергетики можно отметить следующие:
Электроэнергетика с использованием солнечной энергии начала своё развитие ещё со второй половины прошлого столетия. Так, ещё в 1981 году летчик Paul Beattie MacCready совешил свой уникальный полёт на самолёте, который питается только солнечной энергией. Ему удалось преодолеть расстояние 258 километров со скоростью 48 км/ч.
В 1985 году все установленные мощности в мире составили лишь 0,021 ГВт.
В 2005 году производство фотоэлементов на нашей планете составило 1,656 ГВт.
В 2007 году в Алжире было начато строительство гибридных электростанций, которые в дневное время суток производили электроэнергию параболическими концентраторами, а ночью осуществляли производство с использованием природного газа.
К началу 2010 года вся мировая мощность гелиоэнергетики составляла только 0,1% всей генерации электроэнергии на нашей планете. В этом году пилотируемый самолёт, использующий только энергию солнца, смог продержаться в воздухе 24 часа.
Сейчас военные испытывают значительный интерес к созданию беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые функционируют с использованием энергии солнечного излучения и способны удерживаться в воздухе весьма продолжительное время – на протяжении месяцев и даже лет. Эти объекты могут заменить и дополнить спутники.
К 2012 году крупнейшими производителями в сфере гелиоэнергетики стали компании таких государств, как КНР, США, Канада и Япония.
Следует отметить, что лидером по установленной мощности является Европейский Союз. Среди отдельных государств эта позиция принадлежит КНР.
В декабре 2011 года на Украине было закончено строительство последней, пятой, 20-мегаваттной очереди солнечного парка в Перово, при этом его суммарная установленная мощностьувеличилась до 100 МВт. Солнечный парк Перово в составе пяти очередей стал крупнейшим парком в мире по показателям установленной мощности.
В 2018 г. Саудовская Аравия сделала заявление о решении создать крупнейшую в мире гелиоэлектростанцию с мощностью более 200 ГВт.
Согласно исследованиям аналитиков, к 2050 году гелиоэнергетика сможет обеспечить 20-25% потребностей человечества в электроэнергии, а также значительно снизит вредные выбросы углекислоты. Согласно мнению экспертов Международного энергетического агентства, через 40 лет энергия Солнца будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов.
Высокие издержки значительно усложняют перспективы использования солнечной энергии для удовлетворения потребностей человека в электричестве. Так, СТЭС Айвонпа обходится в 4 р дороже, при этом генерируя значительно меньше энергии, по сравнению с ГЭС. Согласно убеждениям экспертов, в будущем электроэнергия, которая вырабатывается данной станцией, повысит свою стоимость в 2 раза, чем получаемая от обычных источников энергии, а расходы при этом станут проблемой потребителей.
Однако, согласно прогнозам аналитиков, к 2020 году себестоимость генерации энергии посредством солнечных лучей станет сопоставимой себестоимости генерации с использованием ископаемого топлива. Таким образом, переход к использованию солнечных электростанций может стать экономически целесообразным.