Коммерчески успешные технологии в любой области могут возникнуть различными путями. Иногда они появляются на базе принципиально новой информации, полученной в лаборатории. Нередко случается, что базой для удачного проекта служат уже имеющиеся технические решения, которые необходимо правильно использовать. Инженеры из компании Skyline Solar, США обещают без больших затрат вырабатывать электричество из солнечного тепла.

Калифорнийская компания Skyline Solar только что сообщила о разработке гибридной технологии производства солнечного электричества, объединяющей два известных метода, которые ранее применялись раздельно. Фирма утверждает, что средняя стоимость энергии, производимой на ее установках, не превысит цену электричества, приходящего с тепловых станций и заверяет, что эти утверждения подкреплены строгими экономическми расчетами.

Для генерирования электричества Skyline Solar использует обыкновенные кремниевые полупроводниковые фотоэлементы (правда, значительно более продвинутые). Такие солнечные панели применяются уже давно – например, снабжают электричеством космические аппараты.

В системах Skyline Solar солнечный свет фокусируется на панелях фотоэлементов из монокристаллического кремния (Изображение: Skyline Solar).

Чтобы получить больше электричества, необходимо увеличить площадь панелей, а это сегодня весьма дорого. Хотя в последние годы цена полупроводниковых фотоэлементов ощутимо снизилась, она все-таки довольно высока. Именно поэтому фотоэлектрические солнечные станции пока не получили широкого распространения.

Компания Skyline Solar считает, что сложившуюся ситуацию исправят солнечные концентраторы – зеркала, которые собирают солнечный свет с большой площади и фокусируют его на приемные устройства. Skyline Solar пользуется зеркалами в форме параболического желоба – такая поверхность получается из обыкновенного прямоугольника, согнутого так, чтобы в сечении получилась парабола.

Энергоблок Skyline Solar. HGS (High Gain Solar) – панели высокоэффективных фотоэлементов (см. предыдущий рис.). (Изображение: Skyline Solar).

Зеркальные желоба уже нашли применение в тепловой солнечной энергетике. С их помощью солнечный свет направляют на трубы, в которых циркулирует жидкий теплоноситель. Теплоноситель разогревается до 300–400 градусов и отдает тепло воде, которая превращается в пар и вращает турбину, приводящую в движение электрический генератор. Инженеры из Skyline Solar объединили параболические концентраторы с полупроводниковыми фотоэлектрическими панелями. Для демонстрации возможностей такого гибрида они построили экспериментальную миниэлектростанцию мощностью 24 киловатта. Зеркальные желоба, которыми оснащена эта установка, как подсолнух, поворачиваются вслед за Солнцем и собирают его лучи в любое время дня. С их помощью поток солнечного излучения, падающий на кремниевые панели, возрастает десятикратно. Почти в такой же пропорции увеличивается и выход электричества. Опытная электростанция работает безупречно.

Skyline Solar планирует уже в этом году запустить в серийное производство модули для сборки более серьезных энергоблоков мощностью от тысячи до десяти тысяч киловатт. Министерство энергетики США профинансировало этот проект грантом в 3 миллиона долларов.

Солнечная энергетика начинает мощный подъём. Одно обстоятельство беспокоит инженеров и ученых – запасы кремния, пригодного для создания фотоэлементов традиционного типа – очень ограничены и быстро истощаются. В разработке находятся современные технологии – тонкопленочные фотоэлементы, органические фотоэлементы, фотоэлементы на базе наночастиц (например, квантовых точек или нанотрубок, которые обещают эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую порядка 42%). Они должны выручить, а дело инженеров – применить их с макимальной эффективностью, так, как это демонстрируют инженеры из Skyline Solar (между прочим, больше половины из них – доктора наук, что даже для Калифорнии очень высокий образовательный ценз).