Смелый проект развития солнечной энергетики в сахаре от японских специалистов. Энергия солнца

Гелиоэнергетика – получение энергии от Солнца. Имеется несколько технологий

солнечной энергетики. Получение электроэнергии от лучей Солнца не даёт

вредных выбросов в атмосферу, производство стандартных силиконовых батарей

также причиняет мало вреда. Но производство в широких масштабах многослойных

элементов с использованием таких экзотических материалов, как арсенид галлия

или сульфид кадмия, сопровождается вредными выбросами.

Солнечные батареи имеют ряд преимуществ: они могут помещаться на крышах

домов, вдоль шоссейных дорог, легко трансформируются, используются в

отдалённых районах.

Главной причиной, сдерживающей использование солнечных батарей, является их

высокая стоимость. Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5

дол. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт\час электроэнергии в 6 раз

дороже энергии, полученной традиционным путём сжигания топлива. Возможно

использование солнечной энергии для отопления жилищ.

Однако в условиях нашей страны 80% энергии Солнца приходится на летний

период, когда нет необходимости отапливать жильё, кроме того, солнечных дней

в году недостаточно, чтобы использование солнечных батарей стало экономически

целесообразно.

домах. Они экономичнее традиционных угольных котлов.

Создано опытное производство систем горячего водоснабжения, базирующихся на

использовании солнечной энергии. Эти устройства включают в себя солнечные

коллекторы и теплонакопители. Оптимальный для местного климата вариант –

система с четырьмя коллекторами – позволяет обеспечить потребности в горячем

водоснабжении семьи из 4-5 человек. Зимой установку можно интегрировать со

стандартной системой отопления. Стоимость оборудования варьируется в пределах

900-3500 дол. США.

Интересны примеры использования солнечной энергии в разных странах.

В условиях Великобритании жители сельской местности покрывают потребность в

тепловой энергии на 40-50% за счёт использования энергии Солнца.

Современные солнечные коллекторы могут обеспечить нужды сельского хозяйства

в тёплой воде в летний период на 90%, а в переходный период – на 55-65%, в

зимний – 30%.

Наиболее эффективно в странах ЕС солнечные установки эксплуатируются в

Греции, Португалии, Испании, Франции: выработка солнечными энергоустановками

составляет соответственно 870 000, 290 000, 255 200, 174 000 МВт\ч в год.

В целом, по Европейскому союзу вырабатывается 1 850 000 МВт\ч в год (по

данным 1998 г.).

Наиболее суммарной площадью установленных солнечных коллекторов располагают:

США – 10 млн.кв.м, Япония – 8 млн кв.м, Израиль – 1,7 млн. кв.м, Австралия –

1,2 млн. кв.м.

В настоящее время 1 кв.м солнечного коллектора экономит в год:

электроэнергии - 1070-1426 кВт\ч;

условного топлива – 0,14-0,19 т;

природного газа – 110-145 нкуб.м;

угля – 0,18-0,24 т;

древесного топлива – 0,95-1,26 т.

Площадь солнечных коллекторов 2-6 млн. куб.м обеспечивает выработку 3,2 – 8,6

млрд кВт\ч энергии и экономит 0,42 – 1,14 млн т усл. топлива в год.

Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком. Источником энергии солнечного излучения служит термоядерная реакция на Солнце. Солнечная энергия испускается в виде электромагнитного излучения. Чтобы использовать его энергию, необходимо решить такие вопросы, как: уловить его наибольший поток, сохранить и передать производные от него тепло и электричество без потерь. Ресурсы солнечной энергии практически неограниченны. Так, по некоторым расчетам , количество её, достигшее поверхности Земли в течение минуты больше чем энергия, доступная из всех других источников в течение года.

Используя энергию солнца, гелиосистема позволяет экономить в год до 75% необходимого традиционного топлива.

Преимущества использования солнечной энергии – экологическая чистота (отсутствие эмиссии СО2) и неисчерпаемость сырья с одной стороны и длительный «срок годности». Солнечная батарея не имеет движущихся и трущихся частей, и может работать без замены рабочих элементов не теряя КПД 20-25 лет. Недостатками использования солнечной энергии являются естественные колебания солнечной активности - изменение продолжительности светового дня в течение года. Отрицательные воздействия энергоустановок:

использование больших по масштабу площадей, что связанно с возможной деградацией земель и изменением микроклимата в районе расположения станции.

использование «хлористых» технологий получение «солнечного» кремния. Однако в мире и в России в стадии опытно-промышленного производства находятся бесхлорные экологически чистые технологии. Их широкое внедрение обеспечит, безусловно, экологическую чистоту фотоэлектрических станций и установок.

Направления разработок гелиоэнергетики В настоящее время разработка гелиоэнергетических (греч. Helios – солнце) систем ведется по двум направлениям:

Создание энергетических концентраторов;

Совершенствование солнечных батарей.

Работа над первым направлением включает в себя создание систем, работающих по принципу концентрации энергии. Солнечная энергия в таком случае при помощи линзы фокусируется на относительно небольшом по площади фотоэлектрическом элементе.

Например, фотоэлектрические системы с линзой Френеля, разрабатываемые японской компанией Sharp. Или силиконовые комплексные полупроводники (Калифорнийский технологический университет - Калтеха), разрабатываемые по принципу концентрирования солнечного света морскими организмами в частности морской губкой «Venus"s flower basket».

Принцип работы солнечной батареи (генератора энергии) – это прямое преобразование электромагнитного излучения солнца в электричество или тепло. Этот процесс называется фотоэлектрическим эффектом (ФЭ). При этом генерируется постоянный ток. На сегодняшний момент существуют следующие виды солнечных батарей : 1.Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). Это полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество. Определенное число объединенных между собой ФЭП называются солнечной батареей.

2.Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Это солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и других машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.)

3.Солнечные коллекторы (СК). Это нагревательные низкотемпературные установки, использующиеся для автономного горячего водоснабжения жилых и производственных объектов. Солнечные фотоэлектрические установки могут быть следующих основных типов: Автономные, работающие без подключения к сети, т.е. солнечные модули генерируют электричество для освещения, питания телевизора, радио, насоса, холодильника или ручного инструмента. Для хранения энергии используются аккумуляторные батареи.

Соединенные с сетью - в этом случае объект подключен к сети централизованного электроснабжения. Избыток электрической энергии продается компании-владельцу распределительных сетей по согласованному тарифу.

Резервные системы, в которых фотоэлектрические системы подключаются к сетям низкого качества. И в случае отключения сети или недостаточного качества сетевого напряжения нагрузка частично или полностью покрывается солнечной системой. Основной комплексной проблемой, препятствующей успешному всеобщему внедрению батарей в производство является их низкая эффективность. То есть неэффективное сочетание стоимости, размеров и коэффициента полезного действия продукта (КПД). Существующие солнечные батареи (фотоэлементы) работают с КПД максимум 30-35%. Ведутся активные поиски возможности удвоения мощности солнечных фотоэлектрических установок. Хотя пока стоимость солнечной энергии остается слишком высокой для промышленности: киловатт-час солнечной энергии стоит 20–25 центов, между тем как цена электричества, производимого ТЭЦ, работающей на угле, составляет 4–6 центов, на природном газе - 5–7 центов, на биологическом топливе - 6–9 центов.

Тенденции развития На сегодняшний день наиболее известными компаниями производящими солнечные батареи являются Siemens, Sharp, Kyocera, Solarex, BP Solar, Shell и другие.

По данным журнала «В мире науки» (№1-2007), «за последние 10 лет годовое производство фотоэлектрической энергии увеличивалось на 25%, а в одном только 2005 г. - на 45%. В Японии в абсолютном выражении оно достигло 833 МВт, в Германии - 353 МВт, в США - 153 МВт».

По данным Solarhome.Ru , суммарная площадь установленных в наше время солнечных коллекторов в мире превышает уже 50 млн. м 2 , что эквивалентно замещению генерации на органическом топливе в объеме примерно 5-7 млн. тонн условного топлива в год.

Необходимость делать ставку на надежную, экологически чистую энергию по доступным ценам провоцируют активные поиски и разработку новых технологий.

За последнее десятилетие солнечные батареи за счет усовершенствования технологии их изготовления стали доступнее. Так, в Японии подобное оборудование ежегодно дешевеет на 8%, в Калифорнии - на 5%.... Перспективы развития и использования солнечных систем в России Южные регионы и регионы с континентальным и резко континентальным климатом России являются наиболее благоприятными для применения солнечных коллекторов в качестве основного источника для отопления в зимний период.

В условиях центральной России гелиосистемы обеспечат значительную экономию использования классических видов топлива, существенно дополняя баланс энергопотребления (опыт внедрения гелиоустановок-водогреев в Калининграде). В настоящее время в России не ведется массовое производство и внедрение гелиосистем.

Хотя существующая в последнее время тенденция развития теплоснабжения, направленная на децентрализацию крупных источников поставки тепла - использования локальных технологий энергосбережения, может явиться стимулом развития возобновляемых источников энергии, в том числе и энергии солнца. На сегодняшний день в России гелиоустановки производятся Рязанским заводом металлокерамический приборов; Ковровским заводом; ЗАО "Южно-русской энергетической компанией"; АО "Конкурент" г. Жуковский Московской обл. Отдельные партии коллекторов изготавливает НПО машиностроения г. Реутов Московской обл. и др. Подробнее: http://www.bellona.ru/Factsheet/sunenergy

Ученые из Японии предложили довольно необычный план выхода из мирового энергетического кризиса, с одновременным сохранением экологии планеты. Сама идея до гениальности проста – энергию производят солнечные электростанции, которая расходуется на производство других солнечных электростанций, которые в свою очередь подарят жизнь новым электростанциям. Если дать этому своеобразному экспансивному процессу волю, то он в короткий срок способен произвести огромный энергетический комплекс, перерабатывающий солнечную энергию в электрическую.
Электростанции, использующие колоссальную энергию солнца, уже долгое время функционируют в пустынных местностях, например в пустыне Невада.

Однако создание масштабного энергетического комплекса, который охватил бы большую часть пустыни Сахара – довольно амбициозный план, граничащий с авантюрой. Но игра стоит свеч, ведь такие поля солнечных батарей в перспективе могут произвести впечатляющие количество электрической энергии. Однако, остается открытым вопрос: насколько оправданным с экономической точки зрения будет строительство такого энергетического комплекса. По-своему пытается ответить на него уникальный «Проект разведения солнечной энергетики в пустыне Сахара».
Принцип работы проекта заключается в следующем. Энергия, производимая начальными солнечными батареями, будет расходоваться на производство новых батарей, что должно обеспечить дальнейшую экспансию в геометрической прогрессии.
Примечательно, что производство солнечных панелей с легкостью можно наладить на месте, ведь песок – прекрасное сырье и богатейший источник кремния.

Из песка извлекается кремний и используется для изготовления новых батарей, которые будут выпускаться здесь же. После достижения полем батарей заданных показателей энергообеспечения, на небольшом удалении начинается строительство второго завода, аналогичного предназначения. Огромное количество энергии, требуемое для строительства и производства, будет обеспечиваться уже функционирующими солнечными элементами.
Когда второй завод произведет достаточное количество солнечных батарей для обеспечения заданного уровня энергоснабжения, станет возможно строительство новых заводов.
Именно таким образом электростанции, основанные на преобразовании энергии солнца, смогут эффективно размножаться в геометрической прогрессии. Со временем на энергообеспечение заводов, производящих фотоэлементы, будет уходить малая толика общей энергии.
Полученную от солнечных полей энергию планируется переправлять крупным потребителям на соседний континент в Европу, а в перспективе и дальше. Из расчетов, проведенных японскими учеными, следует, что в данном случае невозможно обойтись без электрических кабелей, произведенных из высокотемпературных сверхпроводниковых материалов. Для снижения потерь энергии при транспортировке их необходимо будет охлаждать при помощи жидкого азота, а располагаться такие магистрали будут под землей для снижения перепадов температур.

Еще одна очевидно положительная особенности этого проекта заключается в том, что производство солнечных элементов батарей способствуют опреснению воды, что в свою очередь является основным условием для отвоевывания земель у пустыни и превращения их в цветущие оазисы.
Профессор Хидеоми Коинума, являющийся лидером данного проекта, представил свой план впервые еще в 2009 году. В то время это была лишь мечта, однако теперь произведены первые, пусть скромные, но очень важные шаги к ее реализации. Это стало возможным благодаря участию и поддержке японских агентств по международному сотрудничеству и наукам и технологиям. Именно под их эгидой намерены объединится специалисты из шести японских институтов и университетов, а также научно-технологического университета Орана, расположенного в Алжире, чтобы приложить все свои силы для воплощения этого амбициозного проекта в жизнь.
Проект по созданию в Африке института, занимающегося исследованиями в области преобразования солнечной энергии (SSERC) был отобран организацией JST для продвижения в будущем. Расчетная длительность проекта составляет порядка пяти лет, а его основная цель заключается в разработке и испытании новейших технологий, способных сделать возможным строительство солнечных полей в Сахаре.
Прежде всего, необходимо обеспечить эффективное и финансово выгодное извлечение кремния из песков пустыни, что вызывает определенные трудности, ввиду повышенных требований к чистоте продукта для изготовления солнечных батарей. В настоящее время такой технологии не существует, поэтому авторы проекта активно работают над созданием опытной установке по переработке пустынного песка, которая была бы способна выдавать тонну кремния в чистом виде в год.
Помимо прочего в амбициозные планы ученых входит создание в Сахаре одной солнечной установки, мощность которой составляла 100 киловатт, в максимально кратчайшие сроки. Она сыграет роль первого камня в фундаменте будущего масштабного проекта и позволит ученым выяснить, с какими трудностями им предстоит столкнуться при эксплуатации солнечных батарей в суровых условиях пустыни. Кроме того нет единого мнения как на работоспособность таких установок повлияют сильные песчаные бури.
Со сверхпроводящими кабельными магистралями тоже все не так просто, несмотря на то, что необходимая технология уже существует, причем промышленная. Необходимо произвести исследования и тщательные расчеты, которые покажут как наиболее эффективно необходимо размешать такие кабеля в пустыни и насколько оправданными будут экономические затраты на их охлаждение.
Из всего вышесказанного становится ясно, что перед нами очередной исследовательский проект и нет никаких гарантий в том, что его признают успешным и солнечные поля заполнят бескрайние просторы африканской пустыни. Однако, если ученых ждет удача, к 2050 году совокупная производительность размноженных полей составит порядка 100 гигаватт, что составляет 3% от производимой энергии всеми электростанциями земного шара. Причем эта цифра постоянно будет расти.
На сегодняшний день крупнейшая солнечная электростанция выполненная из фотоэлектрических панелей расположена в Германии и называется Finsterwalde Solar Park, строительство которой началось еще в далеком две тысячи девятом году. Пиковая мощность этого энергетического комплекса составила 80.7 мегаватт.
Оценивая вероятную степень воздействия на человечество в целом, Коинума сравнивает создание полей из солнечных панелей в сахаре с высадкой космонавтов на Луне. Именно поэтому автор идеи присвоил проекту второе название, которое звучит не иначе как Super Appolo. Примечательно, что в первом слове скрыто не только обозначение превосходной степени, но и содержится намек на использование высокотехнологичных сверхпроводниковых материалов, а во второе слово непрозрачно намекает на связь проекта с небезызвестной американской космической программой, носящей имя греческого бога Солнца.
Конечно, в идее талантливого японского ученого есть еще много пробелов. Экономическую выгоду от воспроизводства электростанций, использующих солнечную энергию, еще предстоит оценить специалистам в деталях. В этом вопросе спецам из Страны Восходящего Солнца есть на кого равняться.
Подобный замысел есть и у целого конгломерата немецких компаний, а также организации Desertec Foundation, которые планирует к 2025 году осуществить строительство в пустыне сахара энергетического комплекса суммарной мощностью порядка 100 гигаватт.
План немецких ученых значительно более приземленный и в нем нет размножения заводов по производству солнечных элементов, ровно, как и самих солнечных батарей. Вместо них планируется использоваться термальные установки с зеркалами-концентраторами. Примечательно, что линии электропередач планируется использовать классические.
Несмотря на значительное упрощение, проект Desertec Foundation оценивается специалистами в сотни миллиардов евро.

Время покажет, сумеют ли проницательные и изобретательные японцы с алжирцами оптимизировать производство и размножение электростанций таким образом, чтобы в значительной мере снизить затраты.
Проект SSERC без всякого преувеличения имеет огромное значение для африканской страны. Коинума склонен полагать, что создание энергетических комплексов в Алжире станет катализатором в развитии промышленности страны и науки. В рамках многообещающего проекта японцы производят обучение талантливых африканцев, которые смогут сыграть не последнюю роль в реализации этого масштабного проекта жизнь. Ну что же, пожелаем им удачи!

Солнечная энергетика - это один из новых видов добычи энергии, основанных на возобновляемых источниках, в частности, на энергии Солнца. Основная цель состоит в преобразовании солнечного излучения в другие технологические виды энергии, используемые человеком для своих нужд. Этот вид энергии неисчерпаем и может рассматриваться потенциально как энергоресурс, способный перевернуть современные представления об энергообеспечении и полностью удовлетворить потребности человечества.

Средние показатели солнечного излучения с 1991 по 1993 год, учитывая облачность и пасмурные дни

Воплощение оптимистических прогнозов в реальность во многом связано с уровнем технологического развития. В настоящий момент существует технологическая возможность извлечения из солнечного света только незначительной частиэнергии, но даже этот объем уже является существенным для европейской энергетической инфраструктуры, где возобновляемым источникам, включая солнечные электростанции, отводится не менее 20% уже к 2020 году.

Мировая солнечная энергетика развивается высокими темпами, солнечные электростанции становятся частью энергетической инфраструктуры, стремительный рост количества и общей мощности электростанций, работающих на гелиосырье, предполагает также рост влияния солнечных технологий на экономику. Прежде всего, в ближайшие десятилетия солнечная энергетика станет стимулом для экономического развития экваториальных стран, обладающих максимальным «солнечным» ресурсом.

На сегодняшний деньнезависимо развивается несколько технологических направлений, одним из любопытных решений являются планы по строительству солнечных электростанций на орбите Земли. На первый взгляд такие проекты кажутся утопическими, если не учитывать, что уже анонсировано строительство пяти орбитальных электростанций.

Технологии по получению солнечной энергии

По данным Информационного энергетического агентства, с 1990 года по 2007 год потребление электроэнергии увеличилось на 40%, за следующие 25 лет прогнозируется увеличение потребления еще на 50%. Современные технологии жизнеобеспечения требуют все больше энергии, в качестве энергоресурса рассматривается любой эффективный энергоисточник, безусловно, солнце в списке возможных энергетических источников занимает одну из первых позиций.

В настоящий момент существуют две гелиотехнологии, которые могут претендовать на развитие в будущем. Одна основана на извлечении тока в результате фотоэлектрического эффекта (photovoltaic, PV). Вторая состоит в преобразовании тепловой энергии солнца (concentrated solar power, CSP), эта технология основана на нагреве теплоносителя от концентрированного солнечного луча.

Фотоэлектрический эффект

Общая идея преобразования света в электрический ток состоит в следующем - на полупроводниковую пластину падает поток фотонов, то есть свет, в результате поглощения фотонов атомами поверхностного слоя полупроводника электроны «выпрыгивают» с последних орбит атома на соседний слой проводимости, где пучок электронов образует электрический ток. Техническая сложность эффективного применения данного эффекта связана со сложностью преобразования всего солнечного спектра, то есть с использованием мультичастотных методов, так как определенный полупроводник улавливает фотоны только определенной частоты и не более. Современные фотопреобразователи рассчитаны на незначительную часть видимого солнечного спектра, КПД промышленных фотоэлементов не превышает 7-15%. Этого чрезвычайно мало, чтобыудовлетворить современные потребности в электроэнергии.

Для производства солнечных панелей используют полупроводниковый кремний высокой очистки, производство которого освоено во многих странах мира, что увеличивает технологическую адаптацию технологии. Фотовольтаические электростанции (PV-станции) на базе фотоэлементов монтируются по модульному принципу и могут наращиваться в зависимости от потребностей. Высокая стоимость панелей компенсируется простотой установки и обслуживания, как правило, мощные солнечные электростанции требуют минимум обслуживающего персонала. Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет. В мире насчитывается несколько крупнейших фотовольтаических солнечных электростанций, которые имеют превосходные показатели эффективности и показывают стабильную работу с минимальным техническим обслуживанием.

На сегодняшний день стоимость солнечных батарей составляет 1,6-4$/Вт, в некоторых случаях может достигать $10 за Вт мощности, включая установку. При высокой стоимости панелей самые эффективные солнечные установки не в состоянии производить электрическую энергию дешевле 0,12$ кВт*ч, что в несколько раз превышает стоимость электроэнергии, полученной с использованием традиционного сырья. Чем севернее установлена солнечная установка, чем хуже погодные условия, тем выше себестоимость солнечной энергии.

Эффективность солнечной панели зависит от многих условий - её положения по отношению к солнцу, солнечные батареи резко снижают свою эффективность при перегреве, дают меньшее количество электроэнергии в пасмурную и облачную погоду.

Основные усилия производителей направлены на повышение эффективности, снижение стоимостии создание универсальной панели, которая способна воспринимать широкую областьсолнечного спектра с высоким КПД. К новейшим моделям, которые будут скоро доступны в продаже, можно отнести тонкопленочные солнечные батареи Nanosolar, по заявлениям производителя они будут иметь быстрый срок окупаемости, а также голографические солнечные панели Prism Solar Technologies, которые позволяют улавливать солнечный свет в статическом состоянии при любом положении солнца, не снижая эффективности. Производители Prism Solar уже в ближайшем будущем обещают, что их солнечные панели не будут превышать стоимость в 1,5 $/Вт.

Гелиотермальная технология

CSP-электростанции преобразуют концентрированное солнечное излучение в тепловую энергию, которая в дальнейшем используется для получения электроэнергии. Большей частью оборудование, используемое на электростанциях CSP-типа, является частью обычной ТЭС. Общая концепция этой технологии состоит в нагреве теплоносителя - воды, масла, соляного раствора, с помощью концентрированного солнечного света, полученного посредством сфокусированных зеркал-гелиостатов. Спомощью теплоносителя, нагретого до температуры фазового перехода, получаютводяной пар, который запускает паровую турбину, вырабатывающую электрический ток. Существуют два вида электростанций этого типа: башенного и параболического.

Гелиотермальная солнечная электростанция башенного типа в Испании, тысячи зеркал направляют концентрированный солнечный свет на бетонную башню с теплоносителем

Гелиотермальная технология является экономически-эффективной по сравнению с фотовольтаическими солнечными электростанциями, при этом достигаемая эффективность составляет не менее 50%, с учетом, что такой тип солнечных электростанций устанавливается только в экваториальной зоне, характерной большим объемом солнечной энергии. Количество вырабатываемой энергии гелиотермальными электростанциями, установленными в пустынях, намного выше, чем мощность фотовольтаических солнечных электростанций. В период с 1984 по 1991 год в пустыне Мохаве (США) было построено девять гелиотермальных электростанций с общей мощностью 354МВт, это был первый успех и прорыв солнечной энергетики в мировую энергетическую систему.

Стоит отметить, что гелиотермальная технология является биологически опасной для людей, находящихся в поле мощного концентрированного солнечного луча, поэтому применяется большей частью на промышленных электростанциях.

Орбитальная солнечная электростанция как альтернатива земной энергетике

Земная атмосфера в солнечный день задерживает более четверти мощного солнечного излучения. Возможность использования солнечной энергии вне зависимости от погодных условий и времени суток давно привлекает к себе внимание, поэтому строительство электростанции на орбите Земли обсуждается учеными с прошлого столетия. Высокая стоимость космической транспортировки не предполагала развитие орбитальных энергетических технологий, но, возможно, резкое сокращение ископаемых ресурсов заставило пересмотреть подходы. На сегодняшний день анонсировано строительство пяти электростанций на орбите Земли: проекта Solarbird (Митсубиши), орбитальной электростанции Пентагона, японского проекта Space Solar Power Systems, проекта Pacific Gas and Electric Company для штата Калифорния, а также проекта американской космической компании EADS Astrium.

Если преобразование солнечной энергии во многом уже не вызывает технических сложностей, то передача электроэнергии на дальние расстояния возможна только по высоковольтным линиям. Данная технология неприемлема для космоса, наиболее перспективными методами передачи считаются лазерное и радиоизлучение, которые имеют высокую биологическую опасность.Поэтому орбитальныепроекты вызывают значительные опасения, прежде всего, связанные с проблемой безопасной передачи электроэнергии на Землю. С другой стороны, очевидно, что орбитальные электростанции будут вырабатывать дорогую электроэнергию, которая, скорее всего, будет реализовываться «орбитальным» потребителям и не будет включена в земную энергетическую инфраструктуру. Открытие солнечных электростанций на орбите вызывает как живой интерес, так и значительные опасения, связанные с безопасностью.

Крупнейшие солнечные электростанции мира

Эксперименты с преобразованием солнечной энергии в электричество в промышленных объемах начались с 1984 года, но основной пик роста количества солнечных электростанций пришелся на последнее десятилетие. Коммерческие результаты первых солнечных электростанций были впечатляющими настолько, что это способствовало массовому развитию новых проектов. В настоящий момент лидером в производстве солнечной энергии является совсем не солнечная страна - Германия, совокупная мощность солнечных электростанций которой составляет на 2011 год 19ГВт. Основной прирост немецких солнечных электростанций пришелся на 2010 год и составил 10ГВт.

Глобальная карта солнечного излучения, CSP-станции эффективны в «красной» зоне, PV-станции строятся в зоне со средним излучением 900-1500 кВт/м2

Солнечная энергетика - это вполне доступный способ для обеспечения человечества необходимым энергоресурсом. Но все же её потенциальные возможности пока малы, чтобы заменить полностью ископаемое топливо, во всем мире по расчетам понадобиться: 50 тыс. солнечных электростанций по 300 МВт, а также 3,8 млн. ветрогенераторов по 5МВт.По данным Интернационального энергетического агентства к 2050 году солнечная энергия сможет обеспечить только 20-25% потребностей человечества.

Тем не менее, первый значительный опыт строительства солнечных электростанций в 2008-2009 годах был настолько удачным, что стали анонсироваться новые проекты с гигантской мощностью, сравнимой с мощностью АЭС. Самыми крупными энергопотребителями в мире являются: США - 21%, Китай - 16%, Индия - 6%, Россия - 5%. США и Китай в последние годы старательно наращивают свой «солнечно-энергетический» потенциал, о строительстве гигантской солнечной электростанции заявила и Индия.

Функционирующие проекты

Для размещения разного типа солнечных электростанций характерна зональность, которая обусловлена экономической эффективностью и эксплуатационными качествами: гелиотермальные CSP-станции строятся в экваториальной зоне (в пределах 38 широты), фотовольтаические PV-станции - в северных районах (в пределах 55 широты).

Первый европейский опыт по строительству солнечных электростанций был получен в Испании. Значительный опыт в производстве солнечной энергии испанские компании получили в пустыне Мохаве в США, но опыт Испании, находящейся в зоне интенсивного солнечного излучения 1600-2000 кВт/м 2 ,предопределил будущее европейской солнечной энергетики. Одной из первых гелиотермальных электростанций башенного типа в Европе была станция Gemosolar.

Эта электростанция основана на работе 2650 зеркал-гелиостатов, размещенных на территории в 185 га и фокусирующих солнечное излучение на бетонную башню с установкой расплавленной соли. В башне разогревают расплавленную соль до 9000С, которую хранят в подземных хранилищах для использования в ночное время. Эта станция позволяет сберечь Испании 30000 тонн углекислого газа по Киотскому протоколу.

CSP-станция PS10, Андалусия, Испания, 11-300МВт. Гелиотермальная электростанция PS10 была построена крупнейшей энергетической компанией Испании Abengoa Solar и ее дочерним предприятием Solucar Energia. Высота термальной башни составляет 115м. Башня размещена в фокусе 624 зеркал с площадью каждого в 120м 2 , первоначальная мощность 11МВт. Эта станция к 2016 году станет одной из крупнейших в Европе, её суммарная мощность будет равна 300МВт. Такая станция вполне может покрыть затраты электроэнергии города Севилья.

PV-станция SolarParkOlmedilla, Омелдилла, Испания, 60МВт. Электростанция фотоэлектрического типа работает на основе 26 тыс. солнечных панелей, станция запущена в эксплуатацию в 2008 году. В момент запуска в эксплуатацию была самой крупной солнечной электростанцией в мире, работающей на фотоэлементах.

PV-станция «Омао Солар», ActivSolar, Украина, 80МВт. Компания Activ Solar (Австрия) реализовывает проект строительства крупной солнечной электростанции в Сакском районе Крыма. Проект реализовывается поэтапно, в результате каждого этапа будет подключаться 20 МВт. Общая площадь электростанции составляет 160 га, которые займут 360 тыс. солнечных модулей. В настоящий момент введено в эксплуатацию 7,5МВт. Станция будет производить100 тысяч МВт*часов/год, необходимых для обеспечения 20 000 домов, это предотвратит выбросы 80 000 тонн углекислого газа.

CSP-станция Acciona Nevada Solar One, Невада, США, 60 МВт. Станция расположена в пустыне Мохаве в штате Невада, представляет собой гелиотермальную установку, которая дополнена газовым генератором, подключающимся в ночное время. Станция успешно обеспечивает электроэнергией 16 000 домов. Это одна из крупнейших солнечных электростанций в мире. Реализовывала проект испанская компания Acciona, которая специализируется на строительстве и эксплуатации гелиотермальных станций параболического типа.

PV-станция Sarnia, Онтарио, Канада, 97МВт. В 2010 году эта станция была крупнейшей фотовольтаической станцией мира. «Зеленую» энергию этой станции продают по цене $0,443 кВт*ч. Станцию построила компания First Solar, которая заключила 20-летний контракт на поставку энергии государству. Станция занимает 380 га.

Солнечные PV-электростанции, запущенные в эксплуатацию (более 50МВт)
Солнечные электростанции	Страна	Номинальная мощность, МВт	Тип, КПД	Примечание
SolarparkSenftenberg	Германия	166	PV	2009-2011
LieberosePhotovoltaicPark	Германия	71,8	PV
Montalto di Castro Photovoltaic Power Station	Италия	84,2	PV	2009-2010
FinsterwaldeSolarPark	Германия	81	PV	2009-2010
RovigoPhotovoltaicPowerPlant	Италия	70	PV	2010
OlmedillaPhotovoltaicPark	Италия	60	PV/0,16	2008
StrasskirchenSolarPark	Германия	57	PV/0,12
TutowSolarPark	Германия	52	PV	2009-2011

Анонсированные проекты

После удачных проектов 2009-2010 года стали анонсироваться крупные проекты строительства солнечных электростанций по всему миру. Впечатляют масштабы строительства и размах. Действительно, солнечная энергетика уже набирает свои силы и способна перевернуть все ранее сложившиеся представления об эффективном энергообеспечении.

PV-станция Масдар-Сити, ОАЭ, 100МВт. Арабские Эмираты вкладывают деньги не только в нефтяные технологии. Объявлено о строительстве города будущего Масдар-Сити, который будет полностью обеспечиваться за счет «зеленых технологий». Огромная PV-станция будет размещена на крыше города.

CSP-станция SunPower, Калифорния, США, 250МВт. Крупная гелиотермальная электростанция строится и для обеспечения «зеленой» энергией штата Калифорния. Основным покупателем электроэнергии будет компания PG&E. Выработка энергии начнется также в 2011 году.

PV-станция BhaskarSiliconLtd., Западная Бенгалия, Индия, 250МВт. Этот комплекс представляет собой производство по выпуску поликристаллического кремния, а также крупнейшую электростанцию, которая запускается в эксплуатацию в 2011 году. Стоимость проекта составляет $1,27 млрд.

CSP-станция Solana, Аризона, США, 280МВт. Гелиотермальная станция башенного типа начнет свою работу уже в 2011 году. Это один из самых масштабных проектов, которые практически одновременно запускаются в США. Строительством объекта занимается испанская компания AbengoaSolar, которая известна своими разработками в области солнечной энергетики. Проект предусматривает сохранение тепловой энергии для функционирования электростанции в ночное время в подземных хранилищах. Обслуживающий персонал станции состоит из 85 человек.

CSP-станция Ivanpah, Флорида, США, 392МВт. Станция строится в пустыне Мохаве, будет состоять из трех гелиостатических блоков зеркал, направляющих концентрированную солнечнуюэнергию на бойлеры, размещенные внутри башен высотой 137 метров. Ввод в эксплуатацию гелиотермальной электростанции Ivanpah запланирован на 2016 год, первые блоки должны быть запущены в эксплуатацию уже в 2011 году. Основные инвесторы - энергетическая компания NRG Energy Inc. и «зеленое» подразделение Google Green Business Operations, основной подрядчик Bright Source Power. Эта электростанция должна обеспечить энергией 140 000 домов, обслуживающий персонал составляет 86 человек. Планируется довести мощность электростанции до 500МВт.

PV-станция Optisolar, округ Обис-по, США, 550МВт. Для строительства этой электростанции используется новейшая тонкопленочная технология производства фотоэлектрических элементов. Основным покупателем «зеленой» электроэнергии будет энергетическая компания PG&E. Планируемый запуск в эксплуатацию в 2011 году.

CSP-станция BrightSource, Невада, США, 1200МВт. Строительство крупной гелиотермальной электростанции ведется компанией BrightSource в штате Невада, вблизи Лас-Вегаса. Это целый комплекс гелиотермальных электростанций вокруг Лас-Вегаса с гигантской мощностью, которая позволит обеспечить электроэнергией почти 1 млн. домов. Безусловно, компания BrightSource оценила коммерческую эффективность электростанции Acciona Nevada Solar One, расположенную вблизи Лас-Вегаса - крупнейшего энергопотребителя в США. Запуск в эксплуатацию планируется осуществить в 2012 году.

PV&CSP-станция FirstSolar в Ордос, Китай, 2000МВт. Станция строится крупнейшей американской компанией FirstSolar, окончательный ввод в эксплуатацию планируется в 2020 году. Выбор места строительства рассчитан на повышенное энергопотребление в стране с высокой плотностью энергоемких производств. Проект разбит на несколько этапов, первой введут в эксплуатацию небольшую электростанцию PV-типа на 30МВт. Гелиотермальную часть станции будет строить китайская компания CgnSedc. По состоянию на 2010 года суммарная мощность солнечных электростанций в Китае не превышала 350МВт, к 2020 году запланированная совокупная мощность будет составлять уже 10ГВт.

Integrated Solar City, Гуджарат, Индия, 5000МВт. Этот проект является одним из самых крупных «солнечных» проектов на планете. Общая его стоимость составит $475 млн. Представляет собой он целый город, что и отражено в названии. Инвестиционную поддержку оказывает Фонд Клинтона. На сегодняшний день неясен тип электростанции, но, скорее всего, станция будет гибридного типа. Отметим, что стандартная мощность АЭС составляет 1000МВт, а, соответственно, солнечная электростанция в 5 раз превышает мощности крупнейших АЭС. В анонсе прозвучало, что стоимость электроэнергии будет на 70% ниже обычной.

CSP-станции Desertec, Сахара, Африка, Персидский залив, 110ГВт. Общая стоимость этого проекта составляет $400 млрд., рассчитан он на 40 лет. Основным потребителем энергии будет Европа, трансконтинентальные высоковольтные линии будут проложены по морскому трубопроводу Transgreen. Для реализации проекта объединились энергетические и финансовые гиганты: Deutsche Bank, RWE, E.On, Siemens. Строительство солнечных электростанций начнется в 2016 году, запуск первых проектных мощностей запланирован на 2016 год. Этот проект стартует в рамках программы использования возобновляемых источников в Европе, именно благодаря Desertec правительство ЕС хочет достигнуть использования 20%-объема энергии из возобновляемых источников к 2020 году.

Проект Desertec ориентирован на все виды возобновляемой энергии, планируется строительство или объединение электростанций нескольких типов: CSP-станций в экваториальной зоне, ветроэлектростанций на берегу Атлантического океана, нескольких гидроэлектростанций, PV-станций на территории Европы, а также нескольких геотермальных, приливных станций и электростанций, работающих на биомассе. Desertec дополнит европейскую энергетическую инфраструктуру.

Российская солнечная энергетика. Перспективы

Россия относится к крупнейшим энергетическим потребителям в мире, для которых актуально развитие собственного полнофункционального энергетического комплекса, начиная с добычи сырья, заканчивая эффективными схемами реализации. Наличие дешевых ископаемых энергетических ресурсов, а также северное расположение страны в области с солнечным излучением ниже 900-1000 КВт/м 2 снижает коммерческую эффективность развития инфраструктуры солнечной энергетики в РФ. Солнечная энергетика в России в ближайшее время будет развиваться за счет малоформатных солнечных электростанций индивидуального частного или промышленного использования.

При строительстве солнечных электростанций на первый план выходит экономическая целесообразность, ведь основные потребители находятся на севере страны и пользуются дешевой энергией на базе ископаемого топлива. Дорогая электроэнергия - это излишняя нагрузка на бюджет страны. На сегодняшний день продвижение систем индивидуального энергообеспечения с продажей излишков в центральную энергосеть является более экономически-обоснованным, чем строительство коммерческих электростанций в южной области России.

Тем не менее, энергетическая инфраструктура России должна развиваться в рамках общемировых тенденций, поэтому в южных областях России необходимо строительство солнечных электростанций хотя бы в качестве полигонов для научных исследований. Для этих целей в 2011 году «Роснано» и «Ренова» анонсировали строительство солнечной электростанции в Кисловодске с суммарной мощностью 12,5МВт.

Развитие солнечных электростанций в России можно рассмотреть в контексте мировых тенденций, в частности в контексте поставки «солнечной» электроэнергии в центральную энергосистему индивидуальными поставщиками. Анализ опыта Германии, являющейся лидером в области солнечной энергетики, обращает внимание на следующие факты. Немецкие государственные дотации в солнечную энергетику были реализованы за счет введения общего налога на энергоресурсы, составляющего 0,035 евро за 1 кВт*ч. После стремительного роста инфраструктуры в 2010 году в Германии было принято решение о снижении субсидий. Также ранее реализован законодательный инструмент поддержки - все производители солнечной энергии имеют гарантированный сбыт электроэнергии в центральную энергосистему по цене «зеленого тарифа», который составляет 0,5 евро за 1 кВт*ч.Стремительный рост солнечной энергетики создает значительную нагрузку на электросети, особенно, в рамках светового дня, когда снижается общее энергопотребление, а растет выработка «солнечной» электроэнергии. Для компенсации этого эффекта возле солнечных электростанций необходимо строить аккумуляторные подстанции для хранения излишков электроэнергии, которые сократят неоправданную нагрузку на централизованную сеть.

Перспективы развития российской «солнечной» инфраструктуры, прежде всего, состоят в развитии научно-производственной базы в рамках продуктов, выпускаемых для обеспечения нужд солнечной энергетики. Ориентируясь на опыт Германии, государственные дотации в отрасль можно обеспечить за счет введения налога на энергопотребление.

Концепция сетевого энергообеспечения от индивидуальных поставщиков солнечной энергии. Энергетические GRID-системы

Сетевое энергоснабжение за счет малоформатных электростанций активно продвигается в Израиле. Идея израильских ученых базируется на простых логических доводах, что в каждой семье энергопотребление носит нерегулярный характер, поэтому могут быть излишки, а также недостаток энергии, энергию можно не только получать из центральных сетей, но и отдавать излишки.В Израиле 95% многоквартирных домов оснащены солнечными установками, поэтому для реализации идеи необходимо только создать необходимую инфраструктуру.

Во всех странах поддержка правительством стран «зеленых» технологий энергообеспечения проводится с помощьюгосударственных программ «зеленого тарифа», что предполагает гарантированную продажу электроэнергии, полученной из возобновляемых источников в центральную энергосеть. Как правило, «зеленый тариф» в 1,2-2 раза превышает стоимость оптового тарифа на электроэнергию. В развитых странах этот тариф колеблется в рамках $0,40-0,75 за 1 кВт*ч.

За последние годы в Испании и Германии частные владельцы мини-электростанций начали вносить значительный вклад в ранее монопольную энергосистему. Солнечные электростанции становятся выгодным бизнесом, который способен приносить стабильный доход индивидуальным предпринимателям.Развитие энергетической системы по модной GRID-технологии является одним из интересных направлений развития российской солнечной энергетики, в которую будут, таким образом, привлечены индивидуальные инвестиции. Подобный подход позволит оптимизировать центральную энергосистему и сократить степень монополизации энергорынка.

Способна ли солнечная энергетика на прорыв?

Совокупная мощность солнечных электростанций в мире в последующие годы будет стремительно наращиваться. В «солнечную» гонку будут включены все страны, которые имеют достаточное количество солнечного излучения для эффективного производства электроэнергии. Коммерческая эффективность солнечной энергии с развитием «солнечных» технологий и повышением эффективности преобразования солнечного света будет только увеличиваться.

Анонсирование европейского проекта Desertec и создание новой европейской энергетической инфраструктуры на базе электрических станций, работающих на возобновляемом топливе, является основным прорывом солнечной энергетики и энергетики на базе возобновляемых источников. Desertec - это яркий пример того, что мировая общественность признала, что солнечная энергетика может быть эффективной частью мировой энергетической инфраструктуры.

Фактический прорыв в солнечной энергетике уже произошел, но полное замещение ископаемых энергоресурсов возможно только при экспотенциальном технологическом развитии.

К сожалению, Россия имеет весьма скромный потенциал развития в рамках использования солнечного излучения, тем не менее, может внести существенную лепту за счет сырьевой базы, производственных мощностей и передовых научных технологий. Рост солнечной энергетики будет пропорционален росту «солнечных» технологий и производств, которые смогут обеспечить формирующийся рынок новым качественным продуктом. На роль мощной производственной базы может вполне претендовать Россия, которая имеет необходимый научно-производственный потенциал.

Зеленцова Жанна, pronedra.ru

Солнечные электростанции, которые производят другие солнечные электростанции, которые… Этот экспансивный процесс, если ему дать где разгуляться, например в пустыне, обеспечит человечество прорвой энергии. Такой необычный план спасения планеты от нехватки энергии и экологического коллапса придуман в Японии.

Поля солнечных батарей могли бы дать миру колоссальное количество электричества. Вопрос в том, как сделать такие сооружения экономически оправданными. Свой ответ на него пытается дать экзотический «проект разведения солнечной энергетики в Сахаре» (Sahara Solar Breeder Project).

Вместо того чтобы вести тысячи тонн солнечных панелей через моря, предлагается производить такие батареи на месте, на краю пустыни. Сырьё же будет браться буквально под ногами. Ведь песок - богатейший источник кремнезёма.

Из него можно было бы извлекать кремний для солнечных батарей. Их следует выпускать здесь же. После того как мощность одного такого поля достигнет определённой величины, где-то неподалёку можно построить второй завод по переработке песка и выпуску солнечных панелей. Ведь сам этот процесс требует немало энергии: её и дадут первые батареи.

Второй завод, выпустив достаточно солнечных ячеек, позволит поставить поодаль третий завод по переработке песка… Так солнечные электростанции начнут «размножаться» по экспоненте. Причём на работу заводов будет уходить небольшая доля общей мощности солнечных электростанций.

Рис. 1. Основной принцип «солнечного размножителя» прост: солнечные батареи за счёт вырабатываемой энергии должны обеспечить основу для дальнейшей своей экспансии (иллюстрация diginfo.tv).

Полученную энергию надо будет переправлять крупным потребителям - в Европу, а может, и дальше. Тут, полагают японцы, не обойтись без кабелей из высокотемпературных сверхпроводников. Их следует охлаждать жидким азотом, а проходить они будут под землёй, для минимизации перепадов температуры грунта.

Лидер данного проекта, профессор Хидеоми Коинума (Hideomi Koinuma) из Токийского университета (University of Tokyo), впервые представил свой план в 2009 году. Тогда это была только мечта. Но теперь сделаны первые скромные шаги к её воплощению.

Дело сдвинулось с мёртвой точки стараниями двух японских агентств – по наукам и технологиям (JST) и по международному сотрудничеству (JICA). Под их эгидой ныне усилия намерены объединить специалисты из шести японских университетов и институтов, а также алжирского научно-технологического университета Орана (USTO).

Проект, предусматривающий создание в Африке исследовательского центра по солнечной энергии (Sahara Solar Energy Research Center – SSERC), весной 2010 года был отобран JST для дальнейшего продвижения. Рассчитан SSERC на пять лет, и его цель – разработка и испытание технологий, необходимых для того, чтобы Solar Breeder мог бы стать реальностью.

Рис. 2. План японцев в общих чертах. Местные энергия и материалы не только позволят производить всё больше солнечных панелей, но и опреснять воду, необходимую для отвоевания территории у пустыни (иллюстрация diginfo.tv).

Прежде всего речь идёт об извлечении кремния из песка, причём с достаточно высокой чистотой продукта, чтобы из него можно было создавать солнечные панели. Такой технологии пока нет. Но авторы плана надеются соорудить опытную установку по переработке песка, способную выдавать тонну чистого кремния в год.

Кроме того, в 2011 году учёные намерены построить в Сахаре одну «свою» солнечную установку мощностью всего 100 киловатт. Она сыграет роль закладного камня и полигона. Специалисты намерены узнать, как на этой батарее скажется работа в жёстких условиях, как на неё повлияют песчаные бури.

Со сверхпроводящими кабелями тоже не всё ещё ясно. Нужная технология, причём промышленная, уже существует. Но нужно выяснить, как наилучшим образом прокладывать такие кабели в пустыне, да ещё на столь огромные расстояния, каковы окажутся затраты на работу охлаждающего оборудования…

В общем, перед нами лишь исследовательский проект. Никто ещё не может сказать - стартует ли когда-нибудь «саморазмножение» электростанций в Сахаре. Но если план сработает, к 2050 году та самая первая 100-киловаттная батарея «размножится» до полей производительностью 100 гигаватт. Это солидная величина - порядка 3% от установленной мощности электростанций всего мира. А что будет дальше, можно только фантазировать.

Рис. 3. Крупнейшая в мире солнечная электростанция на основе фотоэлектрических панелей на данный момент – Finsterwalde Solar Park в Германии. Первая очередь этого солнечного парка была построена в 2009 году, а вторая и третья – в 2010-м. Пиковая мощность «парка» составляет 80,7 мегаватта (фото с сайта greenunivers.com).

По степени воздействия на человечество Коинума сравнивает «засеивание Сахары» солнечными панелями с высадкой астронавтов на Луне, потому дал своему проекту ещё одно название - Super Apollo. Первое слово – это не просто обозначение превосходной степени, но и намёк на использование сверхпроводников, а второе - отсыл к знаменитой космической программе американцев и имя бога Солнца.

Конечно, в идее Хидеоми ещё много белых пятен. Экономику цикла ещё предстоит оценить в деталях. И тут умельцам из Страны восходящего солнца есть на кого ориентироваться. Похожий замысел лелеет организация Desertec Foundation и целый конгломерат немецких компаний. Они собираются к 2020–2025 году выстроить в Сахаре комплекс солнечных электростанций на всё те же 100 гигаватт.

План немцев куда более приземлённый: тут нет экспоненциального «размножения» заводов солнечных батарей, самих батарей тоже нет, а вместо них предполагается использовать термальные электростанции с зеркалами-концентраторами. И линии электропередачи для переброски энергии в Европу планируются классические.

Тем не менее стоимость проекта Desertec Foundation оценена в сотни миллиардов евро. Интересно посмотреть - сумеют ли японцы с алжирцами сократить затраты со своей стратегией «разведения» электростанций.

Проект SSERC имеет и ещё одно важное назначение. Коинума рассчитывает, что «солнечный» центр в Алжире сыграет роль катализатора развития местной науки и промышленности. В рамках проекта японцы собираются делиться своими знаниями и технологиями с подрастающим поколением африканских учёных и инженеров, которым, если всё пойдёт по плану, и предстоит превращать в быль японскую сказку о пустынной сети солнечных электростанций.

1. Пользуясь климатической картой мира, попытайтесь хотя бы примерно определить, в каких странах и регионах имеются наилучшие возможности использования: а) энергии Солнца б) энергии ветра.

а) США – один из лидеров использования Солнечной энергии, кроме этого здесь находится самое солнечное место в мире – г. Юма, шт. Аризона. Также перспективен Кипр (320 солнечных дней в году), Ямайка (250) б) Энергию ветра используют такие страны как Голландия, Франция, Швеция. Находясь в прибрежной зоне, ветра там дуют постоянно.

2. Наиболее развита гелиоэнергетика в: 1) России, Великобритании 2) США, Франции 3) Италии, Бразилии.

3) Италии, Бразилии

3. Выберите верные утверждения:

1) Ценность рекреационных ресурсов определяется только в денежной форме.

2) Ресурсы ветровой энергии сосредоточены главным образом в умеренном поясе (верно)

3) Объекты природного и антропогенного происхождения, используемые человеком для отдыха, туризма, лечения, называют рекреационными ресурсами (верно)

4) Ресурсы солнечной энергии значительны в странах тропического пояса (верно)

4. Почему человечество всё настойчивее ищет возможности использования нетрадиционных источников энергии?

Это связано с исчерпанием потенциала традиционных источников энергии и все увеличивающимися издержками при их использовании и добыче.

5. Как влияет широтная зональность и вертикальная поясность на распределение агроклиматических ресурсов?

Если учитывать, показатели широтной зональности, то изменение агроклиматических ресурсов будет идти от экватора к полюсам. При вертикальной поясности – ухудшение агроклиматических ресурсов будет прослеживаться при поднятии вверх.

6. Каковы особенности рекреационных ресурсов и их отличие от изученных ранее природных ресурсов?

Все природные ресурсы обладают рекреационным потенциалом. Рекреационные ресурсы – объекты и явления природы, которые можно использовать в целях отдыха, туризма и лечения. Этот вид ресурсов выделяется не по особенностям происхождения, а по характеру использования.

Это маловероятно, в силу наличия зыбучих песков, песчаных бурь, высокой температуры днем и низкой ночью. Все эти факторы делают сложным возможности эксплуатации солнечных батарей и их обслуживания.

8. На какие альтернативные источники обильной и чистой энергии следует надеяться человечеству в 21 столетии?

Термоядерная энергия, так как запасы водорода почти неисчерпаемы.

9. Используя специальную литературу подберите конкретные примеры развития рекреационной деятельности в Российской Федерации.

Кавказ – санитарно-курортные комплексы (Кисловодск, Пятигорск). Черноморское побережье – Анапа, Геленджик, Сочи. Сочи – альпинизм, детское лечение. «Золотое кольцо России» - памятники истории и культуры. Урал – горный туризм, альпинизм, пещеры (Кунгур).