О возможности сотрудничества солнца и ветра

В ноябре месяце 1999 года мне посчастливилось побывать в Шлезвиг-Гольштейне - самой северной Земле Федеративной Республики Германия. Программа включала многочисленные встречи с интересными людьми, посещение различных предприятий, городов. И в первую очередь я интересовался экологической стороной проектов, ход реализации которых я смог наблюдать.

Земля Шлезвиг-Гольштейн на протяжении всей послевоенной истории всегда являлась пионером в деле развития альтернативной энергетики. Причина - относительная скудность местных энергетических ресурсов.

С июля 1983 года на небольшом североморском островке Пельворм была основана гибридная электростанция. По своей сути - это исследовательский проект, действующий по программе Европейского Союза. С помощью новых технологий в сочетании "солнце-ветер" удалось достигнуть наилучшего КПД источников возобновляемой энергии. Директор исследовательского центра доктор Дитер Клаузен достаточно убедительно показал значение солнечной и ветровой энергетики в настоящее время. Благодаря ядерным реакциям на Солнце один квадратный метр поверхности острова Пельворм получает до 1000 кВтч лучистой энергии (аналогичный показатель для пустыни Сахара - 2200 кВтч). Исходя из этого показателя, 3,6 м2 поглотителя энергии достаточно для обеспечения энергией дома для проживания семьи из четырех человек. Но из-за незначительной плотности лучевого потока этой площади поглотителя недостаточно. Одним из вариантов поглотителя и прямого преобразователя лучистой энергии в электроток являются солнечные фотоэлементы (Solarphoto-voltaikzelle). Второй возможностью преобразования поступающего на поверхность нашей планеты солнечного потока является использование ветроэнергетических установок. ВЭУ преобразуют кинетическую энергию ветра (потока воздушных масс, возникающего из-за неравномерного нагрева поверхности планеты Солнцем) в механическую или электрическую энергию.

Гибридная электростанция на острове Пельворм включает 6324 солнечные фотоустановки с активной поверхностью 2620 м2 и мощностью 322 кВт и четыре ветроэнергетические установки Enercon-33 мощностью по 300 кВт каждая. Первоначально в 1983 г. было установлено 17586 СЭУ, но эти пионерные установки не прошли испытания североморским климатом.

Солнечная фотоустановка представляет собой двухслойную кремниевую пластину толщиной 2 мм. Свет, падающий на верхний слой, выбивает из кристалла электроны, посылая их в другой слой. При этом создается постоянный ток, который после преобразования в переменный подается потребителям. Пластина для сохранности ранее помещалась в стеклянный пакет со стальной рамкой. Но из-за разного коэффициента расширения при перепаде температур пластины трескались. В новых фотоэлементах пластины наклеены на пластик.

Вторым недостатком старых СЭУ являлось нарушение изоляции между стальными и медными контактами в установках из-за сильной ионизации воздуха. В настоящее время этот недостаток устранен путем устройства более плотной изоляции контактов.

Новый тип солнечных фотоустановок в настоящее время производится в промышленных масштабах. Одна панель площадью 0,7 м2 и мощностью 80 Вт стоит DM800. Окупается такая установка за 7 лет, срок же службы практически не ограничен.

Четыре ветроэнергетические установки Enercon-33 позволяют обеспечить выработку электроэнергии в темное время суток и пасмурную погоду. Многолетняя работа исследовательского центра показала, что наибольшая выработка электроэнергии с помощью солнечных установок происходит в период с мая по август, а с помощью ветро-

энергетических установок - с октября по март. Именно комплексное использование солнечных и ветряных установок позволяет стабилизировать производство электроэнергии в течение года.

Владимир ЗУЕВ