Мова про найбільші заплановані проекти у сфері сонячних електростанцій і заразом про "протидію" нафтогазової мафії розвитку альтернативної енергетики.
        Можна ще стикнутися з думкою, що власники газових і нафтових родовищ затримують, чинять відчайдушний спротив розвитку "зеленої" енергетики, котра відкушує чим далі більші шматки ринкового пирога. Насправді якраз нафтогазові промисловці спроможні і вже давно готові виступити в якості потужного інвестора цієї галузі. По-перше, цим вони певним чином вирішують проблему залучення в обіг коштів, що повноводними ріками біжать до них від їхнього надприбуткового заняття. По-друге, постійно великі, хоча і не зростаючі вже обсяги нафти, а особливо газу та вугілля ще тривалий час будуть видобуватися, щоб забезпечувати базову потребу людства в електроенергії та теплі. Ну, і по-третє, істотні, помірно зростаючі обсяги тих же нафти, газу та вугілля будуть видобуватися для потреб хімічної промисловості та металургії. Словом, важко назвати людей, хто б ще так залишився при своїх інтересах з розвитком відновлюваних джерел енергії, як представники нафто- і газодобуваючого бізнесу.
          Спробуємо уявити конкретніше, чи пошкодують нащадки гордих кочових арабських племен (що свого часу завдяки нафті пересіли з верблюдів у б'юїки з шинами, інкрустованими діамантами, та обшивкою кузова із золота) про майбутнє відкриття у своїх пісках велетенської сонячної електростанції, побудова якої запланована в Саудівській Аравії. СЕС чудові тим, що вводяться поступово, тобто станція будується (приростає новими панелями) і водночас генерує більше і більше енергії. Проектна потужність згаданої СЕС становитиме 200 ГВт. 200 ГІГАВАТ, Карл! 200.000 МВт!!!!
Що ж це таке? Зараз найпотужніша у світі СЕС має 648 МВт - менше 1 ГВт. Що ж таке 1 ГВт? Це середня потужність нової вугільної електростанції, побудованої на основі останніх прогресивних досягнень у технологіях,  наприклад, подібної.
Отже, до 2030 р. Саудівська СЕС має вийти на проектну потужність у 200 вугільних ТЕС. Вона обіцяє стати найбільшою на планеті СЕС. Коштуватиме $200 мільярдів.
        Також у найближчій перспективі заплановані до будівництва "крихітки" 2 ГВт у Греції, 1,3 ГВт - у США, 1.18 ГВт - у Еміратах та 1 ГВт - у Китаї. Пишуть і про менш грандіозну СЕС у Мексиці на $650 млн.
        Що ж тут додаси...

          У Шотландії буде побудована найбільш екологічна у світі сонячна електростанція (СЕС). Потужність смішна - якихось 20 МВт (80000 геліопанелей на 47 Га). Проте її екологічність полягає в тому, що всі комунікаційні кабелі будуть залягати винятково під землею, а для навколишніх флори і фауни, включно з діючими нині пасовищами для малої рогатої худоби, буде гарантована недоторканність. Тож, вівці бачитимуть лише незначну зміну ландшафту, але майже не відчують змін у свободі пересування і, зрозуміло, у якості корму.


          Більше того, компанія-власник СЕС зобов'язана повністю демонтувати всі компоненти СЕС, як тільки спливе термін оренди земельних угідь (30 років) та відновити рослинний покрив у початковому стані.
          Наразі індустрія відновлюваної енергетики Шотландії забезпечує роботою 58 000 осіб.

Хто планує встановити собі геліоустановку типу "сонячний дах",  можуть придивитися до продукту німецької компанії SolteQ. Розробники обіцяють фотоелементи підвищеної ефективності (к.к.д.), всі комплектуючі виробництва Німеччини (не Китай), велику гаму кольорів черепички, простоту монтажу, 50 років термін служби даху і ціну того ж порядку, що і дах зі звичайної черепиці.
Отже Tesla вже не самотня у випуску сонячної черепиці. Що ж, конкуренція це добре.

           Нагадаємо, на початок 17-го року ефективність чисто кремнієвих геліопанелей становила 26,3 %. А у 2016 році рекордний ККД геліопанелей становив 29,8 %.
           В березні 2017 група інженерів з німецького Інституту сонячних енергосистем імені Фраунгофера (ISE) і австрійський виробник напівпровідників EV Group (EVG) досягли ефективності кремнієвих багатоперехідних сонячних елементів до 31,3 %.
           І ось група інженерів з Національної лабораторії з вивчення відновлюваної енергії США (NREL), Швейцарського центру електроніки і мікротехнології (CSEM) і Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) розробила сонячні модулі з багатоперехідною структурою і рекордними показниками ефективності.
           Щоб домогтися максимального ККД, вчені експериментували з кремнієвими модулями і різними напівпровідниковими матеріалами III-V груп. Двохперехідні сонячні панелі на основі гетеропереходу кремній - арсенід галію (GaAs) продемонстрували ККД 32,8 %, побивши попередній рекорд.  Інженери також створили трьохперехідні модулі з шаром фосфіду галію та індію (GaInP) з ККД 35,9%.
            Однак поки ціна компонентів перешкоджає широкому застосуванню сонячних панелей таких типів. При середньому ККД 30 % один ват від модуля на основі GaInP обійдеться в $ 4,85. А один ват від панелі на основі GaAs - в $ 7,15. Інженери припускають, що підвищення ККД до 35 % і збільшення обсягів виробництва дозволить знизити вартість до $ 1 за ват.    
            "Таке вже бувало. Наприклад, ціна китайських фотоелементів впала з $ 4,5 за ват в 2006 році до $ 1 за ват в 2011 », - повідомляють в NREL.          

           Далі в цьому товаристві наводяться витяги з Доповіді, що була проголошена в далекому 1975 році і мала повну назву

ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА
Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР

           Автором доповіді був видатний радянський вчений-фізик Пьотр Лєонідовіч Капіца. Або ж, якщо перекласти це російське прізвище простою руською мовою, то не менш видатний українець Петро Копиця. Відомо, що його син С. П. Капиця іноді виправляв співбесідників, що звали його так: Ну, какой я КАпица - я КопЬІця! Але в письмових джерелах закріпилося спотворене "великим і могутнім" написання прізвища вченого - Капица.
           Доповідь П. Капиці містила низку положень, які стосуються перспектив використання і розвитку відновлюваних джерел енергії. Цікаво час від часу кидати короткий погляд в ретроспективу. Це не тільки дає уяву про спосіб мислення та розуміння відомих проблем тим поколінням. Це також дозволяє розділити "невтілене - обмежене сьогоднішніми поки що куцими можливостями", "невтілене - обмежене тогочасним баченням та рівнем знання" і геніальні (майже надприродні ) наукові пророцтва. І сприяє в деякій мірі розумінню стану сьогоднішніх проблем у взаєминах людства з великими і таємничими силами природи, раціональних напрямів його руху у подоланні енергетичного "голоду" і таке інше.
           Сама доповідь у повному обсязі не менш цікава, але її загальна тема і обсяг змушують помістити її окремо. Отож, далі фрагменти доповіді...  

1. Сейчас в качестве основных энергетических ресурсов используются торф, уголь, нефть, природный газ. Установлено, что запасенная в них химическая энергия была накоплена в продолжение тысячелетий благодаря биологическим процессам. Статистические данные по использованию этих ресурсов показывают, что в ближайшие столетия они будут исчерпаны. Поэтому, на основе закона сохранения энергии, люди, если они не найдут других источников энергии, будут поставлены перед необходимостью ограничения ее потребления, и это приведет к снижению уровня материального благосостояния человечества.


2. Неизбежность глобального энергетического кризиса сейчас полностью осознана, и поэтому энергетическая проблема для техники и науки стала проблемой № 1. Сейчас в ведущих странах отпускаются большие средства на научно-технические исследования в этой области.


3. Энергия, которой пользуются люди, делится теперь на две части. Первая - это так называемая бытовая энергия. Она непосредственно обеспечивает культурный образ жизни. Эта энергия используется для освещения, для питания холодильников, телевизоров, электробритв, пылесосов и большого количества других приборов, которыми пользуются в повседневной жизни. Используемая в быту мощность исчисляется обычно киловаттами.

4. Другой вид энергии - это промышленная энергия, энергия больших мощностей. Ее используют в металлургии, на транспорте, в машиностроении, в механизации строительства и сельского хозяйства. Эта энергия значительно больше бытовой, мощность ее исчисляется в мегаваттах, ее масштабы и стоимость определяют уровень валового продукта в народном хозяйстве страны. Конечно, предстоящий кризис будет вызван недостатком ресурсов энергии только в энергетике больших мощностей; обеспечение получения этой энергии в достаточном количестве и является основной проблемой, которая, ставится перед наукой.


5. Сейчас главный интерес привлекают те методы генерирования энергии, которые не зависят от количества энергии, запасенной в прошлом в топливе различного вида. Здесь главным из них считается прямое превращение солнечной энергии в электрическую и механическую, конечно, в больших масштабах. Опять же осуществление на практике этого процесса для энергетики больших мощностей связано с ограниченной величиной плотности потока энергии. Оптимальный расчет сейчас показывает, что снимаемая с одного квадратного метра освещенной Солнцем поверхности мощность в среднем не будет превышать 100 Вт. Поэтому, чтобы генерировать 100 МВт, нужно снимать электроэнергию с площади в один квадратный километр. Ни один из предложенных до сих пор методов преобразования солнечной энергии не может этого осуществить так, чтобы капитальные затраты могли оправдаться полученной энергией. Чтобы это было рентабельно, надо понизить затраты на несколько порядков, и пока даже не видно пути, как это можно осуществить. Поэтому следует считать, что практическое прямое использование солнечной энергии в больших масштабах нереально.


6. Но по-прежнему это остается возможным через ее превращение в химическую энергию, как это испокон веков делается при содействии растительного мира.


7. Конечно, не исключено, что со временем будет найден фотохимический  процесс, который откроет возможность более эффективно и проще превращать солнечную энергию в химическую, чем это происходит сейчас в природе. Такой процесс химического накопления будет иметь еще то большое преимущество, что даст возможность использования солнечной энергии вне зависимости от изменения ее интенсивности в продолжение дня или от времен года.


8. Сейчас также идет обсуждение вопроса использования геотермальной энергии. Преимущество этого метода для энергетики больших мощностей, несомненно, очень велико, энергетические запасы здесь неистощимы, и, в отличие от солнечной энергии, которая имеет колебания не только суточные, но и в зависимости от времен года и от погоды, геотермальная энергия может генерироваться непрерывно. Современный подход к этой проблеме основывается на том, что в любом месте земной коры на глубине в 10-15 км достигается температура в несколько сот градусов, достаточная для получения пара и генерирования энергии с хорошим к. п. д. При осуществлении этого проекта на практике мы опять наталкиваемся на ограничения, связанные с плотностью потока энергии. Как известно, теплопроводность горных пород очень мала. Поэтому при существующих внутри Земли градиентах температур для подвода необходимого тепла нужны очень большие площади, что весьма трудно выполнимо на глубине в 10-15 км. Вот почему возможность нагрева необходимого количества воды сомнительна.
Сейчас тут выдвигается ряд интересных предложений. Например, на этой глубине взрывать атомные бомбы и этим создавать либо большую каверну, либо большое количество глубоко проникающих трещин   . Осуществление такого проекта будет стоить очень дорого; но, ввиду важности проблемы и больших преимуществ геотермального метода, я думаю, что, несмотря на эти расходы, следует, по-видимому, рискнуть осуществить этот проект.


9. Кроме солнечной и геотермальной энергий, не истощающих запасы, есть еще гидроэнергия, получаемая при запруживании рек и при использовании морских приливов. Накопленную таким образом гравитационную энергию воды можно весьма эффективно превращать в механическую. Сейчас в энергетическом балансе использование гидроэнергии составляет не более 5 %, и, к сожалению, дальнейшего увеличения не приходится ждать. Это связано с тем, что запруживание рек оказывается рентабельным только в горных местах, когда на единицу площади водохранилища имеется большая потенциальная энергия. Запруживание рек с подъемом воды на небольшую высоту обычно экономически не оправдывает себя, в особенности когда это связано с затоплением плодородной земли, так как приносимый ею урожай оказывается значительно более ценным, чем получаемая энергия.


10. Использование ветра также оказывается экономически неоправданным из-за недостаточной плотности энергетического потока. Конечно, использование солнечной энергии, малых водяных потоков, ветряков часто может быть полезным для бытовых нужд в небольших масштабах.


11. Из приведенного анализа следует, что нужно искать новые источники энергии для энергетики больших мощностей взамен истощающихся в природе запасов химической энергии. Очевидно, можно и следует более бережно относиться к использованию энергетических ресурсов. Конечно, желательно, например, не тратить их на военные нужды. Однако все это только отсрочит истощение топливных ресурсов, но не предотвратит кризиса.


12. Как это уже становится общепризнанным, вся надежда на решение глобального энергетического кризиса - в использовании ядерной энергии. Физика дает полное основание считать, что эта надежда обоснованна.
13. Как известно, ядерная физика дает два направления для решения энергетической проблемы. Первое уже хорошо разработано и основывается на получении цепной реакции в уране, происходящей при распаде его ядер с выделением нейтронов. Это тот же процесс, которой происходит в атомной бомбе, но замедленный до стационарного состояния. Подсчеты показали, что при правильном использовании урана его запасы достаточны, чтобы не бояться их истощения в ближайшие тысячелетия. Электростанции на уране уже сейчас функционируют и дают рентабельную электроэнергию.


14. Но также хорошо известно, что на пути их дальнейшего широкого развития и перевода всей энергетики страны на атомную энергию лежит необходимость преодоления трех основных трудностей:
а. Шлаки от распада урана являются сильно радиоактивными, и их надежное захоронение представляет большие технические трудности, которые еще не имеют общепризнанного решения. Самое лучшее было бы отправлять их на ракетах в космическое пространство, но пока что это считается недостаточно надежным.
б. Крупная атомная станция на миллионы киловатт представляет большую опасность для окружающей природы и в особенности для человека. В случае аварии или саботажа вырвавшаяся наружу радиоактивность может на площади многих квадратных километров погубить все живое, как атомная бомба в Хиросиме. Опасность сейчас расценивается настолько большой, что в капиталистическом мире ни одна страховая компания не берет на себя риск таких масштабов.
в. Широкое использование атомной электроэнергии приведет также к широкому распространению плутония, являющегося необходимым участником ядерной реакции. Такое распространение плутония по всем странам земного шара сделает более трудным контроль над распространением атомного оружия. Это может привести к тому, что атомная бомба станет орудием шантажа, доступным даже для предприимчивой группы гангстеров.


15.  ...две последние трудности можно было бы преодолеть, располагая атомные электростанции на небольших необитаемых островах в океане, далеко от густонаселенных мест. Эти станции находились бы под тщательным контролем, и в случае аварии ее последствия не представляли бы большой опасности для людей. Энергией, вырабатываемой электростанцией, можно было бы, например, разлагать воду и полученный водород в жидком виде транспортировать и использовать как топливо, которое при сгорании не загрязняет атмосферу.


16. Следует признать, однако, что лучшим выходом из создавшегося положения нужно считать получение энергии путем термоядерного синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития, Известно, что этот процесс осуществляется в водородной бомбе, но для мирного использования он должен быть замедлен до стационарного состояния. Когда это будет сделано, то все указанные трудности, которые возникают при использовании урана, будут отсутствовать, потому что термоядерный процесс не дает в ощутимых количествах радиоактивных шлаков, не представляет большой опасности при аварии и не может быть использован для бомбы как взрывчатое вещество. И наконец, запас дейтерия в природе, в океанах, еще больше, чем запас урана. Но трудности осуществления управляемой термоядерной реакции пока еще не преодолены.
17. Пока нет оснований считать, что трудности нагрева ионов в плазме не удастся преодолеть, и мне думается, что термоядерная проблема получения больших мощностей будет со временем решена. Основная задача, стоящая перед физикой, - это более глубоко экспериментально изучить гидродинамику горячей плазмы, как это нужно для осуществления термоядерной реакции при высоких давлениях и в сильных магнитных полях. Это большая, трудная и интересная задача современной физики. Она тесно связана с решением энергетической проблемы, которая становится для нашей эпохи проблемой физики № 1.

           Незважаючи на те, що країни, подібні до Австралії, щедро купаються у сонці, вартість традиційних кремнієвих сонячних елементів досі не надихнула людей до їх масового придбання.
           Професор Пол Дастур з університета у місті Ньюкаслі (Австралія) понад десять років працює над створенням легкої надрукованої сонячної панелі. Зараз триває фінальна стадія цієї праці - тестування.

            В лютому 2014 р. в США посеред пустелі Мохаве було відкрито найбільшу на цей час геліотермальну електростанцію в світі, яка здатна виробляти 392 МВт енергії (для порівняння, потужність Калуської ТЕЦ - 200 МВт, а Дніпрогесу - 1500 МВт). Цього достатньо, щоб безперебійно забезпечувати електрикою в середньому за рік 140 000 домогосподарств. Навіть вночі.

        Ivanpah Solar Power Facility, що розташована за 3 години їзди на схід від Лос-Анджелесу, - лише один з етапів потужної програми змін енергетики Каліфорнії. Влада штату вирішила, що вже за 5 років 33 % всієї енергії в регіоні буде отримуватись завдяки сонцю та вітру - найчистішим щодо екології джерелам енергії. Будівництво Айванпа коштувало $ 2,2 млрд і тривало більше трьох років.

             Особливість подібних СЕС в тому, що вони використовують не фотоелектричні сонячні панелі, до яких ми звикли, а звичайні дзеркала. Кожне дзеркало розміром з гаражні ворота, і всього таких дзеркал на Айванпа 173500. Станом на 2014-15 роки тільки найбільших (> 100 МВт) станцій такого типу нараховується понад десяток, переважна більшість з яких працюють в США. Але на більшості з таких СЕС використовуються конструкції з параболоциліндричними дзеркалами, і тільки в двох американських СЕС - плоскі дзеркала і вежі: Ivanpah та Crescent Dunes в тій же Неваді.

           Завдяки централізованому комп’ютерному управлінню дзеркала спрямовують сонячне світло на кожну з трьох веж, що розташовані посередині станції, і таким чином вловлюється кожен сонячний промінь протягом світлового дня. На вершинах веж знаходяться котли з водою, яка нагрівається тепловою енергією, сконцентрованою дзеркалами, і виробляє електрику. Чим вища вежа, тим більше дзеркал можна розмістити навколо неї.

           Висота кожної з веж на Айванпа по 148 метрів. У найбільшу спеку котел може нагріватись до 700 °С. Завдяки значній кількості перегрітої водяної пари, електрика може вироблятися до 15 годин після заходу сонця, що робить електростанцію практично цілодобовою.

              Такою Айванпа була до 19 травня 2016 року, коли ця величезна сонячна електростанція загорілася. Причому, як вияснилося в ході "розбору польотів", це була найменша з її проблем.

             На думку Пожежного департаменту пожежа стала результатом зміщених дзеркал, що зосередили свої промені не на ту частину вежі. Девід Нокс, представник компанії NRG Energy, що експлуатує Айванпа, тоді казав, що поки зарано говорити про причину пожежі. "Зараз ми оцінюємо збиток і розробляємо план ремонту", - повідомляв Нокс. Але 25 травня і він підтвердив, що пожежа справді була викликана дзеркалами, які належним чином не відслідковують хід сонця. За його оцінками на ремонт станції до вводу в експлуатацію необхідно було три тижні.

            Айванпа це найбільша геліотермальна електростанція в світі, що переливається морем дзеркал, концентруючи сонячне світло на три вежі. Але, як кажуть критики, вже на день пуску СЕС в 2014 році технологія в Айванпа була застаріла і занадто вибаглива в обслуговуванні.

            Остання проблема - пожежа в одній з трьох веж заводу в четвер, яка призвела до загоряння і оплавлення металевих труб. Оскільки станція стикнулася з інженерними прорахунками, то їй з самого початку довелося боротися, щоб виконати свій контракт на поставку електроенергії. Її довелося б закрити, якби Каліфорнійська комісія по комунальним підприємствам не пішла на поступки в березні 2016 р. "В Айванпа була така метушня!", - говорить Адам Шульц, менеджер програми UC Davis енергетичного інституту і колишній аналітик CPUC, - "І якщо це призводить до відключення (мається на увазі через останню пожежу), це буде добивати їх і далі". Крім суто технічних проблем станція мала головний біль з громадською думкою (PR) у вигляді звітів про обгорілих птахів і засліплених дзеркалами пілотів літаків.

            Однак найбільша проблема Айванпа це скрутний економічний стан. Коли станція була запроектована (2007 р.), в розрахунках окупності була взята вартість електроенергії приблизно така ж, як від фотоелектричних сонячних панелей на той час. З тих пір вартість електроенергії від геліопанелей впала до 6 центів за кВт*год (порівняйте з розрахунковою для геліотермальної електростанції 15 ... 20 центів), оскільки за цей час подешевшали матеріали для панелей. "Для геліотермальної сонячної електростанції цього не сталося, оскільки це в основному проект зі сталі і скла", - говорить Шульц.

            Фотоелектричні системи також мають перевагу у легкому позиціонуванні вгору або вниз. Не важливо, чи це буде одна панель на Вашому даху, чи 100 панелей, припустимо, в аеропорту, але електрика може бути використана там, де і вироблена - локально. Але для геліотермальних сонячних електростанцій, вам потрібен величезний шмат пустельної землі, віддалений від споживачів. Айванпа має 173500 збірок дзеркал розміром з гаражні ворота, розставлених на 3500 акрах. Кожне дзеркало має керований комп'ютером електропривід, який відстежує хід сонця.

             Всі ці рухомі частини роблять Айванпа складнішою в обслуговуванні, ніж статичні системи панелей сонячних батарей. Отже, є 173500 збірок рухомих дзеркал, а також вежі, де концентроване сонячне світло перегріває водяну пару для виробництва електроенергії, кожна система багатокомпонентна і зі своїми складними системами керування. "Та одні тільки розміри таких електростанцій дозволяють легко лишити поза увагою якусь маленьку несправність", - говорить Тайлер Огден, аналітик Lux Research.

             Теоретично, перевагою геліотермальних станцій є їхня здатність за рахунок інерційності теплових процесів згладжувати виробництво енергії. Панелі сонячних батарей виробляють енергію, коли світить сонце, в інший час вони є не більше ніж прикрасою даху. Айванпа потребує деякого часу "розкачки" в ранкові години, щоб досягти належної температури води для виходу в штатний режим генерування, зате вежі можуть продовжувати виробляти електрику у вечірні години, коли споживання електроенергії, перейшовши через пік, поступово знижується. На подібних СЕС в інших місцях, таких як Crescent Dunes Solar Energy в Неваді, є дзеркала, які концентрують енергію на ємності, в яких замість води використовується розплавлена сіль, що може зберігати теплову енергію набагато довше.

             У США в цей час фотоелектрична енергія перемагає. Вже ніхто не сподівається на будівництво тут геліотермальних електростанцій. Хоча величезна геліотермальна СЕС, де використана вигнута конфігурація дзеркал, будується в Марокко, як і менш потужні аналогічні установки - в США, правда, для вироблення тільки тепла, а не електрики. Нокс каже, що такі дзеркала можуть використовуватися і на геліотермальних електростанціях з урахуванням уроків, вивчених в Айванпа, що накреслять шлях вперед. Тільки якщо ці уроки не є застереженням покінчити з цим.

             Тим не менш, повідомлень про остаточне закриття станції, собівартість енергії з якої нібито в 2...3 рази перевищує ринкову її ціну, не було. Станцію слід вважати діючою? Красномовно...