Ранее солнечный остров считался научной фантастикой, однако наука не стоит на месте, и сейчас это уже вполне реальный проект электростанций, плавающих на воде и «добывающих» электрическую энергию из энергии ближайшей к нам звезды. Над 1-м из подобных проектов уже работают швейцарские специалисты из центра микротехники и электроники.

Важен ли проект «Солнечный остров» в масштабах всей планеты? Как такие острова будут создавать?

Представьте остров – плоский, круглой формы, имеющий в диаметре 5 км, и плавающий в море. Он следует за солнышком, реагируя на передвижения светила по небу, а от него к берегу и наоборот постоянно передвигаются танкеры, доставляющие на сушу топливо, которое досталось людям даром (условно). Именно такой вид, возможно, будет иметь разрабатываемая CSEM, центром в Швейцарии, энергетическая электростанция, плавающая в море.

CSEM была предложена идея создания таких электростанций потому, что это – значительный шаг вперед в альтернативной энергетике. Также солнечная энергетика несправедливо обошла вниманием развитие этого перспективного направления.

Ученые считают, что уже совсем скоро тот факт, что электричество для человечества «добывает» солнечный остров, не будет удивлять никого. Кроме того, большую часть всей «неисчерпаемой» энергии человечество будет получать именно благодаря подобным островным электростанциям.

По словам швейцарских специалистов, несмотря на то, что по всему миру постоянно возникают «альтернативно-энергетические» проекты, подобные крупномасштабные электрические станции еще являются редкостью. Развиваться им не дает большая стоимость, и ученые из CSEM поставили перед собой задачу сделать подобные проекты доступными.

Какими особенностями обладает солнечный остров?

Solar Islands – это плавучие электростанции в виде плоских платформ, диаметр которых колеблется от одного до пяти километров. Они размещаются в океане/море, и, естественно, генерируют энергию Солнца.

Оригинальности системе «придает» именно то, что она располагается на большом острове, который плавает на воде. Но почему ее размещают не на материке, а в океане?

Это может показаться странным, но, по мнению создателей солнечных островов, такое решение не усложняет строительство, а как раз наоборот – это избавляет от необходимости стройки фундамента под зеркала, которые имеют внушительный вес. Заменить его ученые предложили большим тором, пустым внутри, который плавает по воде и имеет над собой натянутую тонкую мембрану с зеркалами. Воздух под нее будет подкачиваться при помощи воздушных насосов.

Плавучие солнечные острова также позволят сэкономить участок суши. Это тоже влияет на стоимость сооружения.

Специалисты, занимающиеся разработкой таких электростанций, решили не использовать в них солнечные батареи. Главной деталью сооружений станут солнечные концентраторы, имеющие систему параболических зеркал. Солнечные концентраторы – это генератор, турбины и трубы с теплоносителем. Данная схема обладает пятнадцатипроцентным коэффициентом полезного действия. Цифра не очень внушительная, но зато зеркала обойдутся намного дешевле, чем солнечные батареи. Что касается остальной техники, она тоже не отличается сложностью и дороговизной.

В проекте сказано, что солнечные концентраты на солнечном острове расположат так, чтобы «добыча» электричества была максимально эффективной. Этому помогут специальные трубы с теплоносителем, находящиеся вдоль зеркал, и система поворота концентраторов за солнцем. Поворот осуществляется за счет винтовых моторов, работающих от электричества. Их монтируют по краям острова с «периодичностью» в десять м (под водой).

Еще один немаловажный плюс конструкции – лучи солнца будут собираться 95 процентами общей площади солнечного острова. То есть, в электричество будут превращены 95 процентов лучей. Электростанции, расположенные на суше, таким высоким показателем похвастаться не могут. Ученые рассчитали, что один м² поверхности острова вырабатывает ~ 6 киловатт электроэнергии за 24 часа.

Чтобы «ночная» эффективность солнечного острова не отставала от «дневной», будут применять тепловые накопители, отвечающие за генерацию энергии в темное время суток.

Это все хорошо, но как доставлять электроэнергию с острова на берег? Чтобы не соединять конструкцию с сушей длинными электролиниями, ученые решили, что энергию, которую сгенерирует солнечный остров, «переработают» прямо на месте – за счет ее будут получать водород из воды. Водород будет храниться на острове, и его будут постепенно перевозить на сушу танкерами, после чего он уже пойдет на топливо для машин, например. Кроме того, солнечный островпараллельно может опреснять морскую воду, делая ее пригодной для питья.

Для того, чтобы от подобной конструкции было больше пользы, ее необходимо размещать там, где постоянно светит солнце. Также неплохо было бы, чтобы властям страны, на территории которой разместят станцию, был интересен вопрос развития альтернативной энергетики.

Самое привлекательное место для размещения solar island – это ОАЭ. Но захотят ли Объединенные Арабские Эмираты вкладывать в это деньги?

Как раз с интересом властей ОАЭ к проекту проблем нет – на данный момент они подписали со швейцарцами контракт и выделили на реализацию идеи довольно внушительную сумму денег.

Там уже давно присутствует подразделение швейцарского центра, где ученые на протяжении нескольких лет разрабатывают различные проекты «экзотических» электрических станций.

Сейчас работает 1-й стометровый прототип solar island. Хотя располагается он пока в пустыне в специальном канале. Это устройство за год вырабатывает 2,2 ГВт-часа электроэнергии.

Разработчики хотят построить несколько моделей solar island разного размера, потому их план на ближайшее время – создать большие острова, диаметр которых составляет 1 – 5 километров.

Как такие конструкции будут «уживаться» с погодой, пока неизвестно, их реакцию на землетрясения, волны, ветер и т.д. будут выяснять во время пользования ими. Ученые не сомневаются в том, что паровые турбины и солнечные концентраторы, которые отрабатывались в разных государствах на «твердой земле», будут нормально функционировать.

По словам Томаса Хиндерлинга, возглавляющего CSEM, наибольшее количество вопросов вызывает сам солнечный остров. О его сопротивляемости волнам, ветру ученые почти ничего не знают, хотя, если верить компьютерным моделям, погодные условия не будут оказывать негативного воздействия на конструкцию. Однако, по мнению директора швейцарского центра, подобная постройка все равно должна пройти испытания в реальных условиях.

Чтобы обеспечить солнечные острова такими деталями, как генераторы, турбины, солнечные концентраторы, и т.д., создали фирму, которая и будет этим заниматься. Ранее швейцарский центр создал свою «дочку» Nolaris, задачей которой является изготовление деталей системы (зеркал-концентраторов, и др.).

Предварительные расчеты ученых показывают, что для постройки одного м2 рабочей площади плавучей электрической станции понадобится 10-250$. Если правильно ею пользоваться, окупится данная конструкция спустя 8 – 10 лет (если некоторую сумму от выручки будут направлять на амортизацию, а также обслуживание solar island). Если сравнивать с другими проектами в области альтернативной энергетики – это довольно неплохая цифра.

По мнению Хиндерлинга, за двадцать – тридцать лет разные солнечные электрические станции станут 1-м из главных «поставщиков» электроэнергии для человечества. Немалую часть данного альтернативного потока будут составлять solar islands. Ученые считают, что совсем скоро возведение, а также эксплуатация таких электрических станций станет неотъемлемой частью жизни человечества, кроме того, удельная доля всей энергии, которая возобновляется, будет вырабатываться именно солнечными островами. Выгода для человека от этого просто огромна.

Хоть на данный момент плавучие электрические станции представляют собой не более, чем новаторские разработки, уже совсем скоро они станут привычными для нас. Потому мнение относительно того, что энергию в будущем мы будем черпать из альтернативных возобновляемых источников, не является ошибочным.