Среди зеленых пшеничных полей, дубовых рощ и древних оливковых деревьев Андалусии гигантская солнечная энергетическая ферма переливается, как серебряное море. Даже под облачным небом захватывающие зрелища представляют собой массивы зеркал и массивных башен, растянувшихся на три квадратных мили.
Связанный контент
- Что-то новое под солнцем
В двадцати милях к западу от Севильи солнечная ферма Solúcar, построенная компанией Abengoa, является частью стремления Испании производить больше энергии из возобновляемых источников. Страна в настоящее время производит до 3, 65 гигаватт энергии от солнца, второй в мире после Германии. Эти гигаватты составляют около 3 процентов власти страны, самый высокий процент в мире. (Соединенные Штаты вырабатывают менее 1 процента своей энергии от солнца.) Ожидается, что в ближайшие три года производство солнечной энергии в Испании вырастет до семи гигаватт, что достаточно для обеспечения примерно десяти миллионов человек - населения Мадрида и Барселоны - электричество в течение дня.
Ферма Solúcar является пионером технологий, которые в настоящее время тиражируются в Соединенных Штатах, включая концентрированную солнечную энергию или CSP. В то время как традиционные солнечные панели используют фотоэлектрические элементы для преобразования солнечных лучей непосредственно в электричество, CSP использует огромные банки зеркал для фокусировки солнечного излучения; интенсивное тепло приводит в движение паровые турбины, вырабатывающие электричество в процессе, аналогичном тому, который используется на угольных или масляных электростанциях, но без выбросов парниковых газов.
На площадке Солукар две бетонные башни - одна около 50 этажей, другая 35 - собирают свет, отраженный 1879 огромными стеклянными зеркалами, каждое 33 фута в высоту и 40 футов в ширину. Зеркала, называемые гелиостатами, занимают около 345 акров. Они обращены на юг и повернуты, чтобы следовать за солнцем, когда оно пересекает небо.
Меньшая башня CSP начала обеспечивать электроэнергию в 2007 году, большая - в мае 2009 года. Вместе они вырабатывают 31 мегаватт. К 2013 году, когда Solúcar завершит добавление еще одного башенного завода и других установок, Abengoa ожидает, что установка CSP будет вырабатывать 300 мегаватт, достаточно энергии для питания 220 000 домашних хозяйств или всего столичного Севильи.
«Эти коммерческие башенные заводы не имеют аналогов в мире», - сказал мне в своем офисе Валерио Фернандес, операционный директор Solúcar в своем офисе с видом на зеркальные поля. (Он не считал небольшую электростанцию мощностью пять мегаватт, эксплуатируемую в Ланкастере, штат Калифорния, американской компанией eSolar, или демонстрационную башню, которую правительство Испании запускает в Альмерии.) «Однако сегодня они в отпуске», - сказал он. добавил, пожав плечами.
Когда идет дождь или пасмурно - как прохладный серый мартовский день, который я посетил - солнечная установка отключается. Но фотографии сайта CSP в лучшем виде потусторонние: башни, светящиеся лучами света, эффект, вызванный отраженным солнечным светом, проходящим через водяной пар и пыль в воздухе. Хотя вы можете подумать, что юг Испании является идеальным местом для использования солнечной энергии, Фернандес сказал, что компания ожидает, что плохая погода сократит или остановит производство энергии примерно на 80 дней в году, обычно в период с ноября по март.
«Если мы стремимся сделать солнечную энергию более эффективной, есть места лучше, чем Севилья», - сказал мне Фернандес. Он указал на настенную карту мира с заштрихованными полосами, представляющими потенциал солнечной энергии: Андалусия была загорелой, пустыня Мохаве в Калифорнии и коричневая Невада, и Сахара еще темнее.
«Солнечная радиация в Мохаве примерно на 30 процентов выше, чем у нас, поэтому установка там таких же установок снизит стоимость электроэнергии на 30 процентов», - сказал он. Эффективность еще выше для палящей Сахары, где Abengoa и Desertec, европейский консорциум, стремятся построить солнечные установки, которые будут поставлять энергию в Европу через кабели под Средиземным морем.
Фернандес поднял с полки кусок стальной трубы шириной три дюйма и протянул мне. Это было из трубы, в которой вода превращалась в пар на башне CSP, и она была окрашена в черный цвет. «Чем они чернее, - объяснил он, - тем лучше они поглощают радиацию».
Гелиостаты так эффективно концентрируют солнечное излучение, что температура на поверхности приемных трубок может потенциально достичь 3600 градусов по Фаренгейту, что составляет примерно одну треть от температуры поверхности Солнца. «К сожалению, сталь расплавится, и приемник сломается», сухо сказал Фернандес. Керамические материалы могут выдерживать такое тепло, продолжал он, но они еще не разработаны и не испытаны. Поэтому в ясные дни операторы установок настраивают гелиостаты, чтобы ограничить солнечный свет, направленный на башни, и поддерживать температуру около 570 градусов - достаточно горячей, чтобы вырабатывать пар из воды, которая кипит при 212 градусах.
Когда Фернандес водил меня по кампусу Солукара, мы остановились на строительной площадке для Solnova 1, первого из пяти запланированных объектов CSP, где использовалась так называемая параболическая технология. Solnova 1 развернет зеркала в форме мелких желобов, каждый длиной в несколько сотен ярдов и высотой около двух ярдов, в параллельных рядах, похожих на огромные блестящие ленты. В фокусе каждого зеркала будет находиться прозрачная трубка, наполненная синтетическим маслом. Зеркала будут направлять солнечный свет на трубки, а нагретое масло будет использоваться для кипячения воды для подачи пара турбины.
Оставляя Solnova 1, я увидел огромное количество фотоэлектрических панелей. Хотя панели поставляют около трех мегаватт электроэнергии - достаточно для питания 2200 домашних хозяйств, - Солукар не уделял особого внимания фотогальванике. «Фотогальваника не ведет к технологии, которая может накапливать энергию, кроме как от батарей», - сказал Фернандес. Это слишком дорого.
Более эффективная система хранения демонстрируется на объекте Solucar TES (для хранения тепловой энергии), который использует концентрированную солнечную энергию для нагрева огромных контейнеров с расплавленными солями, главным образом нитратами натрия и калия, примерно до 570 градусов. Соли сохраняют тепло до шести часов, а это значит, что его можно выделять после захода солнца. Этот метод хранения может решить, по крайней мере, частично, самую сложную задачу солнечной энергии: обеспечить электроэнергию ночью.
Растущая солнечная мощность Испании зависела от здоровенной государственной поддержки. (Например, стоимость строительства и эксплуатации электростанций CSP примерно в два раза выше, чем у традиционных угольных электростанций.) Субсидирование испанского правительства поставщикам солнечной энергии - среди самых щедрых в мире - составляет более 1, 5 млрд евро, или почти 1, 9 миллиарда долларов в год.
В Соединенных Штатах федеральное правительство и правительства штатов предоставляют меньшие финансовые стимулы частным лицам, фирмам, занимающимся солнечной энергетикой, и коммунальным предприятиям. Параболические желоба в Калифорнии и Неваде уже вырабатывают более 370 мегаватт, и Abengoa планирует построить 282 мегаваттную установку с использованием аналогичной технологии вблизи Финикса, сказал Риз Тисдейл, директор по исследованиям солнечной энергии в Emerging Energy Research в Кембридже, штат Массачусетс. Новые параболические желоба, фотоэлектрические и CSP установки предлагаются в Калифорнии, Неваде, Нью-Мексико, Колорадо, Северной Каролине и Флориде.
Одна массивная солнечная ферма, использующая башни и гелиостаты и обещающая вырабатывать 392 мегаватта электроэнергии, планируется построить в пустыне Мохаве в Южной Калифорнии, если она пройдет государственные и федеральные экологические экспертизы.
«Если вы хотите быть оптимистом, - сказал Тисдейл, - к 2025 году солнечные электростанции [в Соединенных Штатах] могут обеспечить до восьми гигаватт». Этого будет достаточно, чтобы обеспечить город в США шестью миллионами (американцы использовать больше электроэнергии, чем испанцы) и сэкономить 37 260 баррелей нефти или 11 000 тонн угля в день.
Ричард Ковингтон пишет из своего дома под Парижем.
На солнечных башнях концентрированный солнечный свет, рассеянный сквозь пары и пыль, кипит вода, приводя в движение паровые турбины. (Денис Дойл / Getty Images) 
Гелиостаты или зеркала акватории Солукара фокусируют солнечные лучи, создавая температуру 570 градусов, генерируя энергию, но не вредные выбросы. (Майкл Мелфорд / Национальное географическое общество / Корбис) 
Отдельная электростанция использует зеркала в форме желоба для сбора солнечных лучей и нагревания синтетического масла для создания пара. (Маркель Редондо / Bloomberg / Getty Images) 
Завод солнечных башен в Севилье, Испания, является первой коммерческой солнечной башней в мире. Он может обеспечить электричеством до 6000 домов. (Денис Дойл / Getty Images) 
На площадке Солукар свет отражается 1879 огромными стеклянными зеркалами, каждое из которых имеет высоту 33 фута и ширину 40 футов. (Крис Саттлбергер / Корбис) 
Испания в настоящее время производит до 3, 65 гигаватт энергии от солнца, второй в мире после Германии. (Майкл Мелфорд / Национальное географическое общество / Корбис)
