Naeblys / Shutterstock

Всякий раз, когда я посещаю Сахару, меня поражает, насколько солнечно и жарко и насколько чистым может быть небо. Помимо нескольких оазисов мало растительности, и большая часть самой большой в мире пустыни покрыта камнями, песок и песчаные дюны, Сахарское солнце достаточно сильно, чтобы обеспечить Землю значительная солнечная энергия.

Статистика ошеломляет. Если бы пустыня была страной, это было бы пятый по величине в мире - он больше, чем Бразилия, и немного меньше, чем Китай и США. Каждый квадратный метр в среднем получает от 2,000 до 3,000 киловатт-часов солнечной энергии в год, согласно Оценки НАСА, Учитывая, что Сахара покрывает около 9m км ², это означает, что общая доступная энергия, то есть, если каждый дюйм пустыни поглощает каждую каплю солнечной энергии, составляет более 22 миллиардов гигаватт-часов (ГВт-ч) в год.

Это опять-таки большое число, требующее некоторого контекста: это означает, что гипотетическая солнечная ферма, покрывающая всю пустыню, будет производить в 2,000 раз больше энергии, чем даже крупнейшие электростанции в мире, которые производят едва ли 100,000 ГВтч в год. Фактически его добыча будет эквивалентна более чем 36 миллиардам баррелей нефти в день - это около пяти баррелей на человека в день. В этом сценарии Сахара потенциально может производить в семь раз больше потребности в электроэнергии Европы, почти без выбросов углерода.

Глобальное горизонтальное облучение, мера того, сколько солнечной энергии получают в год. Глобальный солнечный атлас / Всемирный банк

Более того, Сахара также имеет то преимущество, что находится очень близко к Европе. Кратчайшее расстояние между Северной Африкой и Европой составляет всего 15км в Гибралтарском проливе. Но даже гораздо большие расстояния по всей ширине Средиземного моря вполне практичны - в конце концов, мир самый длинный подводный силовой кабель пробег около 600км между Норвегией и Нидерландами.

За последнее десятилетие ученые (включая я и мои коллеги) рассмотрели вопрос о том, как солнечная энергия в пустыне может удовлетворить растущие местные потребности в энергии и, в конечном итоге, привести в действие и Европу - и как это может работать на практике И эти академические идеи были переведены в серьезные планы. Наиболее успешной попыткой был Desertec, проект, объявленный в 2009, который быстро привлек большое финансирование от различных банков и энергетических компаний, прежде чем в значительной степени рухнул, когда пять лет спустя большинство инвесторов прекратили свою деятельность, сославшись на высокие затраты, Такие проекты сдерживаются различными политическими, коммерческими и социальными факторыВ том числе отсутствие быстрого развития в регионе.

Планета Татуин из фильмов "Звездных войн" была снята на юге Туниса. Амин аль-Хабайбех, Автор условии

Более свежие предложения включают TuNur проект в Тунисе, который направлен на обеспечение более чем европейские дома 2m, или Noor Комплексная солнечная электростанция в Марокко, которое также направлено на экспорт энергии в Европу.

Две технологии

В настоящее время существуют две практические технологии для производства солнечного электричества в этом контексте: концентрированная солнечная энергия (CSP) и обычные фотоэлектрические солнечные батареи. У каждого есть свои плюсы и минусы.

Концентрированная солнечная энергия использует линзы или зеркала, чтобы сфокусировать энергию солнца в одном месте, которое становится невероятно горячим. Это тепло затем генерирует электричество с помощью обычных паровых турбин. Некоторые системы используют расплавленную соль для накопления энергии, что позволяет производить электричество и ночью.

Концентрированная солнечная электростанция недалеко от Севильи, Испания. Зеркала фокусируют энергию солнца на башне в центре. Новиков Алексей / shutterstock

CSP кажется более подходящим для Сахары из-за прямого солнца, отсутствия облаков и высоких температур, что делает его более эффективным, Однако линзы и зеркала могут быть покрыты песчаными бурями, в то время как системы турбины и парового отопления остаются сложными технологиями. Но самым важным недостатком технологии является ее использование ограниченных водных ресурсов.

Фотоэлектрические солнечные панели вместо этого преобразуют энергию солнца в электричество, используя полупроводники. Это наиболее распространенный тип солнечной энергии, так как он может быть подключен к сети или распределен для небольшого использования в отдельных зданиях. Кроме того, это обеспечивает разумный выход в облачную погоду.

Но один из недостатков заключается в том, что когда панели слишком сильно нагреваются, их эффективность падает. Это не идеально в той части мира, где летние температуры могут легко превышать 45? в тени, и учитывая, что спрос на энергию для кондиционирования воздуха является самым сильным в самые жаркие периоды дня. Другая проблема заключается в том, что песчаные бури могут покрывать панели, что еще больше снижает их эффективность.

Обе технологии могут потребоваться немного воды для очистки зеркал и панелей в зависимости от погоды, что также делает воду важным фактором для рассмотрения. Большинство исследователей предполагают объединение двух основных технологий разработать гибридную систему.

Лишь небольшая часть Сахары может производить столько же энергии, сколько весь континент Африки в настоящее время. По мере совершенствования солнечной технологии все будет только дешевле и эффективнее. Сахара может быть неблагоприятной для большинства растений и животных, но она может обеспечить жизнеспособную энергию в Северной Африке и за ее пределами.

Об авторе

Амин аль-Хабайбех, профессор интеллектуальных инженерных систем, Nottingham Trent University

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon