Это интересно


Энергия разума

Жить с каждым днем становится все интереснее. По австралийским прериям колесят гоночные «солнцемобили». Тихий океан бороздят катамараны, «заправляющиеся» энергией волн. Британцы выращивают биомозг, а бахрейнцы забирают энергию у ветра, гуляющего между небоскребами. Новая философия cleantech распространяется по миру со скоростью света. Со света, собственно говоря, все когда-то и началось.

Гонка технологий

Устройство, которое преобразует солнечные лучи в электроэнергию, называется «фотогальванический элемент». Изобрел его французский физик Антуан Сезар Беккерель еще в первой половине XIX века, но первые солнечные батареи появились значительно позже. Мощным стимулом для изучения альтернативных источников энергии послужили космическая гонка и гонка вооружений. После укрощения атома ученые обратили внимание на солнце. В 1940-е годы в США разработкой и внедрением PV-технологий (от англ. photovoltaic — фотогальванический) занялась компания Bell Labs, ныне исследовательская структура телекоммуникационной компании Alcatel-Lucent. Один из ее специалистов — Рассел Ол — изобрел солнечный элемент на кремниевой основе. В СССР проблемы преобразования энергии солнца решали в легендарном ЛФТИ им. А. Ф. Иоффе. В 1970 году Жорес Алферов разработал технологию гетероструктурных солнечных элементов. Работы Ола и Алферова заложили тот научный фундамент, на котором и сегодня базируется вся гелиоэнергетика мира. «Есть два основных направления, — поясняет Алферов. — Это кремниевые солнечные батареи, где рекордный уровень КПД сейчас составляет 23%, а теоретически может быть 26–28%, и солнечные батареи, созданные на основе полупроводниковых гетероструктур. Здесь КПД уже сейчас составляет 35%, а может быть, и 40, и 50, и 60%, а в очень сложных системах — и больше».

С небес на землю

Как и сотовая связь, и интернет, и многие другие изобретения новейшего времени, PV-технологии из секретной разработки со временем превратились в выгодное коммерческое направление. Однако широкое распространение экологических энергосистем и их внедрение на бытовом уровне началось лишь в конце XX века. В новом тысячелетии наблюдается настоящий бум в этой сфере. Поражает целевое разнообразие устройств, работающих на солярном топливе: на приальпийских территориях Австрии и Швейцарии солнечными батареями оборудуют фермерские хозяйства, в Австралии ежегодно проводят гонки World Solar Challenge на «солнцемобилях», в Берлине построили железнодорожную станцию Lehrter Bahnhof на гелиоэнергетическом обеспечении, а в Испании вместо оливковых деревьев «засеивают» земли солнечными рефлекторами. Первая в Европе коммерческая гелиостанция Sevilla Solar Tower — настоящее произведение искусства, шедевр высоких технологий. В центре поля из 600 зеркал, отражающих солнечные лучи, возвышается 115-метровая башня. Она производит электроэнергию для 6 тыс. домохозяйств Севильи, концентрируя в головной части солнечное тепло, нагревая воду в резервуарах и доставляя раскаленный пар в электротурбины.

С помощью турбин экономят на электричестве и владельцы торгового центра в Бахрейне. Только там пошли по иному пути: укротили дерзкий морской ветер, загнав его в просвет между небоскребами.

Ветер перемен

Что дискуссии об энергии ветра — не пустое сотрясание воздуха, было ясно давно. Но что вырабатывать такого рода энергию способны небоскребы прямо в деловом центре города, до инженеров бюро Atkins вряд ли кому-то приходило в голову. Перед архитекторами торгового центра в Манаме была поставлена конкретная задача: спроектировать башни так, чтобы при взгляде на них у гостей бахрейнской столицы отвисала челюсть. Показательно, что достичь этого эффекта с самого начала решили посредством экотехнологий. От идеи использования фасада здания в качестве солнечных батарей пришлось отказаться: в этом случае температура внутри комплекса была бы слишком высокой. Тогда специалисты Atkins преступили к реализации еще более безумного плана — они решили «сшить» башни тремя гигантскими мостами-турбинами и заставить прибрежный поток воздуха крутить их тяжеловесные винты. Турбины (29 м в диаметре) подвесили на разной высоте так, что вся конструкция напоминает скорее гигантский летательный аппарат, нежели архитектурное сооружение. Сегодня работа турбин обеспечивает торговый центр экологически чистой энергией в объеме 1100 МВт в год, что составляет 15% от его потребностей.

Прилив коммерческих идей

Но и там, где солнце прячется за тучами, а ленивый ветер занят обтачиванием валунов, находится место для инновационных решений. Технологи бюро Marine Current Turbines предложили способ сохранения частных денег: на севере Ирландии в заповеднике Strangford Lough они не утекают как вода сквозь пальцы, а с помощью воды сберегаются: 20-метровые подводные роторы конвертируют энергию волн в чистую экономию. Из 100 т «попавшейся в сети» стихии «вылавливают» 1 МВт. Такая «рыбалка» называется SeaGen. Прилив обеспечивает электричеством порядка 800 домохозяйств региона.

Высокие, высокие отношения

Загрязнение окружающей среды и неутешительные прогнозы расходования традиционных энергоресурсов вынуждают современное общество серьезно заняться вопросом возобновляемых источников энергии. Удивительно, но неблагоприятная экономическая конъюнктура привела к одному положительному для всех землян явлению: человечество задумалось о проблемах оптимизации энергетических и сохранности экологических ресурсов еще до того, как те иссякли. К счастью для всех нас, высокий уровень технологий позволяет и на этом пути избежать тупиковой ситуации. Экологическая и биологическая инженерия становится краеугольным камнем глобального инновационного процесса. Таким образом, при нас закладывается фундамент эко- и биоэтики будущего, основы осмысленного энергопотребления, и в конечном итоге — иного типа консюмеризма, разумного консюмеризма грядущей эпохи. На наших глазах происходит формирование биотехносферы, единого природно-гуманитарного пространства, главным регулирующим и охранным (а не разрушающим) фактором которого является человеческий разум. По этим новым правилам взаимодействия между природой и человеком предстоит жить тем, кто сегодня только появился на свет. Известный русский ученый и мыслитель Владимир Вернадский утверждал: «В гуще, в интенсивности и в сложности современной жизни человек практически забывает, что он сам и все человечество, от которого он не может быть отделен, неразрывно связаны с биосферой — с определенной частью планеты, на которой они живут. <...> Он (человек) может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. Перед ним открываются все более и более широкие творческие возможности. И, может быть, поколение моей внучки уже приблизится к их расцвету». Эти строки написаны в 1944 году.