За последние 10 лет солнечная энергетика стремительно перешла от “игрушек” к серьезнейшим проектам, и продолжение кривой этого взлета обещает в будущем тотальное доминирование этого типа генерации. Или нет? В попытках прогнозирования тут сломано немало копий и основных претензий две: солнце через облака и ночью не светит (т.е. переменчивость источника) и высокая энергоемкость производства солнечных батарей, и эта энергия не возвращается за время работы последних. (EROEI <1)

Технически первая проблема с переменчивостью решаемая — необходимо просто построить побольше солнечных батарей и аккумулятор достаточной емкости. Однако, такой подход явно усугубляет проблему с EROEI и со стоимостью электроэнергии. Стоимость можно посмотреть в обзорах Lazard, а вот попыток просчитать EROEI для солнечной электростанции с аккумулятором я не видел. Поэтому решил посчитать сам, и получил довольно неожиданный результат, о котором в конце.

Для оценки давайте рассчитаем электростанцию с литий-ионным аккумулятором, расположенную в городе Юма, штат Аризона, США. Почему в Аризоне? Это очень хорошее место для солнечных ЭС (одно из лучших в мире) и по нему есть много информации. Если тут EROEI окажется меньше единицы, то это будет означать большие проблемы у солнца в качестве базового источника электроэнергии (на сегодня). Если же EROEI окажется выше, то с учетом анализа, который мы собираемся произвести, можно будет легко применить полученный расчет к любому месту в мире.


В Юме, кстати, расположена довольно крупная СЭС Agua Caliente Solar Project мощностью 250 мегаватт, только не 24х7. Солнечные батареи этой станции выполнены по тонкопленочной технологии из полупроводника CdTe, который отличается от кремния гораздо лучшими затратами энергии на киловатт мощности батарей, однако проигрывает по стоимости.

Эрнс Шталингер написал это письмо 6 мая 1970 года сестре Мэри Джаканд, монахине, которая работала среди голодающих детей города Кабве в африканской стране Замбии, в ответ на вопрос о значении освоения космоса. В то время доктор Шталингер был заместителем директора по науке в Центре Космических Полетов Маршалла, в Хэнтсвилле, штата Алабама. Тронутый искренностью и обеспокоенностью Мэри, он направил ей все свои искренние убеждения о ценности исследований космоса. Красноречивое заявление доктора актуально до сих пор, даже спустя четыре десятилетия. Родившись в Германии в 1913 году, доктор Шталингер получил Ph.D. по физике в университете Tuebingen 1936 году. Он был членом немецкой ракетной группы, в Peenemunde и приехал в Соединенные Штаты в 1946 работать на американскую армию в Форт Блисс, штат Техас. Он переехал в Хэнтсвилль в 1950 и продолжил работать для армейского Redstone Arsenal до тех пор пока не был создан центр космических полетов в 1960. Доктор Шталингер был неоднократно награжден и широко известен за свои исследования силовых установок. Он получил награду от министра обороны (Exceptional Civilian Service Award) за участие в запуске Эксплорера-1, первого американского космического спутника.

Этой статьёй мы открываем череду публикаций с практическими инструкциями о том, как облегчить жизнь себе (эксплуатации) и разработчикам в различных ситуациях, случающихся буквально ежедневно. Все они собраны из реального опыта решения задач от клиентов и со временем улучшались, но по-прежнему не претендуют на идеал — рассматривайте их скорее как идеи и заготовки.

Я начну с «трюка» по подготовке больших дампов баз данных вроде MySQL и PostgreSQL для их быстрого развёртывания для различных нужд — в первую очередь, на площадках для разработчиков. Контекст описанных ниже операций — наше типовое окружение, включающее в себя работающий кластер Kubernetes и применение GitLab (и dapp) для CI/CD. Поехали!

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) сегодня не только «хорошая бизнес-идея» и источник непрекращающегося хайпа, пропаганды и контрпропаганды. Попробую высказать свою позицию по некоторым повторяющимся мифам в области возобновляемых источников энергии.



Утверждение(У): «Площади Земли не хватит для того, что бы обеспечить потребности цивилизации с помощью ВИЭ»

Ответ(О): Земля получает от Солнца ~190 петаватт тепловой энергии (это то, что долетает до поверхности), а цивилизация потребляет 500 экзаджоулей первичной энергии за год, т.е. «мощность» человечества — 0,015 петаватт, порядка одной десятитысячной от приходящей энергии. Есть другая элементарная оценка исходя из выработки имеющихся крупных солнечных электростанций — для обеспечения первичной энергией цивилизации довольно в аккурат хватает площади крупных пустынь. Основное «но» в этом железобетонном опровержении мифа — неравномерность распределения удобной площади для ВИЭ-генерации по странам. В целом «неравномерность распределения» — это основное, что упускают люди, обобщающие любым образом картинку вокруг ВИЭ, и сегодня эта тема будет звучать рефреном. Скажем, Япония испытывает значительные сложности с поиском места под солнечные электростанции, посмотрите вот эту фотоподборку японских солнечных электростанций и сравните с американскими из ссылки чуть выше.

В 2003 году в Евросоюзе возник большой проект Desertec, представлявший тогдашнее видение о переводе Европы на рельсы возобновляемой энергетики. Основой “зеленой энергетики” ЕС должны были стать тепловые электростанции с концентрацией солнечной энергии, расположенные в пустыне Сахара, способные запасать энергию как минимум на вечерний пик потребления, когда обычная фотовольтаика уже не работает. Особенностью проекта должны были стать мощнейшие линии электропередач (ЛЭП) на десятки гигаватт, с дальностью от 2 до 5 тысяч км.


СЭС подобного рода должны были стать основной европейской возобновляемой энергетики.

Проект просуществовал около 10 лет, и затем был заброшен концернами-основателями, так как действительность Европейской зеленой энергетики оказалась совершенно другой и более прозаичной — китайская фотовольтаика и наземная ветрогенерация, размещаемая в самой Европе, а идея тянуть энергетические магистрали через Ливию и Сирию — слишком оптимистичной.


Планировавшиеся в рамках desertec ЛЭП: три основные направления с мощностью по 3х10 гигаватт (на картинке одна из более слабых версий с 3х5) и несколько подводных кабелей.

Однако, мощные ЛЭП возникли в проекте desertec не случайно (забавно, кстати, что площадь земли под ЛЭП в проекте получалась больше площади земли под СЭС) — это одна из ключевых технологий, которая может позволить ВИЭ-генерации вырасти до подавляющей доли, и наоборот: при отсутствии технологии передачи энергии на большие расстояния ВИЭ, вполне возможно, обречены на не более чем на долю в 30-40% в энергетике Европы.