Знание-сила, 2007 № 08 (962)

Конечно, и у Солнца есть свои «пятна». Существенный недостаток светила — малая плотность поступающей к нам солнечной радиации. Для России — в среднем 120 киловатт-час на квадратный метр в год. «Паровой котел, — говорят скептики, — при таком сравнении в 1000 раз больше дает. Так что не надо напрасных иллюзий».

Но так ли они правы? Наука знает, как преодолеть и этот недостаток. Если сфокусировать излучение, скажем, в тысячу раз, то удастся уменьшить потребность в солнечных батареях, а значит, и получить более дешевую — в два с лишним раза! — электроэнергию.

Нанотехнологии — новые перспективы

Мировая фотоэнергетика сегодня развивается на основе старейшего материала — кремния. Цена на этот стратегический материал на мировом рынке за несколько лет выросла на 200-400%! За рубежом производят около 20 тысяч тонн кремния высокой чистоты для нужд электроники. Десять тысяч тонн идет на выпуск солнечных батарей. По прогнозам, к 2010 году общий спрос на материал составит 60 тысяч тонн. Ведь рост цен на энергоносители лишь усиливает интерес к альтернативным источникам энергии. На перспективный сектор работают частные и государственные инвестиции.

Когда-то СССР выпускал десятую часть мирового поликремния. Сейчас в России вообще нет его производства. Есть лишь намерения организовать его выпуск на Красноярском ГХК, в Усолье-Сибирском, на Подольском ХМЗ. Но это намерения. Специалистов очень настораживает тот факт, что в проекте федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» нет даже раздела о материалах.

И все же перспективы есть. Так, в Физико-техническом институте РАН им. А.Ф. Иоффе разработаны концентраторные фотоэлектрические установки с каскадными солнечными элементами на основе арсенида галлия. Они пригодны как для промышленных, так и бытовых целей. Эти многослойные структуры можно ориентировать точно на Солнце. Их КПД в два с лишним раза выше, чем традиционных кремниевых элементов, и достигает 30-35%, а себестоимость ниже примерно в два раза. Достаточно сказать, что 1 грамм полупроводника, используемого в подобной установке в течение четверти века, эквивалентен по получаемой электроэнергии пяти тоннам нефти.

Новая технология вызвала огромный интерес за рубежом. К российским специалистам уже обратились из Испании, Италии, Австралии, из стран Ближнего Востока, ЮАР. Россияне, однако, не хотят ограничиться продажей идей и патентов и намерены организовать собственное производство продукта высоких отечественных технологий.

Теоретически предельный КПД подобных фотоэлементов оценивается в 93%, а при использовании солнечной энергии — в 87%. Сейчас российские ученые достигли сорокапроцентного КПД, в ближайшее время надеются получить 50-55%.

Россия, подчеркивали участники парламентской встречи, располагает достаточным потенциалом для развития фотоэнергетики на основе кремния и наноструктур. И здесь первое слово — за государством. Наивно, недальновидно рассчитывать, что поддержку фундаментальных и принципиальных прикладных работ можно переложить на плечи бизнеса. Бизнес платит за то, что ему выгодно сегодня. Нам нужна законодательная база, которая поощряла бы участие бизнеса в продвижении передовых, перспективных технологий. Нужен федеральный закон о развитии малой энергетики.

(При подготовке статьи использован доклад профессора В М. Андреева из Физикотехнического института им. А Ф. Иоффе)

ГЛАВНАЯ ТЕМА Что тикает?

«Что же такое время? Если никто меня об этом не спрашивает, я знаю; если бы я захотел объяснить спрашивающему — нет, не знаю». Так еще в XIII веке написал в своей знаменитой «Исповеди» Блаженный Августин.

Многое ли с тех пор изменилось? Написаны пуды книг, проведена масса исследований во всех областях гуманитарных и естественных наук, но для обыденного сознания время остается одной из величайших загадок. И в этом году наша читательница Галина Божко пишет: «Какой смысл мы на сегодняшний день вкладываем в это слово?» Недоумение Г. Божко адресовано физикам; наш автор, ученый-физик, попробует ей ответить. Но время — одно из базовых, ключевых понятий всей картины мира, всей человеческой культуры. Естественно, его по-своему трактуют психологи (с их точкой зрения вы познакомились в прошлом номере), историки, биологи, философы. И с каждым новым исследованием мы все больше понимаем, насколько грандиозен и неуловим сам феномен — границы того, что мы не знаем, простираются все дальше. К вечным вопросам всегда возвращаются, и мы не раз еще будем писать о времени.

Ирина Прусс

Времена

Из прошлого в будущее через настоящее — известный всем путь времени. Но совсем не всегда оно двигалось именно так.