Егер әлемде энергия жеткіліксіз болса, неге олар Күнді "көлеңкелейді"?

2026 жылы АҚШ-тың Орегон штатында елдегі ең ірі күн электр станциясының құрылысы басталады. Штат әкімшілігі Pine Gate Renewables компаниясы салатын жалпы генерациялау қуаты 2,4 Гигаватт болатын Sunstone Solar күн фермасы жобасын мақұлдады. Күн фермасының жалпы ауданы 4000 гектардан асады, онда 4 миллионға жуық күн панельдері орналасады, олардың генерациясы мамандардың бағалауы бойынша 800 мыңға жуық үйді жасыл электр қуатымен қамтамасыз етуге жеткілікті.

Бүгінгі күні Pine Gate қазірдің өзінде Орегон штатында 17 күн электр станциясын басқарады, ал жаңа күн фермасы жобасы бұл штаттың 2040 жылға қарай жаңартылатын көздерден 100% электр энергиясын өндіруге көшудегі кезекті қадамы болады.

Күн энергиясының балама көздерін іздеуде жапондық инженерлер күн энергиясын ғарыштан жерге беру технологиясын құруға шешім қабылдады. Бастапқы сынақтардың мақсаты ғарыштық энергияны Жерге беру мүмкіндігімен орбитада жинақтау әдістерін зерттеу болды.

Ғарышта 36 мың шақырым биіктікте орнатылған есептеулер бойынша күн панельдері жарықты жерге қарағанда 10 есе тиімді етіп электр энергиясына айналдыра алады, бірақ басты мәселе бұл энергияны біздің планетамыздағы тұтынушыларға тікелей беру мүмкіндігі болып қала береді. Бұл мәселені шешу үшін Japan Space Systems жалпы ауданы 600 шаршы метр болатын 13 ғарыштық энергия қабылдағышы бар желіні құрды. Алғашқы эксперименттер кезінде ұшақтарға энергия таратқыштары орнатылады және осы таратқыштардан алынған энергия микротолқынды сәулелену түрінде бірнеше шақырым биіктікте орналасқан күн панельдерін алып, жерге жібереді.

Келесі кезең-биылғы жылы ғарышқа энергияны тікелей орбитадан беру технологиясын сынауға қабілетті спутникті жіберу. Ғарыштан энергия беру идеясының өзі жарты ғасырдан астам уақыт бұрын пайда болғанына қарамастан, ғалымдар әлі күнге дейін ғарыштан берудің тиімді жолдарын таппады. Мамандар бұл жобаға күмәнмен қарайды, энергияны өнеркәсіптік масштабта беру үшін ғарышта алып өлшемдер мен массалардың панельдерін орналастыру керек деп санайды.

Сонымен қатар, күн сәулесінен алыс емес жерде ғалымдар жаңа планеталардың пайда болуын анықтады. Алыс емес, әрине, ғарыштық стандарттар бойынша, біздің Күн жүйесінен 424 жарық жылы қашықтықта "барлығы". Астрофизиктердің зерттеулеріне сәйкес, Шаң, газ және мұздан тұратын протопланетарлық дискімен қоршалған жаңа жұлдыздың пайда болуы анықталды – бұл жаңа планеталарды құруға арналған негізгі құрылыс материалдары.

Протопланетарлық диск, жұлдыздың планетарлық жүйесінің пайда болуының алғашқы кезеңі, айналмалы бұлт болып табылады, онда заттар біртіндеп жақындап, қосыла бастайды, жаңа планеталар түзеді. Сарапшылардың пікірінше, дискідегі "құрылыс материалының" массасы біздің жер сияқты алты планетаны құруға жеткілікті, ал онда көміртегі қосылыстарының болуы онда тіршіліктің пайда болуын болжайды. Шындық-керемет алыс перспективада.

Ал қазір күн тәжін бақылау үшін Еуропалық ғарыш агенттігі ғарышқа екі спутникті ұшырды, олардың бірі күн сәулесінің жасанды кедергісі болады, ал екінші спутниктің арқасында ғалымдар Күн тәжін бақылай алады. Жасанды тұтылуларды құру "Proba-3" шамының сыртқы қабатын зерттеу жобасының маңызды бөлігі болады.

Күнді қоршап тұрған тәжді құрайтын плазманың ең жұқа қабаты өте нашар зерттелген. Күн тұтылуын имитациялайтын арнайы коронаграф құралдары бұған көмектеседі, бірақ қашықтыққа байланысты үлкен шектеулерге ие, бұл деректерді алуда үлкен қателіктер тудырады. Күн радиациясы Күн жүйесінің барлық планеталарына, соның ішінде біздің жерімізге үлкен әсер етеді, бұл керемет сұлулықты ғана емес, сонымен қатар адамзатқа жабдықтың үзілуінен бастап адам денсаулығына әсер етуіне дейін көптеген қиындықтар туғызады.

Күн энергиясы көбірек пайда әкелуі үшін Нидерландыдан келген инженерлер күн генераторын – жиналмалы күн панельдері бар мобильді қондырғыны жасады. Автокөлік тіркемесіне орнатылған күн панельдерінің қуаты 15 киловатт, бұл оны бензинмен немесе дизельмен жұмыс істейтін электр генераторларына балама ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.

Жүйенің құрамына жиналмалы күн панельдерінен басқа тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіретін инвертор, сыйымдылығы жоғары аккумулятор және резервтік қуат көзі биодизельді генератор кіреді, ал жабдықтар кешенін мобильді қосымша арқылы басқаруға болады.

Сонымен қатар, жасыл энергетиканың проблемаларының бірі жаңартылатын энергия көздерімен жұмыс істейтін электр станцияларын жоспарлау мен салудағы "қиғаштықтар" болып қала береді. Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, мұндай станциялардың көпшілігі күн немесе жел энергиясын барынша пайдалануға мүмкіндік беретін жерлерде орналасқан, сонымен бірге энергияның көптігі байқалады. Массачусетс технологиялық институтының зерттеушілер тобы күн мен жел энергетикасын барынша тиімді пайдалану үшін гибридті энергия кластерлерін салу тәсілін қолдануды ұсынды. Бірнеше аймақтардағы күн мен жел туралы мәліметтер массивтерін зерттей отырып, ғалымдар ЖЭК-те электр станцияларының оңтайлы құрылысының моделін жасады.

Зерттеулерге сәйкес, Аймақтық Энергетикалық мүмкіндіктерді зерттеу үшін осы модельді қолдану арқылы жасыл энергияның тиімділігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар энергия қорларын сақтау қажеттілігін азайтады, бұл таза энергетика үшін маңызды проблемаға айналады.