Учебное пособие Санкт-Петербург

Внутренняя теплота Земли используется, в основном, в местах 
тектонической активности, прежде всего для отопления зданий, теплиц и 
т.д. Геотермальные электростанции (ГеоЭС) строятся при наличии 
мощных подземных источников горячей воды и пара, Новая Зеландия, 
США (долина гейзеров) и др. В России построены 3 крупные ГеоЭС на 
Камчатке: Мутновская, мощностью 50 МВт; Паужетская и Верхне-
Мутновская (суммарной мощностью 23 МВт) и 2 небольших (1 МВт) на 
Курильских островах. 
В целом вклад геотермальной энергии в мировое энергопроизводство 
ничтожно мал (0,5 %). 
Из 
возобновляемых 
источников 
наибольшую 
роль 
играет 
гидроэнергия. В настоящее время ГЭС мира обеспечивают 9 % общей 
выработки энергии, а их вклад в общем энергопотреблении мира 
составляет, как указано выше, около 7 %. Создание крупных ГЭС требует 
огромных затрат, которые могут себе позволить только богатые страны. В 
Советском союзе были построены крупнейшие ГЭС в мире, в том числе 
Саяно-Шушенская мощностью 9 ГВт. Сейчас самая мощная ГЭС «Три 
ущелья» на реке Янцзы (18,2 ГВт) строится в Китае. В России в 2003 г. 
была, наконец, пущена первая турбина Бурейской ГЭС, которая начала 
строится еще при Советском Союзе 30 лет назад. По советскому проекту, 
на этой ГЭС предполагалось установить 8-9 турбин. 
Солнечная энергия, несмотря на огромные потоки на Землю, 
составляет ничтожную долю в энергобалансе мира. Основная причина – 
малая плотность излучения, падающая на единицу площади Земли, и ее 
зависимость от времени суток и года, облачности и т.д. За пределами 
атмосферы на каждый квадратный метр поверхности, перпендикулярной 
солнечным лучам, падает 1,356 кВт энергии. Значительная часть ее 
поглощается в атмосфере (пылью, некоторыми газами, облаками), часть 
отражается в космос (теми же облаками). Поверхности Земли достигает 
примерно 50 % от указанной выше цифры. Приблизительно половину 
времени (ночь) каждый участок Земли Солнцем не освещается. С учетом 
угла наклона поверхности Земли получается, что в среднем на 1 м
2 
приходится 200-300 Вт солнечной энергии. 
Сейчас солнечная энергия используется, в основном, в странах, 
расположенных на низших широтах, для получения горячей воды и 
отопления. В условиях России солнечные коллекторы для горячего 

---

253 
водоснабжения в летний период не окупаются даже в Краснодарском крае, 
где работают более 50 гелиоустановок общей площадью около 3600 м
2
. Но 
они позволяют экономить органическое топливо, поэтому в ряде стран 
использование солнечных нагревателей (как и вообще возобновляемых 
источников энергии) поощряется правительствами с помощью различных 
льгот и тарифов. Самый большой солнечный водонагреватель площадью 
3000 м
2 
построен около ТЭЦ в Дании в 1990 г. Он позволяет обеспечить 
горячее водоснабжение летом без сжигания топлива на ТЭЦ. Всего в 
Дании в 1990 г. эксплуатировались солнечные водонагреватели суммарной 
площадью 60000 м
2
. 
Для получения электричества за счет энергии солнечных лучей чаще 
всего используют полупроводниковые фотоэлементы, КПД которых не 
превышает 10 (редко 15) %. Лауреат Нобелевской премии Ж.И. Алферов, 
выступая в УГТУ-УПИ, сказал, что к середине столетия КПД 
гетерофазных полупроводников достигнет 40 %. При КПД = 0,15 для 
получения одного киловатта электрической мощности в среднем за сутки 
требуется поверхность фотоэлементов, равная 1 : (0,3 · 0,15) ≈ 20 м
2
. Это 
дорого. 
Электроэнергия от гелиоустановок стоит примерно в 6 раз дороже, 
чем от сжигания органического топлива, но правительство ряда стран 
опять-таки поощряют такие проекты. Всего на планете установлено 
фотоэлектрических преобразователей на суммарную мощность примерно 
500 МВт. Для сравнения напомним, что Рефтинская ГРЭС в Свердловской 
области имеет мощность 3800 МВт. Самая крупная электростанция на 
полупроводниках имела мощность 12 МВт. Она была установлена на 
станции для полета к Марсу, запущенной в СССР. Наземная солнечная 
электростанция в Баварии мощностью 10 МВт занимает площадь 24800 м
2 
(т.е. грубо 0,5x0,5 км), строится станция мощностью 11 МВт (в 
Португалии), есть проект станции 15 МВт (Южная Корея).