Как солнечная энергия может спасти Чернобыль

Зона отчуждения все еще остается закрытой Копірайт зображення Getty/Sean Gallup
Image caption Зона отчуждения все еще остается закрытой

В апреле 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции произошел ядерный взрыв.

Он привел к выбросу радиоактивных материалов в атмосферу, поэтому авария на ЧАЭС считается крупнейшей аварией в истории ядерной энергетики.

После взрыва радионуклеиды были перенесены ветрами и выпали в виде дождей, заразив тысячи гектаров земли. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС и по сей день ощущаются даже в Уэльсе.

Площадь Чернобыльской зоны отчуждения составляет 2 600 квадратных километров. Эта территория была некогда местом обитания для 120 тысяч человек, большинство из которых жили в покинутых ныне городах Припять и Чернобыль.

Зона отчуждения все еще остается закрытой, так как уровень заражения считают слишком высоким для постоянного проживания людей или ведения сельскохозяйственных работ.

Несмотря на взрыв четвертого реактора, другие три реактора ЧАЭС продолжали работать, чтобы снабжать Украину электроэнергией. Третий реактор вывели из эксплуатации только в декабре 2000 года.

Кроме нескольких наиболее загрязненных радиоактивными выбросами участков, Чернобыльская зона отчуждения уже стала сравнительно безопасной для посещения, однако находиться там можно недолго.

Из-за большого интереса к этой территории, а также ее уникального природного многообразия в 2011 году Чернобыльскую зону официально объявили открытой для туристов.

А после успешной установки нового саркофага, который законсервирует повреждённый реактор на 100 лет, здесь в недалеком будущем возобновят хозяйственную деятельность.

Копірайт зображення iStock
Image caption Города рядом с ЧАЭС были эвакуированы через несколько часов после аварии, и их жители уже больше сюда не вернулись

В начале этого года Остап Семерак - министр экологии и природных ресурсов Украины - обнародовал планы правительства по строительству в Чернобыльской зоне крупномасштабной солнечной электростанции.

"Первым этапом работы будет установка солнечных панелей общей мощностью один гигаватт, - сообщил представитель министерства. - В будущем мощности планируют увеличить".

Большое поле площадью свыше 100 гектаров, на котором установлены солнечные панели, генерирует примерно 5 мегаватт.

Для сравнения: футбольное поле Олд Траффорд, домашней арены клуба "Манчестер Юнайтед", имеет площадь менее одного гектара и могло бы генерировать 0,35 мегаватта.

Следовательно для солнечной электростанции, которая может генерировать гигаватт электроэнергии, нужна площадь, примерно равная 20 квадратным километрам. К счастью, в Чернобыльской зоне достаточно свободных площадей.

Идея строительства солнечной электростанции в зоне отчуждения имеет ряд преимуществ.

"Это решение опирается на уже имеющуюся систему линий электроснабжения, которые работают далеко не на полную мощность. Однако их размещение дает возможность подключить их к единой энергосистеме с наименьшими затратами", - сообщил представитель министерства.

Кроме высоковольтной линии передач, там также есть квалифицированный персонал, который разбирается в работе электростанции, а саму территорию на фоне остаточного радиоактивного загрязнения нельзя использовать для ведения сельскохозяйственных работ.

Солнечные панели генерируют электроэнергию от фотонов солнца, накапливая электроны в верхнем слое силиконового покрытия. Затем они переходят в нижний слой силикона, генерируя электрический ток.

"Солнечные панели достаточно сложны в производстве, но относительно просты в установке, а также устойчивы к повреждениям и износу", - рассказывает Алан Томсон, директор по глобальному развитию энергетики компании Arup.

Это делает солнечные панели идеальными для генерирования энергии в отдаленных или труднодоступных территориях.

Существует более 40 различных способов производства солнечных панелей, и хотя эффективность их работы почти ничем не отличается, некоторые из них более экономичны.

В таких случаях, как с зоной отчуждения, где много места, украинское правительство скорее всего будет искать низкозатратные методы использования наиболее устойчивых типов солнечных панелей.

Окончательное решение будет принято, как только специалисты произведут все необходимые расчеты.

Чернобыльская зона отчуждения находится почти на одной широте с южной частью Англии. Такое расположение позволяет активно генерировать солнечную энергию летом, однако зимой возможностей для этого значительно меньше.

Копірайт зображення iStock
Image caption Панели будут установлены под углом, чтобы избежать накопления снега

Однако, строительство солнечной электростанции, способной генерировать 1 гигаватт в зоне отчуждения, имеет определенные технические трудности.

Первым важным моментом будет определение точного места для расположения солнечной фермы. Здесь нужно учесть различные аспекты, первым из которых является необходимость миновать загрязненные радиацией участки.

Местонахождение таких участков уже определено достаточно точно.

Несмотря на то, что солнечным панелям не угрожает радиация, существует вероятность того, что высокую дозу облучения могут получить работающие здесь люди - во время установки панелей или других технических работ.

Поскольку радиоактивные изотопы после взрыва на ЧАЭС уже проникли глубоко в почву, инженерам следует по возможности избегать нарушения целостности верхнего слоя земли.

"Чтобы избежать сдвига почвы во время установки панелей, можно использовать винтовые сваи, которые образуют фундамент конструкции", - рассказывает Томсон.

Еще одним важным вопросом, требующим решения, является соблюдение чистоты панелей, чтобы они работали бесперебойно.

Солнечные панели должны быть установлены под углом 30 градусов, чтобы снег мог свободно скатываться вниз, очищая при этом их поверхность.

Многие виды солнечных панелей имеют специальное покрытие, предотвращающее накопление пыли.

Солнечная электростанция также требует подключения к трансформатору, который постепенно увеличивал бы выходную мощность станции до 750 вольт (таков коэффициент напряжения, используемый в энергосистеме Украины).

"Выходную мощность атомной электростанции нельзя сравнивать с мощностью солнечных панелей, - утверждает Томсон. - Необходимо установить специальную подстанцию, которая постепенно будет увеличивать потенциал преобразования энергии".

Однако, строительство новой подстанции потребует установки фундамента, что повлечет за собой потенциальное высвобождение радиоактивных элементов.

Копірайт зображення iStock
Image caption Исследователи считают, что именно отсутствие людей стало причиной стремительного роста популяций диких млекопитающих в зоне отчуждения

Также следует оценить воздействие на окружающую среду, поскольку сейчас наблюдается значительный рост интереса к флоре и фауне чернобыльской зоны.

Как оказалось, за почти 30 лет с момента трагедии в окрестных лесах значительно увеличилась популяция животных, и в этот регион стали возвращаться редкие звери, которых здесь не встречали десятки лет.

"Мы не хотели бы столкнуться с негативной реакцией защитников природы из-за вмешательства в то, что не является приоритетом для человека. А они уже проявляют к этому интерес", - отмечает Алан Томсон.

Одним из основных преимуществ солнечных электростанций является возможность удаленного контроля, когда работникам не нужно проводить осмотр оборудования на месте.

Как только определенное количество солнечных панелей будет нуждаться в замене, команда ремонтников с необходимыми запчастями отправится на участок и заменит поврежденные детали в точно указанных местах, минимизируя время, проведенное в зоне отчуждения.

Солнечная электростанция станция способна генерировать энергию солнца только в дневные часы, и это является, пожалуй, наибольшей проблемой на сегодняшний день.

Это можно компенсировать, сохраняя избыток сгенерированной в течение дня энергии.

Один из способов осуществить это - использовать мощности насосно-компрессорной станции Днестровской ГАЭС в Черновицкой области, строительство которой планируют завершить в 2017 году.

Насосно-компрессорная станция используется для хранения электроэнергии путем использования энергии гравитационного потенциала воды.

Избыток энергии в сети используется для накачивания воды в верхний резервуар.

В периоды высокого энергопотребления воду выпускают, и она крутит турбины, вырабатывающие ток по принципу гидроэлектростанции.

Копірайт зображення iStock
Image caption В Украине достаточно солнечного света летом, но зимой ситуация меняется

Заглядывая в будущее, можно сказать, что никого не удивит использование других возобновляемых источников энергии.

"Реализация проектов солнечной энергии - одно из приоритетных направлений развития зоны отчуждения", - подчеркнул представитель министерства.

"Однако не исключено использование и других источников энергии, как например: ветровая и биотопливо, если они привлекут инвесторов", - добавил он.

"На определенном этапе они захотят увидеть соединение разных видов альтернативной энергии, - говорит Томсон. - Ветряные электростанции могут генерировать электрический ток, когда не работают солнечные, например, ночью".

Однако в работе ветряных электростанций есть свои минусы, главный из которых - построение прочного фундамента на значительной глубине.

Для радиоактивной зоны отчуждения такой вариант не подходит.

Украинское правительство сейчас находится в "стадии предварительной подготовки". Ведутся переговоры с инвестиционными фирмами и компаниями-разработчиками энергоресурсов и энерготехнологий для обеспечения финансирования.

"Через 30 лет после аварии зона отчуждения может возродиться и стать центром украинского энергетического сектора", - сообщил представитель министерства.

Строительство такой огромной солнечной электростанции позволит Чернобылю осуществить попытку вернуть свой статус основного производителя электроэнергии в Украине, однако на сей раз безопасного, а также с учетом требований в области охраны окружающей среды.

Новости по теме