Концентрированное солнце. В Китае переходят на солнечную энергию, и это проблема

Концентрированное солнце. В Китае переходят на солнечную энергию, и это проблема

В китайской провинции Ганьсу компания Three Gorges Group планирует к полноценному запуску первый в мире гелиоконцентратор — термальную солнечную электростанцию с двумя башнями-приемниками и пересекающимися полями зеркал. Ее мощности будет достаточно, чтобы круглый год снабжать энергией какое-нибудь карликовое и энергоемкое государство, хотя нужно еще найти место для развертывания всей инфраструктуры. Правда, в Китае, судя по всему, не слишком довольны тем, как много энергии вырабатывается в стране.

«Первая в мире» такая электростанция

Но что такого в китайской электростанции, уже готовой вырабатывать миллиарды кВт·ч в год?

Внешне «фабрика по производству энергии» выглядит обычно для сооружений подобного типа (в частности, очень походит на американские аналоги), однако вместо привычной одной башни — приемника солнечного света здесь размещены две с пересекающимися «полями» зеркал. Они и отражают свет (точнее, энергию) в каждую из башен. В этом и кроется отличие от подобных проектов: солнечно-топливная электростанция с двумя башнями-концентраторами и двумя полями зеркал давно работает в пустыне Мохаве в США и даже, видимо, закроется в 2026-м. В случае с китайской станцией концентрические круги пересекаются, что позволяет выбрать более эффективное положение зеркал для одной или другой башни одновременно.

 

Высота каждой башни составляет 200 метров, а количество зеркал в общей сложности — около 30 000 на 800 000 квадратных метрах с заявленной отражаемостью до 94%. При выходе на полную мощность эта электростанция может вырабатывать в год 1,8 млрд кВт·ч, а за счет пересекающихся полей эффективность нового проекта выше на 24%, чем у аналогов. По крайней мере, так следует из репортажа государственных СМИ Китая.

Для справки: в отличие от более привычных фотовольтаических панелей — тех, которые сразу преобразуют солнечный свет в электрическую энергию (и такие можно найти в калькуляторах, например, или на крышах энергоэффективных домов), — используемые здесь зеркала образуют так называемый гелиоконцентратор. Говорят, такой же принцип был и у зеркал Архимеда, с помощью которых якобы подожгли деревянные корабли римской армии.

То есть само название гелиоконцентратора отражает — в прямом и переносном смысле — принцип его действия: зеркала выстроены по кругу так, чтобы концентрировать энергию, приходящую от Солнца, проецируя ее на «приемник».

«Приемник», в свою очередь, представляет собой один из типов солнечной печи. В них, кстати, сталь не плавят, а используют для более наукоемких процессов — например, получения водорода из метана. В ранних конструкциях сфокусированную с зеркал энергию направляли на нагрев воды, теперь чаще используют иные химические соединения: жидкий натрий или комбинированный состав из нитрата калия и нитрата натрия. Минус этой конструкции в целом — высокая температура, которая может буквально поджарить пролетающих мимо птиц.

Одейлийская солнечная печь. Фото: Alastair Philip Wiper

Солнце вместо угля

Солнечная энергия здесь выступает в качестве заменителя да хоть того же угля, так как используется для нагрева и расплавления определенного химического соединения, в данном случае — специально подготовленной соли. В упрощенной схеме все происходит как с водой: состав нагревается, не доходя до точки кипения, передает тепло воде или нагревает ее «напрямую», создается пар, который используют для приведения в действие общей для двух башен турбины. Турбина, в свою очередь, приступает к генерации электричества.

Видео индийских инженеров показывает, как примерно работает такая система:

Расплав термической соли выступает и как хранилище тепловой энергии (не только в китайской электростанции), собранной днем, потому станция продолжает выработку электричества и при отсутствии солнца, то есть ночью, запаса хватит на сутки. Как это работает? В инфраструктуре предусмотрены два огромных «бака» с расплавленной солью.

Температура ее кипения составляет около 600 градусов по Цельсию, то есть нагреть ее можно значительно сильнее, чем воду, без перехода в газообразное состояние. Именно это и делает расплав соли «хранилищем» энергии: до тех пор, пока его температура не снизится до уровня, необходимого для поддержания образования пара с нужными характеристиками (а это все же заметно выше 100 градусов), турбина будет работать.

Однако от «обычных» солнечных панелей в этом проекте не отказались, их также намерены использовать наравне с ветровыми установками. Получится эдакий монструозный комбайн по выработке энергии, разве что гидроэлектростанции будет не хватать. И именно с учетом всех компонентов можно будет говорить о заявленном объеме получаемого электричества.

Фото: Xinhua, иллюстративное

Само собой, не обошлось и без упоминания «зеленого» преимущества этой электростанции: в проекте она позволит сократить выбросы углекислого газа на 1,53 млн тонн. И китайские специалисты уверены в том, что дизайн может не ограничиваться парой башен, к ним можно добавить дополнительные для дальнейшего наращивания мощности с повышенной эффективностью.

По состоянию на август 2025 года, полноценный запуск новой электростанции планировался «в ближайшие месяцы», но пока вестей не поступало.

Много солнечных электростанций — плохо?

Кстати, если заглянуть в рейтинг самых мощных солнечных электростанций в мире, то первые десять строк (на самом деле, больше) занимают китайские, а значительная их часть была введена в строй в 2024 году. Причем цифра в 1,8 млрд кВт·ч, упоминавшаяся выше, на фоне этих проектов меркнет: Илон Маск как-то не сдержался и прокомментировал новость о запуске «солнечной фермы» рядом с Урумчи с заявленным годовым производством энергии на уровне 6,09 млрд кВт·ч словом «вау»:

Прокрутить вверх