Триумф солнечного века. Революция возобновляемых источников

Оглавление

Вольфганг Пальц. Триумф солнечного века. Революция возобновляемых источников

Дань Славе Солнца. Музыкальное введение

Предисловие автора

Пролог I: Прозрение будущего из 1970-х

Пролог II: От триумфа железа к триумфу Солнца

Часть 1. Солнце и мы

Глава 1. Солнечное наследство

1.1. Человек во Вселенной

1.2. Богаты солнцами звездные небеса, но наше Солнце – единственное

1.3. Энергетический механизм Солнца

1.4. Солнце, Земля и мы

1.4.1. Дети Солнца и Земли

1.4.2. Рождение Земли

1.4.3. Астероиды и кометы

1.4.4. Земля, готовая к жизни

1.4.5. Последний ледниковый период

1.4.6. Гефаисты

1.4.7. Великий потоп

1.4.8. Парадокс

1.4.9. Колыбель цивилизации

1.4.10. Угрозы астрономических бедствий

Глава 2. Энергия для жизни

2.1. Что же такое хорошая энергия?

2.2. Хороший, Плохой и Страшный

2.2.1. Что такое хорошо

2.2.2. Что такое плохо

2.2.3. Что значит страшно

2.3. Загрязнения и изменение климата

2.3.1. Загрязнение

2.3.2. Изменение климата

2.4. Как солнечные маргиналы становились энергетической индустрией

2.4.1. Традиционные возобновляемые источники энергии

2.4.2. Победное шествие угля

2.4.3. Ядерная энергетика

Часть 2. Новый век – век Солнца

Глава 3. Введение: Солнечная революция 2000-го года

3.1. Угроза ядерной войны

3.2. Общество в сомнениях о своем будущем

3.3. Герман Шеер: от политики разоружения – к солнечной политике

3.4. Экспорт немецкой солнечной революции в Китай и по всему миру

Глава 4. Возобновляемые источники энергии как мейнстрим мирового энергетического рынка

4.1. Триумф солнечной энергии

4.1.1. Мощность возобновляемых источников энергии в мире на 2018 год

4.1.2. Шекспировская драма в PV-индустрии

4.2. Возобновляемые источники энергии для отопления и транспорта

4.2.1. Биоэнергетика – мастер на все руки

4.2.2. Солнечные коллекторы тепла

4.3. Общий итог глобальных достижений

4.4. Возобновляемые источники энергии по всему миру

4.4.1. Китай

4.4.2. Возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах

4.4.3. Германия

4.4.4. Европа

4.4.5. Япония

4.4.6. Индия

4.4.7. Бразилия, Латинская Америка

Часть 3. Понимание природы, создание ноу-хау

Глава 5. Расщепление атома и создание солнечной технологии

5.1. Квантовая физика и понимание атома

5.2. От квантов к физике ядра и теории полупроводников

5.2.1. Прорыв к ядерному синтезу

5.2.2. Появление современной физики твердого тела

5.2.3. Атомная бомба и ядерные реакторы

5.2.4. Как строился новый мир полупроводников и солнечных элементов

Глава 6. Фотовольтаика

6.1. Как взорвались мировые фотоэлектрические рынки

6.3. Исследования и разработки, опыт наших дней

6.4. Оглядываясь назад: открытие PV, мир первопроходцев

6.4.1. Открытие фотогальванического эффекта

6.4.2. На пути к практичной солнечной ячейке

6.4.3. Развитие кремниевых солнечных элементов

6.5. Предвидения массового PV-производства и тернистый путь к завоеванию мировых рынков электроэнергии

6.5.1. У американских пионеров была мечта

6.5.2. Европа на старте

Глава 7. Чудесный мир энергии ветра

7.1. Развитие мировых рынков ветроэнергетики до сегодняшнего дня

7.2. Мировые технологические достижения в ветроэнергетике

7.2.1 Как все начиналось

7.2.2. Современные ветровые турбины

7.2.3. Технологические разработки

7.2.4. Пионеры ветровой промышленности

7.3. Оппозиция ветроэнергетике

7.3.1. Но не на моем заднем дворе

7.3.2. Эффект дискотеки

7.3.3. «Убийцы птиц»

Глава 8. Биоэнергия в гармонии с природой

8.1. Биосфера Земли

8.1.1. Эволюция

8.1.2. Происхождение жизни на Земле

8.1.3. Биосфера современных бактерий – большие выжившие

8.2. Биоэнергия

Часть 4. Энергия для мира

Глава 9. Солнечная энергия для выживания беднейших

9.1. Скандал одного процента

9.2. Проблема третьего мира

9.2.1. Финансирование

9.2.2. Стыковка с энергетическими опциями вчерашнего дня

9.3. Результат проблемы: миграция

9.4. Проблески надежды на триумф солнца для сельской бедноты

9.4.1. Китай, бегущий впереди

9.4.2. Распространение «солнечных домашних систем» для нужд выживания

9.4.3. Тенденции использования накопителей

Глава 10. Программы прошлого, помогающие проложить путь в будущее

10.1. Босоногий колледж в Индии – промоутер солнечного освещения

10.2. Солнечной насос для воды в странах зоны Сахеля

10.3. Подключение к интернету бедных в Центральной Америке

10.4. Спутниковая индустрия для подключения Всемирной сети

Эпилог: Жизнь в гармонии с Солнцем и природой

Приложение 1. Итоги работы

1.1. Подготовка Европы к солнечной революции

1.1.1. Программы развития солнечной энергетики в ЕС с 1970-х годов

1.1.2. Программа действий ЕС «APAS»

1.1.3. На пути к солнечно-энергетическому миру – направления работ:

1.1.4. Городское планирование – направления:

1.1.5. Регионы за пределами Европы – направления:

1.1.6. Фотогенерация – направления:

1.1.7. Перспективы биоэнергетики – основные направления работы:

1.1.8. Энергия ветра – направления работы:

2.2. Путешествия автора по миру с лекциями по возобновляемой энергетике

2.2.1. Политическое продвижение возобновляемой энергетики:

2.2.2. Доклады на конференциях по нефти и природному газу:

2.2.3. Международные встречи – промышленность, технологии, финансы:

2.2.4. Здания и города:

2.2.5. Участие автора в ассоциациях:

2.2.6. Торжества и юбилеи:

2.2.7. Поездки, участие в работе по предотвращению эскалации терроризма:

Приложение 2. Солнечные элементы и Россия

2.1. Вячеслав Андреев[21] Вклад ФТИ имени А.Ф. Иоффе в российские НИОКР наземных и космических солнечных батарей на основе полупроводниковых соединений А3В5

2.2. Евгений Теруков[22] Продвижение солнечной энергетики в России. Опыт вхождения в рынок компании «Хевел»

От переводчика и редактора книги. Александр Самсонов[24] Технологии, рождающие новый мир

Отрывок из книги

Перевод этой книги на русский язык посвящается также памяти замечательного физика Жореса Алферова (1930–2019), вице-президента Российской Академии Наук. В 1972 году Алферов был награжден Ленинской премией за те открытия, которые лишь в 2000-ом году были признаны как достижение, достойное Нобелевской премии. Почти тридцать лет понадобилось миру для осознания важности того, что устройства, созданные Алферовым на гетеропереходах полупроводников, дают возможность не только управления электронами в сверхбыстрых транзисторах, но и квантами света! Благодаря этому прорыву стали возможны миниатюрные твердотельные квантовые генераторы, фотоприемники и источники света. Алферову удалось создать первые полупроводниковые лазеры, проложить путь в космос новому поколению солнечных элементов и дать "путевку в жизнь" светодиодам, т. е. фактически всему тому, без чего просто немыслим современный мир. Зная о готовящемся издании этой книги, посвященной энергии Солнца, он хотел поддержать ее публикацию и написать предисловие, но не успел…

«Так говорил Заратустра» – симфоническая поэма Рихарда Штрауса, написанная в 1896 году и вдохновленная философским романом Фридриха Ницше с тем же названием. Первая часть произведения называется «Введение, или Восход». Музыка из поэмы использовалась в саундтреке популярного фантастического фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года».

.....

Их число, видимо, было очень невелико – порядка 5000, и они составили первичное «звездное население», которое теперь принято называть поколение III (Population or POP III), так как оно было открыто в последнюю очередь. Это население составили безуглеродные звезды, достигающие огромных масс – сотен или даже тысяч масс Солнца. Зажигаясь, эти гигантские звезды создают такое давление излучения вокруг себя, что разгоняют окружающее их вещество и в результате не могут подпитываться материей, захватываемой их полем тяготения. В результате, спустя примерно 5 миллионов лет, исходное топливо подходит к концу, звезда теряет устойчивость и происходит катастрофический взрыв; большинство звезд начального населения взорвались как сверхновые, освободив тем самым тяжелые элементы. Еще через 2 миллиона лет оставшаяся часть туманности окончательно сжалась, что привело к образованию второго поколения звезд (Population or POP II). Некоторые из этих звезд имели массу порядка 30 масс нашего Солнца (это неустойчивые красные гиганты, склонные к распаду).

В конце концов одна из этих тяжелых звезд примерно 100 000 лет спустя выбросила тот самый материал, из которого родилось современное звездное поколение (Population I), к которому относится наше Солнце и тысячи других звезд.

.....