Як сонячна енергія може врятувати Чорнобиль

У квітні 1986 року на Чорнобильській атомній електростанції стався жахливий вибух ядерного реактора. У результаті вибуху відбувся викид частини вмісту ядра в атмосферу, що спричинило найбільшу ядерну аварію в історії.Подальше випадіння радіоактивного осаду - частина якого дісталась навіть Уельсу - створило зону відчуження навколо Чорнобиля.

Чорнобильська зона відчуження зараз має площу 2,6 тисячі квадратних кілометрів - територію, на якій колись жили 120 тисяч людей, більшість з яких - у покинутих містах Прип'ять та Чорнобиль. Зона відчуження все ще залишається закритою, тому що рівень зараження вважають зависоким для постійного проживання людей чи ведення сільськогосподарських робіт.

Попри вибух четвертого реактора, інші три реактори ЧАЕС продовжували свою роботу через те, що Україні потрібна електроенергія. Третій реактор вивели з експлуатації лише у грудні 2000 року. Крім декількох ділянок із радіоактивним забрудненням, Чорнобильська зона відчуження вже стала порівняно безпечною для відвідування, однак перебувати там можна недовго.

Через значну зацікавленість цією територією та унікальним біо-різноманіттям Чорнобильську зону офіційно оголосили відкритою для туристів у 2011 році. А після успішного встановлення нового саркофагу, який законсервує пошкоджений реактор на 100 років, на місці катастрофи скоро відновлять господарську діяльність.

На початку цього року Остап Семерак - міністр екології та природних ресурсів України - оприлюднив плани уряду побудувати великомасштабну сонячну електростанцію в Чорнобильській зоні. "Першим етапом роботи буде встановлення сонячних панелей із загальною потужністю один гігават, - повідомив речник міністерства. - У майбутньому планується збільшення потужностей".Велике поле розміром більше 100 гектарів, на якому встановлені сонячні панелі, генерує приблизно 5 мегават.Для порівняння: футбольне поле Олд Траффорда, домашньої арени клубу "Манчестер Юнайтед", має площу менше одного гектара і могло б згенерувати 0,35 мегавата. Отже, для сонячної електростанції, що може згенерувати гігават електроенергії, потрібна площа, що приблизно дорівнює 20 квадратним кілометрам. На щастя, в Чорнобильській зоні є достатньо вільної площі.

Думка про спорудження сонячної електростанції в зоні відчуження має низку переваг. "Це рішення спирається на вже наявну систему ліній електропостачання, які працюють далеко не на повну потужність. Але їхнє розміщення дає можливість під'єднати їх до єдиної енергосистеми із найменшими затратами", - повідомив речник міністерства. Крім високовольтної лінії передач, там є кваліфікований персонал, який знається на роботі електростанції, а саму територію не можна використати для ведення сільськогосподарських робіт через залишкове радіоактивне забруднення.

Сонячні панелі генерують електроенергію від фотонів сонця, накопичуючи електрони у верхньому шарі силіконового покриття. Потім вони переходять в нижній шар силікону, генеруючи електричний струм. "Сонячні панелі досить складні у виробництві, але відносно прості у встановленні й стійкі до пошкоджень і зношування", - розповідає Алан Томсон, директор з глобального розвитку енергетики компанії Arup.

Це робить сонячні панелі ідеальними для генерування енергії на віддалених чи важкодоступних територіях. Існує більше 40 різних видів технології виробництва сонячних панелей, і хоча ефективність їхньої роботи майже однакова, деякі з них більш економічні. У таких випадках, як із зоною відчуження, де є багато місця, український уряд швидше за все шукатиме низькозатратні методи використання найбільш стійких типів сонячних панелей.

Остаточне рішення ухвалять, як тільки спеціалісти здійснять всі необхідні розрахунки. Чорнобильська зона відчуження розташована майже на тій самій широті, що й південь Англії. Таке розташування забезпечує відмінне генерування сонячної енергії влітку, але значно менше взимку. Однак, будівництво сонячної електростанції, здатної згенерувати 1 гігават в зоні відчуження, має певні технічні труднощі. Першим важливим моментом буде визначення точного місця для розташування сонячної ферми. Тут потрібно врахувати різні аспекти, першим з яких є необхідність уникнути забруднених радіацією ділянок. Місцезнаходження таких ділянок вже визначене досить точно. Хоча сонячним панелям не загрожує радіація, завжди є вірогідність, що робітники, працюючи на місці чи пересуваючись територією зони, можуть отримати високу дозу опромінення під час встановлення панелей чи подальшого обслуговування.

Оскільки радіоактивні ізотопи після вибуху на ЧАЕС вже проникли глибше в ґрунт, інженерам слід по можливості уникати порушення цілісності верхнього шару. "Гвинтові палі, що мають вигляд величезних бурів, які утворюють фундамент конструкції, замість копання траншей для заливання бетону" можуть стати одним із способів встановлення панелей без зрушення ґрунту, повідомляє пан Томсон.

Ще одним важливим питанням, що потребує вирішення, є дотримання чистоти панелей, щоб вони працювали безперебійно. Враховуючи навколишнє середовище, сонячні панелі мають бути встановлені під кутом 30 градусів, щоб сніг, танучи, міг вільно сповзати униз, очищаючи при цьому їхню поверхню. Багато видів сонячних панелей мають спеціальне покриття, яке запобігає накопиченню пилу, що створювало проблеми в роботі ранніх моделей. Сонячна електростанція також потребуватиме трансформатора, який би поступово збільшував вихідну потужність від станції до 750 вольт, тому що така потужність використовується в енергосистемі України.

"Вихідну потужність атомної електростанції не можна порівнювати із потужністю сонячних панелей, - стверджує пан Томсон. - Потрібно буде встановити спеціальну підстанцію, яка поступово збільшуватиме трансформаційну здатність". Однак, будівництво нової підстанції може потребувати залиття фундаменту, що спричинить потенційне вивільнення забруднення з ґрунту.Також потрібно врахувати вплив на навколишнє середовище, оскільки спостерігається значний інтерес до біологічних видів на цій території, яка поступово відновлюється після аварії 1986 року. З часу катастрофи, коли 10 тисяч мешканців були евакуйовані, зона відчуження стала раєм для дикої природи. Популяції тварин в ній значно збільшились, а деякі рідкісні види, як, наприклад, коні Пржевальського, повернулись сюди.

"Ми б хотіли бути обережними, щоб не натрапити на неочікувані протести захисників природи через втручання у те, що не становить пріоритету для людей, але наразі вони вже виявляють до цього цікавість", - зауважує Алан Томсон. Однією з основних переваг сонячних електростанцій є можливість віддаленого контролю, коли працівникам не потрібно виконувати огляд обладнання на місці. Сонячні панелі можна перевіряти дистанційно й оцінювати їхню роботу.

Як тільки певна кількість сонячних панелей потребуватиме заміни, команда ремонтників з необхідними запчастинами вирушить на ділянку й замінить пошкоджені деталі в точно визначених місцях, що мінімізує час, проведений у зоні відчуження. Одна з найбільших проблем сонячних панелей - це те, що вони генерують енергію лише протягом дня, тривалість якого зменшується зимою.

Це можна компенсувати, зберігаючи надлишок згенерованої протягом дня енергії. Один зі способів, як цього досягти - використати потужності насосно-компресорної станції Дністровської ГАЕС у Чернівецькій області, будівництво якої планують завершити у 2017 році. Насосно-компресорна станція використовується для зберігання електроенергії шляхом використання енергії гравітаційного потенціалу води. Надлишок енергії в мережі використовується для накачування води у верхній резервуар.

У періоди високого енергоспоживання воду випускають, і вона крутить турбіни, що виробляють струм за принципом гідроелектростанції. Зазираючи в майбутнє, можна сказати, що нікого не здивує використання інших форм відновлювальної енергії. "Реалізація проектів сонячної енергії - один із пріоритетних напрямків розвитку зони відчуження", - наголосив речник міністерства. "Але не виключене використання інших форм, як енергія вітру та біопаливо, якщо вони приваблять інвесторів", - додав він."На певному етапі вони захочуть побачити поєднання різних видів такої енергії, - говорить пан Томсон. - Вітряні електростанції можуть генерувати електричний струм, коли не працюють сонячні, наприклад, уночі".

Проте, вітряні електростанції мають свої проблеми, найголовніша з яких - побудова міцного фундаменту на значній глибині. Для радіоактивної зони відчуження такий варіант не підходить. Український уряд зараз перебуває у "стадії попередньої підготовки". Ведуться перемовини із інвестиційними фірмами та компаніями-розробниками енергоресурсів та енерготехнологій для забезпечення фінансування.

"Через 30 років після аварії в зоні відчуження можливе очищення верхнього шару ґрунту, і вона стане центром українського енергетичного сектору", - повідомив речник міністерства. Будівництво такої величезної сонячної електростанції дасть змогу Чорнобилю здійснити спробу повернути свій статус основного виробника електроенергії в Україні, але цього разу безпечнішого та більш свідомого стосовно охорони навколишнього середовища.

http://www.bbc.com/ukrainian/news-38857800