Аналіз інноваційних технологій сонячної генерації в контексті декарбонізації повоєнної економіки України

Abstract

Одним з найважливіших чинників забезпечення декарбонізації економіки та усіх сфер діяльності людства і України, зокрема, є відновлювані джерела енергії (ВДЕ). Серед них особливо вирізняється сонячна генерація або фото-, геліо- енергетика. При цьому Сонце та сонячна енергія — основа життя та невичерпне, найбезпечніше і найекологічніше джерело енергії для людства на віддалену перспективу. Сонячна енергія поширюється, в основному, у вигляді тепла (інфрачервоний ІЧ-спектр) та світла (видимі довжини хвиль). Вона виникає на Сонці в результаті термоядерного синтезу ядер водню (дейтерію, тритію) у важкі ядра гелію, після чого через дефект мас виділяється неймовірно ве-личезна енергія в 7 МеВ на один нуклон. Потік сонячної енергії становить 3,9·1026 Вт, з якого близько 1,7·1017 Вт досягає Землі. Сонце випромінює щодня у напрямку нашої планети 960 мільярдів кВт·год безкоштовної енергії. Така її кількість теоретично може забезпечити енергетичні потреби людства протягом тривалого часу. У статті проаналізовано інноваційні технології сонячної генерації з пози-цій декарбонізації (девуглетизації), зокрема, для повоєнного відновлення економіки України. Водночас декарбонізація — це обмеження видобутку вуглецевмісних речовин і відповідних природних ресурсів, а також зменшення обсягів викидів парникових газів, зокрема і вуглецевмісних та сажових часток. Альтернативою цьому є всебічне впровадження ВДЕ, і насамперед СЕС. Зазначено, що основою для фотовольтаїки є монокристалічний, іноді полікристалічний та аморфний кремній. Проаналізовано також нові композиції напівпровідників, які є менш затратні, але проблематичні з погляду реалізації у промислових масштабах. Підсумовано, що економіка повоєнної України має відновлюватись виключно в контексті природоохоронних технологій декарбонізації, а також завдяки всебічному розвитку інди-відуальних СЕС та інших ВДЕ.

One of the most important factors in ensuring the decarbonization of the economy and all spheres of human activity is renewable energy sources (RES). Among them, solar generation or photo- and solar energy stand out. At the same time, the Sun and solar energy are the basis of life and an inexhaustible, safest and most ecological source of energy for mankind in the long term. Solar energy propagates mainly in the form of heat (infrared IR spectrum) and light (visible wavelengths). It occurs on the Sun as a result of thermonuclear fusion of hydrogen nuclei (deuterium, tritium) into heavy helium nuclei, after which an incredibly huge energy of 7 MeV per nucleon is released due to a mass defect. The flux of solar energy is 3.9⋅1026 W, of which about 1.7⋅1017 W reaches the Earth. The sun emits 960 billion kWh of free energy every day in the direction of our planet. Such amount of it can theoretically provide the energy needs of mankind for a long time. The article analyzes innovative technologies of solar generation from the standpoint of decarbonization, in particular, for the post-war recovery of Ukraine's economy. At the same time, decarbonization means limiting the production of carbon-containing substances and natural resources, as well as reducing the amount of greenhouse gas emissions, including carbon-containing and soot parti-cles. An alternative to this is the comprehensive implementation of RES, and, first of all, solar power plant. It is claimed that the basis for photovoltaics is monocrystalline, sometimes polycrystalline and amorphous silicon. New compositions of semi-conductors are also analyzed, which are less costly, but problematic from the point of view of implementation on an industri-al scale. It is concluded that the economy of post-war Ukraine should be restored exclusively in the context of environmental protection technologies of decarbonization, as well as comprehensive development of individual solar power plants and other renewable energy sources.