Согласно энергетической стратегии России на период до 2030 г. вовлечение объектов ВИЭ в топливно-энергетический комплекс страны является важной задачей. В настоящее время возобновляемая энергетика стала мировым трендом. Обоснованность использования возобновляемых источников энергии определяется экономической эффективностью и конкурентоспособностью в сравнении с традиционными энергетическими ресурсами.
Это объясняется такими факторами, как:
1) неисчерпаемость ВИЭ;
2) отсутствие необходимости в транспортировке;
3) экологическая безопасность;
4) отсутствие топливных затрат [1].
Неисчерпаемость использования солнечной энергетики обусловлена тем, что солнечное излучение – неиссякаемый источник возобновляемой энергии на Земле, во много раз превосходящий ресурсы всех других источников энергии. По оценкам Минэнерго России, сделанным в 1994 г., валовые ресурсы солнечного излучения в России равны 7,07 × 106 ТВт∙ч/год [2]. Однако рассматриваемое направление энергетики все еще является слабым соперником для объектов традиционной генерации, и это в первую очередь связано с рядом проблем, которые еще не решены. К ним относятся:
1. Необходимость дальнейшего повышения КПД для сокращения площади полей фотоэлектрических панелей (ФЭП) в связи с ростом стоимости земельных участков, которые требуется отчуждать под солнечные электрические станции (СЭС). Чтобы получить более существенные преимущества для СЭС в сравнении с ТЭС, АЭС и ГЭС, необходимо стремиться к повышению КПД до 30–40% без удорожания ФЭП, для этого есть определенные предпосылки [3].
2. Повышение долговечности ФЭП со снижением деградации их характеристик не более чем до 3–5% за 30– 50 лет работы (сегодня – 15–20%). Такая возможность существует, если исключить применение, например, тедларовых пленок для упаковки и герметизации ФЭП, заменив их стеклом.
3. Решение вопросов очистки фронтальной поверхности ФЭП от загрязнений: мойка больших поверхностей полей ФЭП на крупных СЭС – трудоемкий и дорогостоящий процесс.