Некоторые идеи, чтобы их начали рассматривать, стоит повторять дважды. Речь идет о технико-экономических идеях, то есть предложениях определенного экономического использования определенной технологии. Это один из инструментов советского планирования, примененный, в частности, при составлении Генерального плана электрификации СССР в 1932 году.
Эта идея связана с созданием крупных солнечных электростанций в тех местах, которые нельзя или трудно использовать под что-то другое. Она была впервые высказана еще в 2008 году.
В 2001 году была завершена разработка одного из крупнейших в мире открытых карьеров по добыче алмазов — трубка «Мир» в городе Мирный. После выемки последних 100 тысяч тонн руды, на южной окраине города Мирного осталась грандиозная ступенчатая воронка с внешним диаметром 1000-1200 метров, глубиной 450 метров, из которой было вынуто 165 млн. куб. метров руды.
Местная достопримечательность, вызывающая удивление и восхищение, но в целом, экономически бесполезная.
Между тем, там можно разместить мощную солнечную электростанцию. Этот район Якутии обладает довольно неплохими показателями солнечного сияния — около 2000 часов в год, примерно 45% от общего возможного количества часов солнечного сияния в год. Среднесуточный поток солнечного излучения в этом районе Якутии составляет около 100-150 Вт/кв. метр.
Преобразование солнечной энергии возможно с помощью фотоэлектрических преобразователей, более известных как солнечные элементы. КПД подобных устройств промышленного изготовления колеблется от 9 до 24%, тогда как в лабораториях достигнут уровень КПД в 44-54%. Иными словами, уже сейчас реально вырабатывать в условиях Якутии порядка 20 Вт/кв. метр из солнечной энергии в сутки или 7,3 кВт/кв. метр в год.
Трубка «Мир» выгоднее всего для размещения солнечных батарей. Во-первых, площадь, занятая трубкой, больше никак не используется, и в общем, является бесполезной. Во-вторых, конусообразная форма трубки позволяет Солнцу освещать всю северную половину трубки, начиная с восхода и заканчивая закатом. Летом солнечные лучи достигают дна трубки и освещают большую часть поверхности ее стен.
Для создания солнечной электростанции в трубке «Мир» достаточно разместить солнечные батареи по стенам уступов в наиболее освещенной ее части, то есть в северной половине. Если мы возьмем верхнюю часть трубки, три уступа, протяженностью северной стороны около 1700 метров и общей высотой около 150 метров, то в этой части трубки можно установить приблизительно 255 тысячи кв. метров солнечных батарей. Средняя часть трубки, протяженностью северной стороны около 1100 метров и высотой около 150 метров, позволяет установить примерно 165 тысяч кв. метров солнечных батарей. Нижняя часть трубки, с протяженностью северной стороны около 700 метров и высотой около 100 метров, позволяет установить примерно 70 тысяч кв. метров солнечных батарей.
Солнечные батареи могут быть смонтированы на вбитых в скальные стенки уступов трубки стальных стержнях под всей площади, с таким расчетом, чтобы была как можно меньшая вероятность повреждения фотоэлементов от осыпания скального грунта, от прорывов подземных вод, ветра и осадков. Кроме того, можно предусмотреть установку солнечных батарей под наиболее выгодным углом, так, чтобы поверхность батарей находилась перпендикулярно солнечным лучам.
По этому, весьма грубому и приблизительному подсчету, выходит, что общая площадь солнечной электростанции может составить 460 тысяч кв. метров, то есть чуть менее 0,5 кв. км. Дополнительно можно установить фотоэлементы на отвалах отработанной породы, которые окружают трубку. Это будет один из вариантов использования занятых отвалами площадей.
Таким образом, получается довольно крупный источник энергии, совершенно экологичной, без расхода топлива и без выбросов.
Эта идея достаточно хороша, чтобы ее повторить еще раз. Однако, только на трубке «Мир» дело не заканчивается. В Кузбассе по оценкам 2018 года угольными карьерами нарушено от 120 до 150 тысяч гектаров земли или примерно 15% площади Кузнецкой котловины. Рекультивация карьеров, хотя и производится, но в целом идет очень медленно, поскольку угольные компании крайне неохотно оплачивают рекультивационные работы.
Если отработанные карьеры отдать под установку солнечных электростанций с обязательством постепенно проводить рекультивацию, то проблема приведения старых угольных карьеров в приемлемый вид становится более реалистичной. Компания, эксплуатируя старый карьер для выработки солнечной электроэнергии, проводит рекультивационные работы по определенному плану, либо на основе контракта с угледобывающей компанией, либо на субсидии, или же покрывает затраты налоговыми льготами, к примеру.
Та же проблема скоро постигнет и Хакасию, в которой в последние годы угольные карьеры строятся особенно активно. Уповать на то, что карьеры будут рекультивированы, сейчас вряд ли имеет смысл. Старые методы не сработали в Кузбассе, не сработают и в Хакасии.
