Одним из самых эффективных средств решения данной проблемы является использование возобновляемых источников электроснабжения на основе солнечной энергии.

Солнце дает нам огромное количество доступной энергии, поступающей на Землю, большей чем энергия всех мировых запасов угля, газа, нефти, превышающей энергетические потребности человечества во много раз. Использование лишь малой части этой энергии позволило бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики. Достоинства технологий, использующих энергию солнца, заключаются в том, что при работе солнечных установок практически не выделяется тепло в приземные слои атмосферы, не происходит загрязнения воздуха.

Основной частью солнечной установки является фотоэлектрические элементы, предназначенные для преобразования лучистой энергии Солнца в электрическую энергию постоянного тока. Простейшая конструкция солнечного элемента собрана на основе монокриcталлическoгo кpeмния. На небольшой глубине от пoверхности кpeмниевой плacтины p-типа cфoрмирован p-n-переход с тoнким металлическим контактом. На заднюю сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт.

Одним из главных недостатков фотоэлектрических элементов является низкий КПД, около 20%. Однако среди рядовых производителей фотоэлектрических элементов выделяются некоторые компании, которые достигали КПД выше 40%. Так в 2009 году компания Spectrolab разработала фотоэлемент с КПД 41,6%, а в 2013 году Sharp продемонстрировала трёхслойный фотоэлемент размером 4 мм на 4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4%.

Таким образом солнечная энергетика с каждым годом становится актуальнее. Во-первых, она доступна в любой точке Земного шара, различаясь по плотности потока излучения не более чем в два раза. Во-вторых, это почти неисчерпаемый источник энергии, который будет доступен на протяжении многих тысяч и миллионов лет. В-третьих, это экологически чистый источник энергии, который практически не может негативно влиять на экологию Земли. Поэтому этот вид энергии является перспективным и экологичным, он отвечает интересам в плане энергетической независимости и технологичности

Для использования солнечной энергии применяются солнечные батареи. Их эффективность определяется количеством солнечной энергии, попадающей на единицу площади солнечной панели, то есть инсоляцией. которое попадает на квадратный метр поверхности земли в течение суток. Зная уровень солнечной инсоляции в конкретном регионе, можно определить целесообразность использования солнечных панелей в данном регионе. Ниже представлена карта инсоляции России [1].

Рисунок 1. Карта инсоляции России.

Таким образом лучше всего использовать солнечные станции в регионах с наибольшей продолжительностью солнечного сияния. К ним относятся Краснодарский край, Ростовская обл., Республика Дагестан, Ставропольский край, Астраханская обл., Волгоградская обл., Саратовская обл., Самарская обл., Оренбургская обл., Челябинская обл., Курганская обл., Омская обл.,  Новосибирская обл., Республика Алтай, Алтайский край, Республика Тыва, Республика Бурятия, Забайкальский край, Амурская область, Приморский край, Хабаровский край, Республика Саха и Магаданская обл.

Ветроэнергетика подразумевает преобразование кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую энергию. Такое преобразование осуществляется с помощью ветрогенератора. К достоинствам ветровой энергетики относятся: экологичность, эргономика (ветровые электростанции занимают совсем немного места), возобновляемость. Так же ветровая энергетика – лучшее решение для труднодоступных мест. Для удалённых мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и более дешёвым решением.

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается в более чем 40 млрд. кВт/ч электроэнергии в год. Развитие ветровой энергетики в России рассматривается в рамках правительственной программы использования возобновляемых источников энергии и является одним из важных направлений развития российской электроэнергетики. Мощность, которую развивает ветрогенератор, в первую очередь зависит от скорости ветра в месте установки. Воспользуемся атласом ветров А.Н. Старкова [2].

В данном атласе впервые осуществлено построение Ветрового атласа России с использованием следующих данных: статистики распределения ветра по 8-16 направлениям в течение 10-15 лет от 332, метеостанций России; информации о расположении станций, высоте и типе анемометров; цифровых карт местности. Таким образом, в соответствии с данными Атласа ветров России наиболее перспективными с точки зрения развития ветроэнергетики являются следующие: Ставропольский край, Мурманская обл., Мордовия, Чувашия, Марий Эл, Ростовская обл., Калмыкия, Челябинская обл., Курганская обл., Омская обл., Новосибирская обл., Алтайский край, Приморский край, Хабаровский край, Магаданская обл., Камчатский край, Ненецкий АО, Ямало- Ненецкий АО, Красноярский край, Чукотский АО, Сахалинская обл.

То есть особой концентрацией ветропотенциала отличаются побережья Тихого и Арктического океанов, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саян.

Совместное использование солнечной и ветроэнергии возможно в Саратовской области, Челябинской области, Оренбургской области, Алтайском крае, Республике Бурятия, Приморском крае, Хабаровском крае, Магаданской области.

Можно сделать вывод, что с учётом имеющейся энергетической системы и инфраструктуры, солнечные и ветроэлектростанции можно использовать для снабжения энергией труднодоступных населенных пунктов, к которым не выгодно вести линию от имеющейся энергосистемы. Это даст толчок в развитии этих районов. Так же солнечные и ветроэлектростанции можно использовать как резервный источник энергии в развитых районах России.