Elektrownia na smyczy, czyli zielona energia na wyciągnięcie dwudziestokilometrowego kabla
Energia promieniowania słonecznego pozwala żyć wszystkim organizmom na Ziemi, a dodatkowo po przetworzeniu może zasilać sprzęty elektroniczne stworzone przez człowieka. Niestety już 30% promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi odbija się od atmosfery i zostaje rozproszone. Z pozostałymi 70 procentami nie do końca potrafimy sobie poradzić, ale naukowcy z NextPV mają ciekawy pomysł na zwiększenie efektywności paneli fotowoltaicznych. Pracują oni nad prototypem balonów solarnych, które zbierałyby energię Słońca wysoko ponad chmurami.
Energia słoneczna jest darmowa, nieskończona (przynajmniej patrząc z perspektywy człowieka), a do tego jej część docierająca na naszą planetę przewyższa obecne zapotrzebowanie ludzkości aż 10 000-krotnie.
Nie pozostaje nic innego, tylko z niej skorzystać. Niestety nie jest to takie proste. Panele fotowoltaiczne nie zawsze mogą pracować z pełną efektywnością. Przeszkodą są np. chmury, które zawsze odcinają dostęp do słońca. Panele pod chmurami nadal mogą pracować, ale ich wydajność znacznie spada.
W takim razie jak pozbyć się chmur? Dotychczas sprawdzonym sposobem było budowanie wielkich elektrowni słonecznych na obszarach, gdzie chmury praktycznie się nie tworzą, czyli np. na pustyniach. Obecnie największym tego typu obiektem jest elektrownia Solar Star w hrabstwie Los Angeles w Kalifornii. Jest moc nominalna to 579 MW. Dla porównania, maksymalna moc elektrowni węglowej w Bełchatowie (największej na świecie elektrowni wytwarzającej energię elektryczną z węgla brunatnego) wynosi 5420 MW.
Wzniesienie się powyżej chmur
Co jakiś czas regularnie powraca pomysł utworzenia podniebnej elektrowni słonecznej, która działałaby powyżej poziomu chmur. Tym razem nad tą koncepcją pracuje międzynarodowe grono naukowców z NextPV. Zaprojektowali oni balony pokryte panelami fotowoltaicznymi, które mogłyby unosić się na wysokości 20 km, czyli znacznie powyżej wysokości występowania chmur.
Dzięki temu panele mogłyby pracować niezależnie od warunków pogodowych panujących pod nimi, a ponadto efektywność wzrosłaby z uwagi na rozrzedzoną atmosferę. Naukowcy planują też zastosować ogniwa paliwowe, które gromadziłyby energię słoneczną za dnia, a oddawałyby ją do sieci nocą.
Balony byłyby połączone z ziemią przy użyciu długiego kabla, co jest rozwiązaniem dość kłopotliwym. Przede wszystkim waga dwudziestokilometrowego kabla jest naprawdę spora, a poza tym taka konstrukcja byłaby narażona na uszkodzenia, spowodowane np. przelatującymi ptakami. Mimo wszystko NextPV już planuje uruchomienie prototypu takiego balonu.
Póki co pomysł brzmi jak wyciągnięty z filmu science-fiction, ale w świecie energetyki pojawiają się jeszcze ciekawsze koncepcje.
Kolejnym krokiem po pozbyciu się problemu chmur może być… pozbycie się nocy
Już od lat 70. naukowcy snują wizje budowy stacji solarnych w kosmosie, na orbicie Ziemi. Stacja mogłaby krążyć po orbicie w taki sposób, by zawsze była zwrócona w stronę Słońca, niezależnie od pory dnia, pór roku, czy pogody. Kolejną zaletą tego rozwiązania byłoby całkowite wyeliminowanie wpływu atmosfery ziemskiej, co przełożyłoby się na większość wydajność.
Niestety, jeszcze przez długi czas taka koncepcja nie będzie możliwa do zrealizowania z uwagi na problem w transporcie energii na Ziemię. Jeden z pomysłów zakłada przesyłanie energii poprzez mikrofale, które byłyby odbierane przez specjalną antenę na Ziemi. Tutaj jednak koncepcja rozbija się o rzeczywistość. Koszty budowy i wyniesienie takiej stacji na orbitę na razie są zbyt wysokie, by projekt miał ekonomiczne uzasadnienie.
Musimy coś wymyślić, bowiem stoimy u progu rewolucji w transporcie
Poprawienie efektywności pozyskiwania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii jest bardzo ważnym zagadnieniem, a z biegiem czasu będzie jeszcze ważniejszym. W codziennym życiu nie poradzilibyśmy sobie długo bez prądu, a przecież z każdym kolejnym rokiem kolejne gadżety i urządzenia domowe są zasilane energią elektryczną. Dwa lata temu prąd w łazience służył mi tylko do zasilania żarówki i ew. suszarki do włosów. Dziś ładuję szczoteczkę elektryczną i golarkę. Co będzie za kolejne dwa lata?
To jednak nic w porównaniu z wielkim przewrotem, który powoli zaczyna się w branży motoryzacyjnej. Jestem przekonany, że dni silników spalinowych są już policzone. Producenci samochodów najchętniej już teraz przerzuciliby się na auta elektryczne, ale nie jest to takie proste z uwagi na wpływy koncernów paliwowych, jak i światowych mocarstw, których gospodarki często opierają się na wydobyciu i sprzedaży paliw kopalnych.
Mimo wszystko samochód elektryczny w żadnym wypadku nie jest rozwiązaniem problemu spalin. Są na świecie obszary (np. Skandynawia), gdzie faktycznie większość energii elektrycznej jest produkowana z „zielonych”, odnawialnych źródeł. Polska niestety do nich nie należy. W naszym kraju znaczna większość prądu jest produkowana w elektrowniach węglowych, czyli powstaje ze spalania węgla.
Samochód elektryczny w Polsce jest więc de facto znacznie mniej ekologiczny, niż np. w Finlandii. Owszem, jeżdżąc po mazurach nie będziemy zatruwali naturalnych zielonych terenów, ale za to elektrownie na Śląsku będą musiały pracować na wyższych obrotach.
Jeśli chodzi o pozyskiwanie energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych, Polska nie jest na szczególnie szczęśliwej pozycji. Warunki pogodowe w naszym kraju pozostawiają wiele do życzenia, dlatego pomysł z balonami solarnymi mógłby się dobrze sprawdzić właśnie u nas. Oczywiście przy założeniu, że całość takiej inwestycji byłaby opłacalna ekonomicznie.
