Perspektywy energetyki słonecznej na świecie
Od dawna nie jest tajemnicą, że zużycie energii na naszej planecie rośnie i rośnie z roku na rok, a wskaźniki wzrostu nie są bynajmniej rozczarowujące. Jednocześnie, podobnie jak sto lat temu, paliwa kopalne są głównym źródłem energii dla ludzi na całym świecie i to pomimo faktu, że energia atomu jest opanowana od ponad pół wieku, ale udział nadal nie przekracza 10%.
Kiedy człowiek wykorzystywał energię atomową, wydawało się, że teraz to paliwo kopalne z pewnością zostanie wyparte jako główny surowiec energetyczny, ale tak się niestety nie stało.
Nawet najbardziej optymistyczne prognozy sugerują, że jeśli tempo wydobycia ropy i gazu po prostu utrzyma się na dotychczasowym poziomie, to paliwo wystarczy na kilka dekad. Węgla wystarczy jeszcze na kilka stuleci, ale ostatecznie ta droga zdecydowanie prowadzi w ślepy zaułek. A co będą musieli zrobić ludzie, gdy po prostu zabraknie paliwa w trzewiach ziemi, ale zapotrzebowanie na energię będzie nadal rosło?
Na szczęście najważniejsze źródło energii potrzebnej do życia na naszej planecie — Słońce — znajduje się 150 milionów kilometrów od Ziemi. Słońce nieustannie przechodzi reakcje termojądrowe, które pod względem energochłonności przewyższają jakikolwiek nowoczesny reaktor jądrowy. Energię tę zawdzięczamy samemu powstaniu życia, tlen jest uwalniany do atmosfery, gaz i ropa nabierają energii chemicznej, a na Księżycu tworzą się znaczne rezerwy helu-3.
Słońce daje naszej planecie 15 tysięcy razy więcej energii niż zużywa rocznie ludzkość. Głównymi zaletami energii słonecznej są powszechna dostępność i niewyczerpalność, a także bezpieczeństwo elektrowni słonecznych dla środowiska naturalnego (poza szkodami środowiskowymi na etapie produkcji tych instalacji). Do tej pory opracowano i zastosowano (w różnych skalach) około 10 sposobów zamiany promieniowania słonecznego na energię elektryczną i ciepło.
Energia, którą Słońce wysyła na Ziemię w postaci samego promieniowania świetlnego, zapewni więcej niż całe zapotrzebowanie energetyczne ludzkości. Na przykład na równiku z każdego metra kwadratowego powierzchni ziemi można uzyskać około 2,5 kW. Ale dlaczego nie skorzystać z tego bezdennego zasobu już teraz, zamiast stale spalać ropę i gaz?
To jest myśl metody bezpośredniej konwersji energii słonecznej na energię elektryczną w tej chwili są nadal bardzo prymitywne. Pomimo tego, że nauka poczyniła ogromne postępy w wielu kierunkach, wykorzystanie energii słonecznej wciąż nie jest wystarczająco wydajne.
Matowe panele słoneczne na podstawie fotodiody krzemowe pozwalają dziś na najbardziej optymalną konwersję energii świetlnej na energię elektryczną.
Panele słoneczne można również znaleźć w zegarkach elektronicznych, kalkulatorach i innych urządzeniach o niskim poborze mocy. Jednak akumulatory o znacznej pojemności do dziś pozostają drogie i nieefektywne, a ich okres zwrotu wynosi kilkadziesiąt lat.
Ale czasy się zmieniają i pojawiają się nowe materiały, metody produkcji poprawiają się z każdym rokiem, pojawiają się tanie półprzewodniki organiczne w porównaniu do krzemu, dające wyższą wydajność i rekord 37,8% został już osiągnięty.
Obiecują również inne sposoby wychwytywania energii słonecznej i przekształcania jej w elektryczność. Na przykład podgrzewanie soli lub wody, a następnie obracanie turbin generatora.Tak więc elektrownia słoneczna Crescent Dunes Solar Energy Project w pobliżu Las Vegas wytwarza do 110 MW energii elektrycznej przez 10 godzin dziennie.
Konstrukcja typu wieża o wysokości wieży 165 metrów działa na zasadzie ogrzewania skupionym promieniowaniem słonecznym zbiornika z roztopioną solą, której temperatura dochodzi do około 1000°C. Infrastruktura obiektu zawiera wszystko co niezbędne, w tym wymiennik ciepła i agregat prądotwórczy.
Światło słoneczne skupia się na szczycie wieży przez dziesięć tysięcy luster rozmieszczonych wokół niej w odległości do trzech kilometrów. Każde takie lustro ma powierzchnię kilku metrów kwadratowych, a skupiono się na wymienniku ciepła o szerokości zaledwie 30 cm.
Jak widać, perspektywy są, bo technologie nie stoją w miejscu. Oznacza to, że niedaleki jest czas, kiedy energia słoneczna stanie się jednym z kluczowych źródeł dla ludzkości.
Zobacz też w tym temacie: Rodzaje elektrowni słonecznych