Izazov 21. stoljeća: Učiniti solarnu energiju konkurentnom!
9.12.2008 | Objavio Ivan Szekeres pod Energija iz sunca |
Solarna energija čini se kao značajan potencijalni izvor koji bi mogao zamijeniti upotrebu fosilnih goriva za zadovoljanje naših energetskih potreba. Jedini problemi su neučinkovitost postojećih metoda pretvorbe energije i njihova cijenovna nekonkurentnost.
U.S. National Academy of Engineering (US NAE) okupila je najveće umove diljem svijeta kako bi dali odgovor na pitanje koji nas najveći znanstveni izazovi očekuju u 21. stoljeću. Okupljeni znanstvenici predložili su 14 najznačajnijih izazova, od kojih se prva tri odnose na energetiku. Prvi se odnosi na dobivanje energije metodom fuzije i dizajn fuzijskog reaktora, drugi se odnosi na pronalazak rješenja za spriječavanje ispuštanja CO2 u atmosferu, dok se treći i prema anketi najbitniji odnosi na solarnu energiju i nove tehnologije koje bi je učinile konkurentnom u odnosu na druge kako obnovljive, tako i tradicionalne izvore energije.
Činjenica jest, naime, da svega 1% ukupno potrošene energije na svijetu dobivamo direktno od sunca, dok fosilna goriva zadovoljavaju čak 85% naših ukupnih potreba za energijom. Pitanje, koje se već odavno vrti u našim glavama jest dokle ćemo svijet moći pokretati na način na kojeg ga danas pokrećemo. Solarna energija se čini kao vrlo primamljiva alternativa fosilnim gorivima, no postoje određeni inženjerski izazovi koje je potrebno razriješiti: od pronalaska učinkovitijih metoda pretvorbe energije sunca u druge korisne oblike pa sve do metoda pohrane te energije u trenucima kad solarna energija nije dostupna. Problem je, međutim, u činjenici da je iskoristivost postojećih metoda pretvorbe svega 10 do 20%, a cijena tehnologije toliko visoka, tako da je kWh električne energije dobiven iz solarnih izvora 3-6 puta skuplji od konvencionalnih izvora.
Fotografija: radiant guy (creative commons: 2.0)
Trenutno, teoretski maksimum učinkovitosti pretvorbe solarne energije uz pomoć uobičajenih fotonaponskih ćelija temeljenih na siliciju jest oko 30%, no novi materijali i inovativni načini njihove primjene eksperimentalno postižu i do 40%. Kao materijali se razmatraju i monokristali olova i selena te dvoslojne ćelije koje u jednom sloju sadrže boju koja apsorbira Sunčevu energiju, a u drugom titanov oksid koji odvodi električne naboje. Dakako obje metode su, za sada, daleko od željene razine učinkovitosti, no možda predstavljaju budućnost solarne energije.
Drugi glavni izazov su svakako metode pohrane dobivenih količina energije, budući da postojeće metode poput pumpanja vode kako bi se ista kasnije iskoristila za dobivanje električne energije ili pak korištenja velikih baterija u odnosu na količinu proizvedene energije svojim kapacitetom i učinkovitošću pohrane ne zadovoljavaju. Izazov se stoga stavlja pred znanstvenike da pokušaju pronaći metode koje će omogućiti pohranu solarne energije, a koje bi u svojoj biti oponašale biljni ciklus fotosinteze. Isto tako, kao mogućnost pohrane već se dulje vrijeme razmatraju gorive ćelije i prirodni katalizatori kako bi se pospješila učinkovitost kemijskih reakcija koje iz vode izvlače vodik.
Sve u svemu ako je zaista moguće postići gore navedene ciljeve, za budućnost naše civilizacije u energetskom pogledu zaista ne bi trebalo biti brige. I kocka je bačena…
Izvor: Leonardo Energy