Kudy dál se solární energetikou?

[karelkilian]

Dobrý den,

je tu pátek, a to už takřka klasicky znamená, že tu máme článek k přečtení, zamyšlení a případné diskuzi. Dnes se podíváme na budoucnost solární energetiky.

Přeji hezký den.
Karel Kilián

Kudy dál se solární energetikou?

Solární průmysl roste závratným tempem a díky rozmachu obnovitelné zdroje energie v současnosti zastiňuje fosilní paliva. Solární energie má však i své nechvalně známé nedostatky: v noci elektřinu nevyrábí vůbec, a když je zataženo, nevyrábí ji příliš efektivně. Solární energie prostě, jak jistě dobře víte, potřebuje slunce.

Co kdyby existovalo řešení tohoto základního problému využívání sluneční energie? Ukazuje se, že se vědci po celém světě předhánějí v hledání řešení a existuje řada nápadů, které by ho mohly přinést. Pojďme se podívat na stručný přehled několika technologií a technik, které vědci zkoumají.

„Antisolární panel“


Pokud chcete vyrábět elektřinu z mimozemského zdroje energie (tedy ze Slunce), jako je tomu u solárních panelů, ale potřebujete ji vyrábět v noci, je jednou z možností takzvaný „antisolární panel“. Tato varianta spoléhá na výrobu energie z chladu vesmíru, nikoli z teplého slunečního světla.

Zní to možná trochu divně, ale je to vědecky podložené. Podstata spočívá v tom, že večer namíříte panel do vesmíru, bude vůči němu teplejší. To způsobí, že bude vyzařovat teplo ve formě neviditelného infračerveného světla, které pak můžete zachytit a využít pro výrobu elektřiny.

„Slunce je jako zdroj energie mnohem výkonnější než to, co můžete získat z tohoto chladicího efektu, který využíváme v noci - sálavé chlazení,“ říká docent Aaswath Raman. „Z hlediska výroby elektřiny je to podle mého názoru vždy přinejlepším doplňkové.“

Jednoduchý princip

Vědci z Kalifornské univerzity v Davisu ve článku, publikovaném v odborném časopise ACS Photonics, vysvětlují, že pokud chcete vytvořit solární panel, který vyrábí elektřinu v noci, pak stačí takový, který funguje přesně opačným způsobem než běžné solární panely.

Solární panely jsou ve srovnání se sluncem chladné, takže pohlcují sluneční světlo a přeměňují ho na energii. Vesmír je velmi chladný, takže pokud k němu ze Země namíříte panel, který je relativně teplý, bude vyzařovat teplo v podobě neviditelného infračerveného světla. To umožňuje vyrábět elektřinu, přičemž podle vědců by takové zařízení by mohlo v noci vyrábět asi čtvrtinu elektřiny, kterou běžný solární panel stejných rozměrů vyrobí ve dne.

„Máte tepelnou energii přicházející ze Slunce směrem k Zemi, přičemž normální solární článek tuto energii odebírá, když se přenáší ze Slunce na Zemi. Takže v podstatě potřebujete dvě tělesa s různou teplotou a nějaký způsob přeměny této energie,“ říká profesor Jeremy Munday.

Princip pak vysvětluje takto: „To, co dělá toto noční zařízení, je podobné - prostě se vezme horké těleso a studené těleso - v tuto chvíli je relativně teplým tělesem Země a studeným vesmír. Jak toto teplo proudí ze Země do vesmíru, zařízení ho odebírá a přeměňuje na energii.“

Zachytávání více vlnových délek

Solární panely zachycují významnou část slunečního záření, ale zdaleka nezachycují všechno. Jsou skvělé pro výrobu elektřiny z přímého slunečního záření, ale nejsou tak dobré pro výrobu elektřiny během zamračeného dne.

Jedním z navrhovaných řešení tohoto problému je zachytávání neviditelného ultrafialového světla, které je přítomné, i když je zataženo, a jeho následná přeměna na viditelné světlo. To by se pak dalo využít pro výrobu elektřiny pomocí běžného solárního panelu.

„Ze slunce přicházejí záření o dlouhých vlnových délkách, které solární panel obvykle nepřeměňuje,“ říká Raman. „Vědci navrhli a ukázali způsoby, jak lze část tohoto záření přeměnit na světlo, které by solární panel mohl transformovat na elektřinu.“

Solární panely, které nepotřebují slunce

Nový vynález nachází způsob, jak obejít nestálost solární energie tím, že využívá neviditelné ultrafialové světlo, které je přítomné bez ohledu na počasí. Brzy by se tak mohla okna a stěny budov proměnit v nový bohatý zdroj elektřiny.

Koncept, pojmenovaný AuREUS (což je zkratka pro Aurora Renewable Energy and UV Sequestration), vymyslel student elektrotechniky na Filipínách Carvey Ehren Maigue. Jedná se o kombinaci organických luminiscenčních částic, jež absorbují UV záření a přeměňují ho na viditelné světlo, a solární fólie, jež pak toto viditelné světlo přeměňuje na energii.

Maigue vyvinul AuREUS transformací odpadu z ovocných a zeleninových plodin na luminiscenční materiál, který dokáže přeměňovat UV záření. Smícháním tohoto materiálu s pryskyřicí a jeho obložením solární fólií vytvořil panely podobné sklu, které mohou vyrábět překvapivé množství elektřiny.

Jeho prototyp o rozměrech 3 × 2 metry, jež nainstaloval do okna svého bytu dokáže za den vyprodukovat dostatek energie na nabití dvou telefonů. Autor tvrdí, že ve větším měřítku by tyto panely mohly umožnit, aby si budovy vyráběly veškerou elektřinu samy. Vynález v loňském roce vyhrál první cenu Jamese Dysona za udržitelnost, která je spojena s odměnou 35 000 dolarů.

Ukládání energie

Když všechno ostatní selže, existuje ještě jedno osvědčené řešení, jak obejít skutečnost, že solární panely v noci nevyrábějí energii. Přebytečnou energii lze ukládat do baterií a využít ji v době, kdy slunce nesvítí. Toto řešení je snadno použitelné prakticky kdekoli na světě.

Docent Raman je přesvědčen, že ukládání bude klíčovou součástí řešení největšího problému solární energie. V současné době ale nejsme na takové úrovni, abychom v bateriích mohli skladovat dostatek elektřiny například pro provoz města. Musíme vyvinout novou technologii baterií, která by umožnila skladovat tak obrovské množství energie.

„Dnes existují možnosti, které jsou realizovatelné a použitelné pro relativně malá měřítka. Otázkou je, jak velké rozměry můžete použít,“ říká Raman. „Rozměry se stávají docela skličujícími, když vezmeme v úvahu, kolik energie z baterií potřebujeme.“

Hledání nové technologie

Vědci zkoumají různé technologie pro ukládání energie - od průtokových baterií až po stlačený vzduch. Raman říká, že řešením problémů solární energie také nemusí být jen baterie, ale i nějaký zcela jiný nápad. Říká, že k řešení tohoto problému můžeme využít více různých technologií.

Mezinárodní tým vedený vědci z University of Wisconsin-Madison vytvořil novou verzi solárních průtokových baterií, která je účinná a má dlouhou životnost. Při výrobě nového zařízení zkombinoval několik stávajících technologií. Jedná se o solární článek spojený s redoxní průtokovou baterií, který umožňuje uchovávání obnovitelné energii v jednom zařízení.

Pro skladování se vědci spoléhají na průtokové baterie. Tato zařízení obvykle obsahují dvě kapaliny umístěné v oddělených nádržích, fungujících jako elektrolyty. Elektřina ze solárního článku nabíjí jednu z kapalin. Když je potřeba energie, obě kapaliny se ve střední komoře vzájemně ovlivňují a vytvářejí chemickou reakci, která produkuje elektřinu.

Stlačený vzduch

S nápadem využívat k uchování energie stlačený vzduch přišla již před deseti lety malá kanadská společnost Hydrostor. Princip vychází ze způsobu, jakým funguje přečerpávací vodní elektrárna. Po několika experimentech se rozhodli pro zavedenou, ale poněkud neobvyklou techniku ukládání energie známou jako skladování energie pomocí stlačeného vzduchu (CAES).

CAES existuje v různých formách již desítky let, ale teprve nedávno se stala natolik pokročilou, aby mohla být životaschopnou alternativou k bateriím a přečerpávací vodní energii. Celý princip si můžete představit jako hru na dudy -  začínáte foukáním vzduchu do komory, kam ho ukládáte ho na později. Když vám pak při hraní písničky dojde dech, stačí zmáčknout vak a vypustit část uloženého vzduchu.

To je v podstatě to, co dělají zařízení na skladování stlačeného vzduchu - jen místo hudby dodávají elektřinu (a také jsou podstatně větší než průměrné dudy). Turbína přeměňuje potenciální energii stlačeného vzduchu na elektrickou energii, kterou lze prostřednictvím sítě posílat domácností.

Jak podle vás bude vypadat solární energetika za sto let?

Zdroje: digitaltrends.com, inverse.com, fastcompany.com, newatlas.com.

[jahodovák]

Dnes se nedá odhadnout,natož vědět co bude za měsíc,nato za 100let.Čím dál je jasnější,že ekologie nemá přinést nic převratného jen ve jménu ekologie peníze tem správným lidem.Bylo již mnohokrát publikováno že vědci vymalezli přelomovou technologii a že už půjde do výroby ale nějak se jaksi někam ztratila vše je při starém,lide připlat si za cokoliv ale nic neušetři,pokud náhodou ušetříte a navíc je to ekologické, systém si vždy najde nějakou kličku,jak z vás to co ušetříte dostat,viz se již začíná objevovat zdanění elektroaut,protože někteří přichází o daně z ropáků....takže jaká ekologie....