Energia prosto ze słońca

Można ją wytwarzać wykorzystując zarówno samo światło słoneczne – jak to ma miejsce w fotoogniwach, jak i jego ciepło – do podgrzewania wytwornic pary, która następnie napędza turbiny. Z ogniwami fotoelektrycznymi zapewne każdy miał styczność, są bowiem wykorzystywane do zasilania kieszonkowych kalkulatorów, zegarków czy doładowywania akumulatorów lub bezpośredniego napędzania pojazdów lądowych, wodnych i powietrznych.

Ciągle słyszy się przecież o próbach zbudowania auta, które będzie napędzane przez silniki czerpiące energię bezpośrednio z baterii słonecznych, a nie z uprzednio naładowanych akumulatorów. W 1981 roku samolot Solar Challenger, którego skrzydła były praktycznie jedną wielką baterią słoneczną, przeleciał nad kanałem La Manche. Niestety jednak konstrukcje tego typu są ciągle mało wydajne, nie nadają się zatem do powszechnego i masowego wykorzystania

Bardziej obiecujące wydaje się być wykorzystanie słońca jako źródła ciepła, służącego do wytwarzania pary i napędzania nią turbin czyli innymi słowy zamiany energii słonecznej na elektryczną. Potrzebne są jednak do tego elektrownie o specjalnej konstrukcji. Jedna z nich powstaje niedaleko Sevilli w Hiszpanii. Zakończenie jej budowy przewidziano na rok 2012.

Jest to elektrownia typu CRS (Central Receiving System), której działanie polega na skierowaniu za pomocą systemu zwierciadeł (heliostatów) promieni słonecznych z możliwie dużego obszaru w jeden punkt, przez co można w nim osiągnąć bardzo wysoką – rzędu 400◦C. Wytwarzana w tym punkcie para kierowana jest następnie do turbiny, zaś schłodzona woda kierowana jest z powrotem do systemu.

Słoneczna Wieża w Sevilli jest pierwszą europejską elektrownią słoneczną wytwarzającą energię elektryczną dla celów komercyjnych, a więc zaopatrującą w nią także i indywidualnych użytkowników. Przewiduje się, że Wieża będzie miała moc 11 Megawatów, wytwarzanych w całkowicie ekologiczny sposób – ani atmosfera, ani gleba czy wody gruntowe i powierzchniowe wokół elektrowni nie będą ulegać skażeniu. Faktem bezspornym bowiem jest to, że – w przeciwieństwie do elektrowni konwencjonalnych – elektrownie słoneczne nie generują żadnych szkodliwych dla środowiska odpadów.

Kiedy już zakończy się budowa Słonecznej Wieży i osiągnie ona pełną moc oraz wejdzie w skład całego systemu podobnych elektrowni, będzie łącznie z pozostałymi miała 300 MW, a cały system będzie w stanie zaopatrywać w prąd 180 000 domów. Czyli z okładem całą, liczącą prawie milion mieszkańców, Sewillę

Jej nazwa nie jest przypadkowa i całkowicie oddaje istotę jej budowy – jest to bowiem wysoka na 115 metrów wieża, którą otaczać będą 624 heliostaty (zwierciadła słoneczne) z polerowanej stali, o powierzchni 120 m2 każde. Sto piętnaście metrów to 45 pięter standardowego budownictwa z wielkiej płyty (przy założeniu, że piętro ma 2,55 m wysokości). Wieżę chętnie porównuje się do Wieży Saurona z "Władcy pierścieni" Tolkiena, bardzo ją bowiem przypomina – szczególnie wtedy, kiedy na jej szczycie skupiają się odbite od zwierciadeł promienie słoneczne i wydaje się, że na ziemi rozbłysło drugie słońce.

Obecnie, na 4 lata przed ukończeniem budowy, zwierciadeł tych jest już ponad 400. Sterowane są oczywiście komputerowo i obracają się tak, by kierować w jeden punkt wieży spójną wiązkę promieni słonecznych – wieża produkuje więc prąd od wschodu do zachodu słońca. Kiedy tylko pierwsze promienie padną na zwierciadła wiązka skupionego ciepła zaczyna podgrzewać wytwornicę pary, ta napędza turbinę a wytworzony w niej prąd trafia do sieci energetycznej. Proste?

Z pozoru, bowiem jak dotąd wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach słonecznych jest prawie trzykrotnie droższe niż w elektrowniach konwencjonalnych. Wydaje się to niemożliwe, biorąc pod uwagę fakt, że energia słoneczna jest całkowicie darmowa i ogólnie dostępna. Elektrownia uzależniona jest jednak od słońca, nie produkuje energii w nocy i wtedy, kiedy niebo pokrywają chmury. Koszt jej budowy jest niebagatelny, sporo też kosztuje jej utrzymanie – by zwierciadła działały sprawnie, muszą być czyste, zmywa się je więc regularnie strumieniami wody pod ciśnieniem. System sterowania zwierciadłami również musi być pod stałym nadzorem, by obracały się one w ślad za wędrującym po niebie słońcem i precyzyjnie odbijały jego promienie w jeden punkt – tam, gdzie znajduje się system wypełnionych wodą rur, z których składa się wytwornica pary

Niemniej wśród specjalistów panuje przekonanie, że tego typu elektrownie słoneczne są przyszłością energetyki wszędzie tam, gdzie przez lwią część roku operuje słońce. Są oni zdania, że im więcej takich elektrowni będzie powstawać, tym niższy będzie koszt wytwarzania w nich energii elektrycznej. Szkoda tylko, że w naszym kraju słonecznych dni jest w sumie tyle, że budowa takich elektrowni nie jest i prawdopodobnie nie będzie opłacalna. Szkoda ze względu na prawdopodobny bardzo niski – w przyszłości – koszt wytwarzania energii elektrycznej, a także ze względu na to, że takie elektrownie niezwykle malowniczo wyglądają – Słoneczna Wieża w Sewilli stała się już jedną z atrakcji turystycznych.

W naszym kraju najprawdopodobniej nie powstaną tego typu elektrownie – o ile nie dojdzie do gwałtownego ocieplenia klimatu i nagle nie znajdziemy się w tropikach. Mimo to i tak można wykorzystywać energię słoneczną – do ogrzewania domów, podgrzewania wody czy nawet ładowania akumulatorów, które zasilają później domowe sieci elektryczne. Bez względu na kapryśną aurę i liczbę słonecznych dni w roku musi to być opłacalne, bo na domy czy nawet wielorodzinne bloki z kolektorami słonecznymi na dachach można się coraz częściej także i w Polsce natknąć.