Το ενεργειακό μέλλον είναι ο ήλιος

Ο ήλιος αποτελεί ανανεώσιμη πηγή η οποία μπορεί να προσφέρει ενέργεια προσιτή σε όλους τουλάχιστον για τα επόμενα πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, αφού η ακτινοβολία που φθάνει στη Γη επαρκεί να καλύψει τις ενεργειακές μας ανάγκες κατά δέκα χιλιάδες φορές. Για αυτό είναι προφανές ότι μπορεί να συμβάλει καθοριστικά στην επίλυση των προβλημάτων που οφείλονται στην ενεργειακή εξάρτηση αφού έχει πελώρια περιθώρια ανάπτυξης. Σημαντικό πλεονέκτημα της ηλιακής ενέργειας είναι ότι η χρήση της δεν προκαλεί οποιαδήποτε επιβάρυνση στην ατμόσφαιρα από εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ή άλλων επικίνδυνων ρύπων. Η ελάχιστη επίδραση στο περιβάλλον από τη δέσμευση γης ή από ενδεχόμενη αισθητική όχληση μπορούν να αντιμετωπιστούν πλήρως.
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:
(α) Με τη θερμότητα της ηλιακής ακτινοβολίας, όπως είναι τα θερμικά ηλιακά συστήματα (ή ηλιοθερμικά συστήματα) και (β) με το φως της ηλιακής ακτινοβολίας, όπως είναι τα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Τα θερμικά ηλιακά συστήματα θεωρούνται από πολλούς ως η απλούστερη μέθοδος συλλογής της ηλιακής ενέργειας, αλλά χρειάζεται καθαρούς ουρανούς και μεγάλη ηλιοφάνεια. Εφαρμόζονται κυρίως σε μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις όπου η θερμότητα της ηλιακής ακτινοβολίας συλλέγεται και χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού και κατ’ επέκταση την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη βοήθεια ατμοστρόβιλου. Για να επιτευχθούν οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για το σκοπό αυτό, η ηλιακή ακτινοβολία πρέπει με κάποιο τρόπο να συγκεντρωθεί σε ένα σημείο της συλλεκτικής επιφάνειας ή σε κάποια σχετικά μικρής έκτασης περιοχή της. Χρησιμοποιώντας λοιπόν παραβολικούς ανακλαστήρες ή κάτοπτρα, η ηλιακή ακτινοβολία συγκεντρώνεται από 10 ώς 1000 φορές περισσότερο ανά τετραγωνικό μέτρο, επιτυγχάνοντας έτσι θερμοκρασίες του θερμαινόμενου μέσου από 100 ώς 1500 βαθμούς Κελσίου. Σήμερα υπάρχουν τρεις διαφορετικές τεχνολογίες θερμικών ηλιακών συστημάτων για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας: (α) Οι παραβολικοί συλλέκτες γραμμικής εστίασης, (β) οι ηλιακοί πύργοι σε συνδυασμό με ηλιοστάσια και (γ) τα κοίλα κάτοπτρα σημειακής εστίασης (ηλιακά πιάτα).
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα χαρακτηρίζονται από την άμεση μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισμό και εφαρμόζονται εύκολα σε μεγάλης και μικρής κλίμακας εγκαταστάσεις. Ακόμη και κατά τη διάρκεια μιας συννεφιασμένης χειμωνιάτικης μέρας, με διάχυτο φως τα φωτοβολταϊκά παράγουν ηλεκτρισμό έστω και με μειωμένη απόδοση, π.χ. με απόλυτη συννεφιά τα φωτοβολταϊκά παράγουν το 5-20% της μέγιστης ισχύος τους. Αυτός ο τρόπος παραγωγής ενέργειας αντιπροσωπεύει την πιο σημαντική εξέλιξη στον τομέα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς η μέθοδος αυτή δεν έχει καθόλου κινητά μέρη, ούτε χρειάζεται σημαντική προσπάθεια για την επίβλεψης της λειτουργίας ή τη συντήρηση της εγκατάστασης. Το πυρίτιο, η πρώτη ύλη που είναι σήμερα η πιο διαδεδομένη για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών, βρίσκεται σε αφθονία, ενώ η εξόρυξή του δεν παρουσιάζει σημαντικές τεχνικές δυσκολίες. Σημαντικό πλεονέκτημα των φωτοβολταϊκών είναι ότι όλα τα επιμέρους τμήματά τους είναι ανακυκλώσιμα.
Ποια η σύγκριση μεταξύ θερμικών ηλιακών συστημάτων ηλεκτροπαραγωγής και φωτοβολταϊκών συστημάτων; Τα θερμικά ηλιακά συστήματα έχουν ψηλότερη απόδοση μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, όμως χρειάζονται περίπου τη διπλάσια έκταση για την εγκατάστασή τους από τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Επίσης τα φωτοβολταϊκά συστήματα παράγουν περισσότερη ενέργεια από αυτή που παράγεται από αναλόγου δυναμικότητας θερμικά ηλιακά συστήματα.

Περισσότερα >> H ΣΗΜΕΡΙΝΗ