Zrozumienie nowego pomysłu: czy sprawi, że alternatywna energia stanie się popularna i pomoże oszczędzać energię elektryczną?
PŁYTKI CUDÓW
Elon Musk ogłosił rozpoczęcie przyjmowania zamówień … na płytki solarne. Ta propozycja rozwaliła mózgi milionów właścicieli domów na całym świecie i jest pełna rewolucji na rynku budowlanym. Bo teraz za te same pieniądze możesz albo po prostu kupić dach, albo możesz kupić ten sam dach, ale również generuje prąd. Płytki solarne kosztują mniej więcej tyle samo, co standardowe płytki ceramiczne. Fantastyczne obliczenia zostały opublikowane na stronie internetowej Tesla Motors, ulubionego pomysłu Elona Muska. Przez 30 lat (tak długo, jak ważna jest gwarancja), dach słoneczny standardowego domu może generować energię elektryczną za 52,900 USD (patrz schemat) To wystarczy, aby zainstalować super-akumulator PowerWall (trzeba gdzieś przechowywać kilowaty energii słonecznej) i poczuć się jak osoba absolutnie wolna! Od teraz nie jesteś zależny od firm,którzy sprzedają gaz, ciepło i energię elektryczną. Prawie wszystkie korzyści płynące z cywilizacji otrzymasz za darmo!
Schemat unikalnej baterii słonecznej. Zdjęcie: DMITRY POLUKHIN / kp.ru
„GOSPODARKA BĘDZIE GŁĘBOKA”
Jak to działa? Jakiego rodzaju wiedzy użył Musk? Z tymi pytaniami zwróciliśmy się do Pavela Troshina, profesora z Instytutu Nauki i Technologii w Skolkovo (Skoltech).
Film promocyjny:
- W zasadzie nie ma tu rewolucji technologicznej - wyjaśnia Pavel Anatolyevich. - Bazuje na panelach słonecznych HIT, które są produkowane przez firmę Panasonic. Pomysł wykorzystania paneli jako pokrycia dachowego w domach prywatnych również nie jest nowy. Ale takie projekty nie otrzymały dużej dystrybucji. Nowością podejścia Muska jest to, że wykonali panele słoneczne w postaci płytek. To jest wygodne. Ponieważ korzyści są całkiem przyzwoite: oszczędzamy zarówno na materiale, jak i na pracy. Bo w standardowym schemacie najpierw pokrywamy dach dachówką lub innym standardowym materiałem, a następnie na wierzch mocujemy panele słoneczne, które solidnie stoją i dużo ważą, przez co cała konstrukcja jest cięższa …
Musk twierdzi, że dzięki temu posunięciu technologia słoneczna stanie się popularna. W końcu panele słoneczne są teraz bardziej zabawne dla techników lub fanów zielonej energii
- Tutaj wszystko rozwiązuje się za pomocą prostych obliczeń. W większości regionów mamy 12 godzin dziennych przy średnim natężeniu światła wynoszącym 50 procent mocy szczytowej. Jeśli dach ma 20 mkw. m paneli (według statystyk jest to średnia powierzchnia, jaka jest zainstalowana na domach w USA) otrzymujemy 2 kilowaty - to moc przeciętnego czajnika lub słabej grzałki elektrycznej. Dziennie możemy zgromadzić około 20 kWh. Pytanie brzmi: czy to wystarczy, czy nie? Jeśli do ogrzewania domu, to zdecydowanie za mało.
Czekaj, ale 20 metrów to bardzo mały dach, a jeśli utorujesz 100 metrów - dachówką?
- Po pierwsze dach ma słoneczną, a nie słoneczną stronę, gdzie nie ma sensu montować paneli. Po drugie, jeśli masz dach 100 metrów, powierzchnia domu wynosi 200 - 300 metrów. W konsekwencji koszty ogrzewania rosną proporcjonalnie. Pod względem wytwarzania energii nie ma zasadniczej różnicy między domem z płaskim panelem a domem z panelami słonecznymi (różnica, jak powiedzieliśmy powyżej, polega na tym, że oszczędzasz na materiałach i robociznę - wyd.). W najlepszym przypadku jest to ta sama wydajność 20% i ta sama powierzchnia. Ponieważ Musk nigdy nie był w stanie rozwiązać głównego problemu …
Który?
- To oczywiście magazyn energii.
A co z superakumulatorami Muska?
- Akumulacja energii elektrycznej w akumulatorach litowo-jonowych to najpopularniejsza i wciąż bardzo droga technologia. Gwarancja litowa
akumulatory jonowe nie przekraczają kilku lat. Całkowity koszt jest często wyższy niż cena paneli słonecznych. Panele będą działać przez 20 i 30 lat, a napędy trzeba będzie wymienić za 5 lat. Problem z oszczędzaniem energii prowadzi do tego, że autonomia takiego domu staje się bardzo warunkowa - nadal „wisisz w sieci”.
Co to znaczy?
- Panele słoneczne są aktywnie wykorzystywane i opłacają się w tych krajach, w których energii słonecznej nie można przechowywać, ale pobierać ją do ogólnej sieci energetycznej. W ciągu dnia, kiedy wszyscy są w pracy i nikogo nie ma w domu, generujemy energię za pomocą paneli słonecznych, wpompowujemy ją do sieci i otrzymujemy za to wynagrodzenie. Wieczorem pobieramy go z sieci, ale płacimy mniej. Ta tak zwana preferencyjna zielona taryfa jest stosowana w wielu krajach w celu stymulowania rozwoju energii słonecznej. Ale w Europie ta taryfa została anulowana od kilku lat.
Z jakiego powodu?
- Bo np. W Niemczech w słoneczny i wietrzny dzień energia alternatywna generuje więcej energii, niż kraj jest w stanie zużyć. I więcej, niż może zgromadzić w istniejących systemach magazynowania energii. Okazuje się, że jest to absurdalna sytuacja - Niemcy zmuszone są do odprowadzania energii poza granice kraju, a także dopłacania sąsiadom za ten prąd. Jak mówię, paradoksem alternatywnych źródeł energii, przynajmniej w Europie, jest to, że napotkali problem magazynowania energii. Obecnie jedyną tanią opcją magazynowania energii na skalę przemysłową jest wzięcie górskiego jeziora i pompowanie tam wody, gdy jest nadmiar energii. Jeśli trzeba tę energię odzyskać, woda z jeziora spływa do turbiny, która ponownie wytwarza energię. Ale to jasneże nie ma wielu takich miejsc w Niemczech ani nigdzie indziej w Europie.
Czy podchodzisz sceptycznie do energii słonecznej?
- Nie całkiem. Przez około 100 lat aktywnego użytkowania ludzkość wyczerpała ponad połowę swoich rezerw kopalnych węglowodorów. Czemu? Tylko dlatego, że ponad 50% światowej energii pochodzi ze spalania ropy i gazu, kolejne 30% z węgla, energia jądrowa stanowi około 7%, a łączny udział alternatywnych źródeł energii jest mało prawdopodobny, aby przekroczył 2%. Jeśli nie zmienimy tempa zużycia zasobów, to za 100 - 150 lat spalimy wszystkie rezerwy węglowodorów. Dlatego przejście na alternatywne źródła energii jest nieuniknione. Ale z mojego punktu widzenia lokalne rozwiązania, takie jak płytki solarne, nie zmienią zasadniczo sytuacji. Przyszłość należy do wydajnych systemów magazynowania dużych ilości energii i dużych elektrowni słonecznych. Dobrym przykładem jest niedawno otwarta elektrownia w Dubaju. Wytwarza energię elektryczną kosztem około 4 do 5 centów za kilowat. Jest to tańsze niż pozyskiwanie energii ze źródeł kopalnych.
CO JEST W ROSJI?
Skołkowo wymyśla baterię „ludową”
Czy słoneczna owcza skóra jest warta świeczki na naszych szerokościach geograficznych?
Wbrew powszechnemu przekonaniu, że pogoda w Rosji jest zbyt ponura na takie przedsięwzięcia, dla wszystkich słońce świeci tak samo.
„Wiesz, że Niemcy są jednym z flagowych źródeł energii alternatywnej” - mówi profesor Troshin. - Jednocześnie pod względem średniego nasłonecznienia Niemcy i środkowy pas Rosji są dość porównywalne. Ale w Rosji jest dużo zasobów naturalnych i ludzie nie myślą o tym, co stanie się za 100 lat. Druga strona medalu polega na tym, że w Rosji znaczna część terytorium poza Uralem nie ma scentralizowanej elektryfikacji. Energia alternatywna zapewnia tym regionom niezaprzeczalne korzyści.
Ogólnie rzecz biorąc, pojawienie się całkowicie nowych technologii może zmienić sytuację. Nie mam tu na myśli Elona Muska. Istnieją pewne osiągnięcia związane z perowskitem (minerałem ziem rzadkich odkrytym w Rosji - wyd.) Baterie słoneczne, które są obecnie aktywnie badane na całym świecie, a także aktywnie je rozwijamy w Skoltech. Ta wiedza pozwoli kilkukrotnie obniżyć koszt paneli słonecznych w porównaniu z krzemem, przy jednoczesnym zachowaniu ich wydajności. Jeśli ta technologia rzeczywiście wejdzie na rynek, może konkurować z tradycyjnymi kopalnymi źródłami energii.
YAROSLAV KOROBATOV