21. mája 2022
csp

Najzvláštnejšia elektráreň budúcnosti

V strede púšte stojí vysoká veža, ktorej vrchol žiari ako malé slnko – maják v mori piesku. Okolo nej sú pravidelne usporiadané tisíce obdĺžnikov, z diaľky vyzerajú ako stany. Nie je to však hudobný festival. Tmavé obdĺžniky nie sú stany, ale zrkadlá a svietiaca veža nie je maják, ale miesto na ohrievanie tekutej soli. Nie je to hudobný festival, no aj tak je to – možno – hudba budúcnosti. Aspoň teda vo výrobe elektriny.

Začnime základným konceptom. Zoberiete veľa zrkadiel a všetky nasmerujete tak, aby odrážali svetlo do toho istého bodu. Efektívne sa tak slnečná energia z veľkej plochy koncentruje na jedno miesto a toto miestno nemá na výber nič iné, len že sa šialene zohreje – typicky na niekoľko stoviek stupňov Celzia.

Keď už máte niečo horúce, nie je problém vyrobiť elektrinu. Bežný postup je pomocou tepla zohriať vodu, ktorá vo forme pary roztočí turbíny a tie transformujú energiu do elektrického obvodu.

Typicky sú turbíny niekde inde, ako na tom horúcom mieste – v tomto prípade vrchole veže – a tak treba mať nejaké médium, ktoré krúži obvodom a tepelnú energiu prenáša od horúceho miesta k turbínam. Týmto médiom môže byť napríklad voda, ktorá má teda okrem rozhýbania turbín aj takúto úlohu.

Elektráreň s koncentrovaným slnečným svetlom. Zdroj: wiki.
Elektráreň s koncentrovaným slnečným svetlom. Zdroj: wiki.

Voda má dôležitú vlastnosť: vysokú tepelnú kapacitu. Na to, aby ste ju ohriali, musíte dodať veľa energie. Je to taká špongia na teplo. Ďalšia dôležitá vlastnosť je niekedy na úžitok a niekedy na škodu. Voda sa vyparuje a rozpína pri relatívne nízkej teplote, čo je super ak chcete rozhýbať piesty či turbíny, no menej super, ak chcete, aby vám nevybuchli trúbky, ktorými „teplo“ transportujete.

Preto sa namiesto vody občas používa soľ. Nie kuchynská, ale napríklad zmes dusičnanu sodného a draselného. Soľ si bežne predstavujete ako biely prášok či kryštály, no to platí pri izbovej teplote. Ak soľ zohrejte na niekoľko stoviek stupňov Celzia, roztopí sa a pekne tečie. Má síce trochu menšiu tepelnú kapacitu ako voda a je oveľa drahšia, no dokáže operovať pri vhodnejšom intervale teplôt a jej pary nemajú tak vysoký tlak. Nevýhodou je, že ak soľ vychladne, stuhne a treba ju znovu roztopiť.

Ako sa takémuto konceptu elektrárne darí? Technológie sa zlepšujú, pribúdajú investície aj celkový vygenerovaný výkon. Klesá cena vyrobenej energie a má to jediný problém – klesá pomalšie, ako cena energie vyrobenej z fotovoltických článkov.

Uvažuje sa nad tým, že by takéto elektrárne mohli tvoriť v roku 2050 až 25% svetovej energie. Prečo, ak cenovo zaostávajú za fotovoltikou? Lebo noc.

V noci nesvieti svetlo a tak sa neprodukuje energia. Pri elektrárňach so solárnymi článkami sa to dá riešiť batériami. Batérie sú však drahé, zaberajú miesto a vyrábajú sa z ťažko získateľných materiálov. Pri kvalitnej „soľnej“ elektrárni však batérie nepotrebujete, soľ je vyhriata a dokáže tak produkovať energiu až do rána! Zdá sa to byť drobný detail, no je to veľká vec – z procesu vypadne najotravnejší článok! Z celého tohto článku je toto úplne najdôležitejšia informácia. Solárna elektráreň, ktorá produkuje energiu aj v noci.

Stanú sa elektrárne s koncentrovaným svetlom hitom budúcnosti? Ťažko povedať. Je to však krásna ukážka rozmanitosti môžu byť nízkoemisných spôsobov vyrábania elektrickej energie. Stále máme čo objavovať, testovať a zdokonalovať. Aj keď, čas nás tlačí.  

[Samuel]

PS: Titulný obrázok pochádza z Google maps.

Pridaj komentár