Οι επιστήμονες πασχίζουν να βρουν τον πιο αποτελεσματικό και λιγότερο ακριβό τρόπο, για να επωφεληθούν από την ηλιακή ενέργεια, ακόμη κι όταν… δε λάμπει ο ήλιος.
Παρότι έχουν καταφέρει να κατασκευάσουν πιο φτηνούς και αποδοτικούς ηλιακούς συλλέκτες, για να «ρουφούν» την ενέργεια από τις ακτίνες του Ηλίου, ο τομέας στον οποίο επικεντρώνονται πλέον είναι αυτός της αποθήκευσής της, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη κι όταν δεν «υπάρχει» ήλιος.
«Οι μπαταρίες που υπάρχουν σήμερα δεν μετράνε», γράφει ο Joshua A. Krisch για το popularmechanics.com.
«Πρέπει να βρούμε ένα τρόπο να αποθηκεύουμε τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας» του είπε ο καθηγητής ενεργειακών τεχνολογιών στο πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, Michael Aziz. «Αυτό είναι το μοναδικό μεγάλο εμπόδιο που αντιμετωπίζουμε, προκειμένου να μπορέσουμε να πάρουμε μεγάλο μέρος ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή» πρόσθεσε.
Μπαταρίες ροής
Ο Aziz και οι συνεργάτες του στράφηκαν προς τις κυψέλες καυσίμων για έμπνευση. Οι κυψέλες καυσίμων παρέχουν την απαραίτητη ενέργεια στις διαστημικές κάψουλες και τα αεροσκάφη, αξιοποιώντας αντιδράσεις που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε μικρά οργανικά μόρια όπως η μεθανόλη, σε ηλεκτρική ενέργεια.
Ο Aziz σκέφτηκε ότι αν μπορούσε να δημιουργήσει μια κυψέλη καυσίμων, που λειτουργεί επίσης αντίστροφα -μετατρέποντας ουσιαστικά την ενέργεια σε χημικά αντιδραστήρια- η προκύπτουσα μπαταρία ροής θα μπορούσε να αποθηκεύσει ηλιακή ενέργεια, χρησιμοποιώντας φτηνά, οργανικά καύσιμα.
Μπαταρίες ροής που βασίζονται σε ανόργανα, μεταλλικά ιόντα χρησιμοποιούνται από τη δεκαετία του 1980, σημειώνει το δημοσίευμα.
Αυτές χρησιμοποιούσαν ιόντα βαναδίου, και θα μπορούσαν να προσαρμοστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να «προσφέρουν» περισσότερες ώρες ενέργειας, αυξάνοντας απλά την ποσότητα του βαναδίου σε μια δεξαμενή αποθήκευσης.
Όμως, το βανάδιο δεν είναι φτηνό.
«Αν το μόνο που έχει να κάνει κανείς είναι να αυξήσει την ποσότητα των αποθηκευμένων χημικών, τότε είναι όλα εντάξει… μέχρι να έρθει η ώρα να πληρώσει για τις ουσίες αυτές» σχολίασε ο Aziz.
Η ομάδα του βρήκε μια λιγότερο ακριβή εναλλακτική στις κινόνες –μικρά οργανικά μόρια, που επιτρέπουν στο φυτό ραβέντι (ή ρήο) να αποθηκεύει ενέργεια.
«Κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, οι κινόνες επαναφορτίζονται ξανά και ξανά με μεγάλη αποτελεσματικότητα» εξηγεί ο Aziz. Κι ενώ το βανάδιο στις μπαταρίες ροής κοστίζει περίπου 2 σεντς ανά κιλοβατώρα, σύμφωνα με τον καθηγητή, οι μπαταρίες ροής που βασίζονται στις κινόνες ενδέχεται να κοστίζουν τελικά ¼ του σεντ ανά κιλοβατώρα.
Υδρογόνο
Βέβαια, οι μπαταρίες ροής με κινόνες δεν είναι η μοναδική πρόσφατη εξέλιξη στη «μάχη» για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας.
«Υπάρχουν πολλοί έξυπνοι άνθρωποι, που κάνουν πολλά έξυπνα πράγματα στη βιομηχανία αυτή» ανέφερε από την πλευρά του ο καθηγητής χημείας στο πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, Tom Meyer.
Πριν από λίγο καιρό ο Meyer ανακοίνωσε μια νέα στρατηγική: τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε υδρογόνο, αντί σε ηλεκτρική.
Το «κλειδί» πίσω από αυτή τη μέθοδο είναι το νερό. «Παίρνεις νερό και το διασπάς στα βασικά στοιχεία που το αποτελούν. Στη συνέχεια συλλέγεις το υδρογόνο σε μια δεξαμενή και το καις κατά τη διάρκεια της νύχτας».
Παρότι η ομάδα του Meyer εργάζεται γύρω από τη μέθοδο, ο ίδιος ελπίζει να επεκτείνει το σχέδιό του στην τροφοδότηση των νοικοκυριών με ενέργεια, για να μειωθεί το αποτύπωμα άνθρακα στο περιβάλλον.
Το φιλόδοξο σχέδιό του περιλαμβάνει τη χρήση ηλιακής ενέργειας για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθανόλη. Κατά τη διάρκεια της νύχτας τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα καίνε αυτή τη μεθανόλη ως καύσιμο, μετατρέποντάς τη ξανά σε διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο θα αποθηκεύεται για μελλοντική χρήση. Όταν θα ξαναβγαίνει ο ήλιος, η διαδικασία θα ξεκινά εκ νέου, επιτυγχάνοντας αποτελεσματική ανακύκλωση του άνθρακα, και ενδεχομένως μειώνοντας τις επιβλαβείς εκπομπές.
«Είναι ακόμη στο ερευνητικό στάδιο» ξεκαθαρίζει ο Meyer, «όμως βρισκόμαστε πολύ κοντά».
Αλάτι
Άλλες μέθοδοι αποθήκευσης της ηλιακής ενέργειας, συμπεριλαμβάνουν τη μετατροπή της σε θερμότητα, η οποία στη συνέχεια αποθηκεύεται σε ειδικές δεξαμενές αποθήκευσης.
Η εταιρεία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας Abengoa που εδρεύει στην Ισπανία, έχει ήδη κατασκευάσει πολλούς ηλιακούς συλλέκτες που αποθηκεύουν την πλεονάζουσα ενέργεια σε λιωμένο αλάτι, το οποίο μπορεί να απορροφά πολύ υψηλές θερμοκρασίες, χωρίς να μεταβάλλεται η κατάστασή του.
Η ίδια εταιρεία εξασφάλισε ακόμη ένα συμβόλαιο για την κατασκευή ενός αποθηκευτικού σταθμού αλατιού 110 mega-watt στη Χιλή, το οποίο θα πρέπει να μπορεί να αποθηκεύει 17 ώρες ενέργειας στο αποθεματικό του, σημειώνει ο αρθρογράφος.
Ανάμεσα σε όλες αυτές τις τεχνολογικές εξελίξεις –και σε αυτές που θα έρθουν- γύρω από την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας, «θα μπορούσαμε τελικά να “απαλλαγούμε” από τα ορυκτά καύσιμα;».
«Είναι πολύ δύσκολο να φανταστεί κανείς να φτάσουμε στο μηδέν, όμως προβλέπω ένα μέλλον όπου θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την τεχνολογία για να μειώσουμε δραστικά τη χρήση τους» κατέληξε ο καθηγητής Aziz.
