Czy wykorzystanie i przechowywanie energii słonecznej jest stuprocentowo opłacalne i odnawialne?

W ISPRO przyjrzyjmy się rzeczom nieoczywistym dotyczącym tematu wykorzystania energii słonecznej.

Ceny paneli spadają, a wydajność instalacji wzrasta. Wszyscy wokół trąbią, że energia z paneli słonecznych jest ekologiczna i czysta, ale rzadko kto wspomina, że do produkcji paneli wykorzystywane są szkodliwe substancje chemiczne. Mimo że jest to wykorzystywane w kontrolowanych warunkach i na małych obszarach, aby zminimalizować szkodliwość, to jednak jest to fakt. Chociaż zwykle myślimy o energii odnawialnej w kategoriach jej źródeł, takich jak turbiny wiatrowe i panele słoneczne, to tylko połowa obrazu. Idealnie byłoby połączenie energii odnawialnej z jej odnawialnym i ekologicznym magazynowaniem.

Nowy system przechowywania energii z fotowoltaiki

Wykorzystanie mocy słońca przez dłuższy czas poprzez systemy przechowywania to inteligentne rozwiązanie w zakresie produkcji czystej energii. Magazynowanie energii, aby wykorzystać ją w przyszłości to genialny ruch mający na celu dodatkowo zwiększyć opłacalność instalacji fotowoltaicznych. W połączeniu z panelami fotowoltaicznymi baterie słoneczne dają możliwość przechowywania, kontrolowania i wykorzystywania energii słonecznej tak wydajnie, jak to tylko możliwe. Ale do tego oczywiście potrzebna jest instalacja tych dodatkowych baterii przechowujących energię słoneczną na dłużej.

To kolejna przełomowa rzecz w dziedzinie energii odnawialnej. Zainstalowany z nowymi lub istniejącymi komponentami, system przechowywania energii słonecznej optymalizuje całość — pozwalając Ci wykorzystać więcej energii generowanej przez własne panele słoneczne, aby jeszcze bardziej zmniejszyć zależność od sieci elektrycznej i jej dostaw w sytuacji, gdy Twoje panele wytwarzają jej za mało np. w zimie. Przechowywanie opłaci się na dłuższą metę, pomimo znacznych kosztów początkowych.

W systemach magazynowania energii słonecznej akumulatory przechowują nadmiar energii wytwarzanej przez panele fotowoltaiczne. Zaawansowane systemy solarne wyposażone w najnowsze inteligentne technologie, monitorują i przekierowują nadmiar energii do akumulatora, a nie z powrotem do sieci. 

 

Jakie są zatem wady takiego systemu?

 

Przede wszystkim problemem jest produkcja i trwałość baterii. Jeśli posiadasz np. iPhone, to wiesz, że bateria nie jest wieczna i wraz z użytkowaniem spada jej wydajność. 

Ponadto jednym z największych problemów z akumulatorami litowo-jonowymi jest ich łańcuch dostaw. Baterie zależą od litu i kobaltu. W 2020 roku około 70% światowego kobaltu pochodziło z Demokratycznej Republiki Konga. Wszelkie zakłócenia w łańcuchu dostaw mogą silnie wpłynąć na ceny i dostępność. Co więcej, do wydobycia metali potrzeba dużo wody i energii, co może powodować szkody w środowisku, a niektóre operacje wydobycia kobaltu wiążą się z pracą w warunkach, które od dawna zostały udokumentowane jako nieludzkie m.in. pracą dzieci. Eksperci wątpią, czy ceny akumulatorów litowo-jonowych spadną o ponad 30% poniżej obecnego poziomu bez znaczących postępów technologicznych. Na razie koszta wyprodukowana takich baterii, a co za ty idzie ceny, są bardzo wysokie. 

Jednakże naukowcy pracują nad opracowaniem technik recyklingu baterii litowych i kobaltowych oraz zaprojektowaniem baterii opartych na innych materiałach. Tesla planuje produkować baterie bezkobaltowe w ciągu najbliższych kilku lat. Inni dążą do zastąpienia litu sodem, który ma właściwości bardzo podobne, ale występuje w znacznie większej ilości. Kolejną rzeczą, nad którą pracują, są bezpieczniejsze — ogniotrwałe baterie. Elektrolity często zawierają materiały łatwopalne. W przypadku wycieku bateria może się przegrzać i zapalić lub stopić co tworzy ogromne niebezpieczeństwo. Naukowcy opracowują również stałe elektrolity, dzięki którym baterie będą bardziej wytrzymałe.

Jak działa taki system?

 

• Po pierwsze, panele fotowoltaiczne wychwytują energię słoneczną.
• Następnie panele fotowoltaiczne ładują akumulator, przechowując niezużytą energię słoneczną do późniejszego wykorzystania.
• Wtedy (i tylko wtedy) kiedy bateria jest w pełni naładowana, system eksportuje nadmiar energii z powrotem do sieci.
• Jako bonus, gdy jest podłączony do zasilania awaryjnego, bateria automatycznie zasila podstawowe urządzenia (takie jak lodówka i Internet) w przypadku awarii sieci.

Przechowywanie światła słonecznego w postaci ciepła

 

Innym sposobem przechowywania energii odnawialnej, który kosztuje w niektórych przypadkach mniej niż baterie, jest magazynowanie jej w postaci ciepła. Na przykład skoncentrowane elektrownie słoneczne wykorzystują lustra do skupiania światła słonecznego, które podgrzewa i topi setki lub tysiące ton soli. Ta stopiona sól jest następnie wykorzystywana do napędzania generatora elektrycznego, podobnie jak węgiel lub energia jądrowa jest wykorzystywana do podgrzewania pary i napędzania generatora w tradycyjnych zakładach. 

Te ogrzane materiały można również przechowywać, aby wytwarzać energię elektryczną, gdy jest pochmurno, a nawet w nocy. Takie podejście pozwala na całodobową pracę elektrowni. Jedynym problemem jest to, że jest to rozwiązanie relatywnie kosztowne, ponieważ niestety obecnie stosowane sole nie są stabilne w wysokich temperaturach.

Podsumowanie

Podsumowując, mimo wielu wad paneli, zapotrzebowanie na czystą energię stale rośnie i obecnie jest to jedno z najlepszych rozwiązań skłaniające się ku temu, by w przyszłości być całkowicie odnawialne. Jest przy tym konieczne wdrożenie wielkoskalowych projektów elektrowni słonecznych z odpowiednimi akumulatorami, co dodatkowo obniża koszty magazynowania energii słonecznej ze względu na konkurencję i ekonomię skali. Im bardziej będzie to popularne i komercyjne, tym koszty będą mniejsze. Badając metody uzyskiwania i magazynowania energii słonecznej, pamiętaj o uwzględnieniu kosztów materiałów, sprzętu i instalacji, a także samych baterii i oblicz sobie kiedy inwestycja zacznie się zwracać, bo na pewno w dobie ciągłych podwyżek energii — zacznie.