Solární utopie: solární farma pro celý svět
Jak velká by vlastně musela být plocha solárních panelů, aby kompletně pokryla stávající spotřebu energie celé globální populace? Hledáním odpovědi na tuto otázku se zabývá nejedna výzkumná instituce, a přináší často dost zneklidňující výsledky. Ukazují, že ve skutečnosti nám totiž k čisté „solární budoucnosti“ nechybí ani tak prostředky, ale spíš vůle.
Pokud se podíváme na to, kolik využitelné energie ve formě slunečního záření na Zemi dopadne za jednu hodinu, zjistíme, že by nám to stačilo na celoroční globální spotřebu.
Přitom ale například v USA v roce 2015 tvořil podíl solární energii na celkové národní bilanci jen okolo 0,39 % produkce. A ve většině zemí světa (pokud vynecháme Portugalsko, Havajské souostroví nebo některá teritoria Austrálie) je to všude podobné.
Kolik elektřiny vyrobí solární panel? Vyplatí se?
Vizionáři formátu Elona Muska přitom věří, že do roku 2031 budou solární elektrárny tím nejčastějším zdrojem energie. Zatím to tak ale opravdu nevypadá. Jak velká by tedy musela být plocha pokrytá solárními panely, aby to uživilo svět?
Nestal by se náhodou celý povrch země pokrytý panely? Nikoliv. Pokud budeme počítat se současným průměrem v dosažené technologii, tedy 20 % mírou konverze na elektřinu, stačilo by vlastně jen velmi málo.
Dovedeno do extrémů, dnes by bylo zapotřebí jediné obří solární farmy o rozloze Španělska (zhruba tedy 500 000 kilometrů čtverečních) aby celý svět dokázal „přežít“ na solární energii.
Není ale hned nutné zaskládávat Iberský poloostrov. Když se podíváme na ohromnou masu nevyužívané pouštní půdy v severní Africe, připadneme na mnohem lepší lokace globální solární farmy.
Pravdou je, že rozloha této hypotetické solární farmy se postupně zvětšuje, v závislosti na naší spotřebě. V roce 1980 by byla sotva poloviční, a v roce 2008 by zabírala (při aktuální technologii) plochu okolo 360 000 kilometrů čtverečních.
Lidé v Land Art Generator Initiative se pokusili tato čísla a data přenést do názorných map, aby ukázali, že solární vize nemusí být nutně absolutně nereálná. Ačkoliv se energie slunce jeví jako ideální, dostupný a relativně levný zdroj energie, je ve svém významu stále hrubě podhodnocen a nedoceněn.
Zásadní problém je v tom že NEJSME sto efektivně propojit svět elektrizační sostavou na principu střídavého ba ani stejnosměrného produ, který zase může mít zásadní problémy jako je směřování a tahání oblouků na odpojvačích. Nákladné měnírny a podobně. Nehledě na to že spoléhat se na regiony jako je severní Afrika a pod je nesmysl z bezpečnostního hlediska. Dále akumulační kapacity, ať už by to byly termální elektrárny, nebo fotovoltaické by byly obrovské.
Pokud bychom chtěli něco takového dělat, pak musíme spojit prvně syncrhonně IPS/UPS-UCTE-NORDEL, to je politicky neprůchodné, zejména spojení s IPS/UPS, což je systém Ex-SSSR, přičemž neexistence vedení není problém V4 má několik spojení linkami 750kV. Jen synchronizace by byla problém.
A i pak máme poblém s vlnovou délkou, při rozměrech planety se projeví i na tak nízkých frekvencích. Alternativou by bylo použít třeba menší frekvence, např. 16 2/3Hz, jenže to potřebuje masivní transformátory, u běžných výkon klesne asi 3x. Navíc pokud nebudeme počítat polovodičové měnírny, tak zase nespojíme sítě 50 a 60Hz, což vě většině světa není problém pro jednu frekvenci (50Hz).
I pak bude taková síť náchylná na útoky. Představte si dvojitou linku 750kV přes Turecko, Libanon, Izrael a Egypt z Evropy k elektrárnám. Při zátěži 2kA je to 2*2×3000*750000 = 9000MW. Složení jednoh sloupu by způsobilo kolaps značné části soustavy.
Mnohem lepší, le vyžadovalo by to asi 3x tolik plochy by bylo na vhodných místech řevádět proud na methan a ten používat míto zemního plynu.
Ten článek – studie neřeší technické problémy. Řeší pouze jednu otázku, a to, jaká je potřebná plocha solárních panelů pro výrobu elektrické energie, aby se pokryla spotřeba. Neřeší výkyvy ve výrobě, neřeší distribuci, atd. Není reálné a ani smysluplné mít jednu velkou FVE pro celou Evropu. Ostatně, víte sám, že realizace jsou spíše malé, a lokální.
Samozřejmě, jenže taková studie ja pak polovičatá, pokud něco takového někdo navrhuje pak by měl nastínit alespoň trochu jak to bude fungovat, čtverce na mapě jsou pěkné pro představu, ale silně zavádějící.
Osobně jsem silně proti projektu DESERTEC spoléhat se na ten region je dost nedobrý nápad, z tohoto pohledu je, byť to někteří lidé neradi slyší, lepší, možná desetkrát, Ukrajina, Rusko a jeho satelity. Nehledě na to že spojení UCTE-IPS/UPS vyžaduje „jen“ synchronizaci s epnutí ve dvou rozvodnách v Polsku a Maďarsku. Tím bychom získali největší synchronní oblast na světě.
Výkyvy ve výrobě by ani nemusely být, pokud se půjde přes termické systémy, nejseverněji je nějaký asi 1MW někde v Porýní. Výhoda by byla že se dá aplikovat akumulace tepla a přídaný kotel/plynová turbína. Myslím že jižní Ukrajina by byla pro tento systém velmi zajímavá, stejně jako „Volgogradsko.“ Myslím že současná realizace propojení elektrizačních sutatv DC spojkami je nedostatečná.
Problém menších a lokálních instalací bych viděl v tom že i s bateriemi se bavíme o zásobě nejvýše na několik málo dní a cena by byla vysoká, nevím jestli jste byl u toho když jsem to na Hybridu počítal. Pokud nechceme uregulovat ekonomiku a zničit se tak (náznaky velkého problému je vidět už teď v globálním měřítku), potřebujeme urychleně do ekonomiky dostat obrovské množství velmi levné a nepříliš zatěžující energie.