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.
Tmavé obdĺžniky nie sú stany, ale zrkadlá, a svietiaca veža nie je maják, ale miesto na ohrievanie tekutej soli. Takýto spôsob výroby elektriny je zatiaľ hudbou budúcnosti.
Koncentrovaná slnečná energia
Začnime základným konceptom. Zoberieme veľa zrkadiel a všetky nasmerujeme tak, aby odrážali svetlo do toho istého bodu. Efektívne sa tak slnečná energia z veľkej plochy koncentruje na jedno miesto a toto miesto nemá na výber nič iné, len to, že sa intenzívne zohreje – typicky na niekoľko stoviek stupňov Celzia.
Keď už máme 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.
Bežne sú turbíny umiestnené niekde inde ako na tom horúcom mieste – v tomto prípade na 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.
Roztavená soľ
Voda má dôležitú vlastnosť – vysokú tepelnú kapacitu. Na to, aby sme ju ohriali, musíme dodať veľa energie. Je to akási 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 výhodné, ak chceme rozhýbať piesty či turbíny, no menej výhodné, ak chceme, aby nám nevybuchli rúrky, ktorými teplo transportujeme.
Preto sa namiesto vody občas používa soľ. Nie kuchynská, ale napríklad zmes dusičnanu sodného a draselného. Soľ si možno bežne predstavujete ako biely prášok či kryštály, no to platí pri izbovej teplote. Ak soľ zohrejeme na niekoľko stoviek stupňov Celzia, roztopí sa a tečie. Má síce o trochu menšiu tepelnú kapacitu než voda a je oveľa drahšia, no dokáže operovať pri vhodnejšom intervale teplôt a jej pary nemajú taký vysoký tlak. Nevýhodou je, že keď soľ vychladne, stuhne a treba ju znovu roztopiť.
Vo dne v noci
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, keď cenovo zaostávajú za fotovoltikou? Príčinou je noc.
V noci Slnko nesvieti, 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 nepotrebujeme, soľ je vyhriata, a dokáže tak produkovať energiu až do rána. Zdá sa, že ide o drobný detail, no je to veľká vec – z procesu vypadne najotravnejší článok. Z celého tohto článku je to úplne najdôležitejšia informácia – solárna elektráreň, ktorá produkuje energiu aj v noci.
Stanú sa elektrárne s koncentrovaným svetlom hitom budúcnosti? Ťažko povedať. Ide však o krásnu ukážku rozmanitosti nízkoemisných spôsobov vyrábania elektrickej energie. Ešte máme čo objavovať, testovať a zdokonaľovať. Aj keď nás čas tlačí.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.
