Po jadrovej katastrofe vo Fukušime v roku 2011 začalo Japonsko investovať a uvažovať nad efektívnym využitím obnoviteľných zdrojov energie. Postupom času sa japonské spoločnosti dostali medzi špičku vo využití obnoviteľnej energie a patria medzi svetových lídrov vo využívaní solárnej energie. Má to však jeden háčik. Japonsko je ostrov a obrovským nedostatkom sú pre nich vhodné pozemky.
Solárna Energia
Najskôr by sme si mali lepšie ozrejmiť, čo to tá solárna energia je. Kde to všetko začalo? V roku 1830 britský astronóm John Herschel použil solárny kolektor (zariadenie, ktoré absorbuje slnečné svetlo a zbiera teplo), aby si uvaril jedlo počas expedície do Afriky. Odvtedy ľudia pokročili a používajú túto energiu na rôzne účely. Solárna energia sa vyrába tým, že zbiera slnečné svetlo a premieňa ho na elektrickú energiu. To sa vykonáva pomocou solárnych panelov, ktoré sú veľké a ploché, vyrobené z množstva jednotlivých solárnych článkov. Využitie? Najmä na odľahlých miestach, ale aktuálne sú veľmi populárne aj na domoch a budovách, zväčša na strechách.
V prepočte na tepelnú energiu, solárna energia môže byť použitá na ohrev vody pre použitie v domácnostiach. Rovnako aj na ohrev budov alebo bazénov, dajú sa ňou vykurovať priestory vo vnútri domov, skleníkov a ďalších objektov. Tiež je vhodná na ohrev kvapaliny na vysokú teplotu, dokonca aj na prevádzku turbíny na výrobu elektrickej energie.
Solárna energia môže byť prevedená na elektrinu dvoma spôsobmi:
- Fotovoltaické (PV zariadenie), inak nazývané aj solárne články, ktoré menia slnečné svetlo priamo na elektrinu. Jednotlivé Fotovoltaické články sú zoskupené do panelov a tie do polí panelov, ktoré majú širokú škálu aplikácie. Od jednoduchých, malých buniek, cez systémy zabudované, ako sme už spomínali, na strechách domov, až po veľké elektrárne.
- Solárne tepelné / elektrické elektrárne vyrábajú elektrinu zahustením slnečnej energie na ohrev tekutiny, z čoho sa následne vyrába para, ktorá sa potom používa na pohon generátora.
Hlavné výhody slnečnej energie:
- Solárne systémy nevytvárajú látky znečisťujúce ovzdušie alebo oxid uhličitý.
- Keď sa nachádzajú na budovách, solárne systémy majú minimálny dopad na životné prostredie.
Nie je to všetko len ružová záhrada, solárna energia má aj svoje obmedzenia:
- Množstvo slnečného svetla, ktoré dopadá na zemský povrch, nie je konštantné. Závisí to od umiestnenia, časti dňa, ročnom období a klimatických podmienok.
- Slnko nedodáva energiu na jeden bod, preto jej zber musí byť efektívne rozmiestnený na veľké plochy.
Ako solárny článok funguje
Vysvetlíme si to na obrázku pod textom.
Modrá je kremík typu N. Ako si už bystrejší stihli domyslieť, červená bude kremík typu P.
Rozdiel medzi týmito dvoma typmi?
Kremík typu N obsahuje prídavok päťmocných nečistôt, ako je antimón, arzén alebo fosfor, ktoré poskytujú voľné elektróny. Táto skutočnosť výrazne zvyšuje vodivosť polovodiču. Fosfor môže byť pridaný difúziou fosfátového plynu (PH3).
Kremík typu P obsahuje prídavok trojmocných nečistôt, ako je napríklad bór, hliník alebo gálium, čím sa vytvára nedostatok valenčných elektrónov, nazývaných „diery.“ Pre ich vytvorenie je typické použiť B2H6 do kremíkového materiálu.
Postup:
1. Keď slnečné lúče dopadajú na bunku, fotóny (svetelné častice) bombardujú horný povrch.
2. Fotóny (žlté guličky) nesú svoju energiu dole cez bunku.
3. Fotóny odovzdajú svoju energiu do elektrónov (zelené guľôčky) v dolnej p-vrstve.
4. Elektróny použijú túto energiu k skoku cez bariéru do hornej n-vrstvy a prejdú do obvodu.
5. V obvode pretekajú elektróny a rozsvietia indikátor.
Kyocera
Závod spadá pod záštitu spoločnosti Kyocera Solar TCL LLC. Ide o združený podnik medzi Kyocera Corporation a Century Tokyo Leasing Corporation. Ak všetko pôjde naďalej podľa plánu, tak sa táto solárna elektráreň stane najväčšou svetovou plávajúcou solárnou elektrárňou z hľadiska kapacity / výstupu.
Kyocera TCL, sídliaca v prefektúre Čiba, bude poskytovateľom vodohospodárskych služieb. Skupina Kyocera dodá, nainštaluje, prevádzkuje a udržiava zariadenia pre solárne elektrárne, zatiaľ čo Century Tokyo Leasing poskytuje financovanie projektov. Inštalované moduly pochádzajú od francúzskej spoločnosti Ciel et Terre. Jedná sa o patentované Hydrelio plávajúce plošiny.
Riešenie sa skladá z takmer 9000 solárnych panelov plávajúcich na špeciálnom lôžku z polyetylénu, pričom každý jeden z nich je plne vodotesný. Po inštalácii bude závod rozložený na vodnú plochu o veľkosti 180 000 m2 a poskytne odhadovaný výkon 15,635 MWh/rok. Elektrina vyrobená v solárnej elektrárni bude predávaná cez Tokyo Electric Power Co. za odhadovanú sumu 450 mil. jenov/rok (3,4 mil. eur/rok).
Tieto „mega-plantáže“ (na Slovensku by sa možno hodil výraz „lekná“) majú rad výhod v porovnaní s tradičnými pozemnými solárnymi elektrárňami. Spoločnosť Wired oznámila, že plávajúce elektrárne budú vyrábať energiu efektívnejšie, pretože voda ma na systém značný chladiaci účinok. Okrem toho, tieň generovaný stanicami pomáha znižovať odparovanie vody a rast rias.
Existujú určité obavy, napríklad, ako budú štruktúry schopné odolávať prírodným katastrofám. Avšak National Geographic zistilo, že systémy sú navrhnuté tak, aby vydržali hurikány s rýchlosťou až 190 km/h. Táto skutočnosť bola zistená pri testovaní v Oner, Francúzskom leteckom laboratóriu. Okrem toho boli tieto systémy opísané ako odolné proti zemetraseniu. Nevýhodou je fakt, že sú tiež nákladné na inštaláciu a údržbu.
Napriek tomu Kyocera tvrdí, že plávajúce ostrovy by mohli zohrávať obrovskú úlohu v pomoci, aby Japonsko aj naďalej rozvíjalo výstavbu systémov z obnoviteľných zdrojov energie, tzn. „post-Fukušima“. Ako vztýčený cieľ by chceli dosiahnuť 100 percent energie z obnoviteľných zdrojov do roku 2040, pričom podľa National Geographic je tento cieľ pre Japonsko veľmi reálny.
Záver
Čo viac dodať. Japonsko napreduje míľovými krokmi, nech sa jedná o akúkoľvek technológiu ohľadom robotiky, obnoviteľných zdrojov, automobilového priemyslu a podobne. Predstavili sme si, čo to solárna energia je. Popísali sme si najväčší projekt, aký v tejto oblasti aktuálne existuje a vzhľadom na víziu Japonska som si takmer istý, že do roku 2040 nie je ani zďaleka posledný.
