Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Budoucnost energií a energie budoucnosti

21.12.2005  |  zdroj: Technik  |  138× přečteno      vytisknout článek

S tenčícími se zásobami efektivně dostupných tradičních paliv se pozornost stále více upírá k různým způsobům, jak energii z ropy a uhlí nahradit.

Možností je více, ale většina z nich je zatím ve srovnání s uhlím a ropou příliš nákladná, nebo je vázána na specifické podmínky, které nejsou univerzálně použitelným řešením. To by se však v budoucnosti mělo změnit.

ČISTÉ A TICHÉ TECHNOLOGIE

V projektech zaměřených na energetické zdroje budoucnosti se můžeme často setkat s označením čisté energie. Nová generace technologií pro výrobu energie je obecně méně (případně není vůbec) nebezpečná pro životní prostředí, je tišší a efektivnější než technologie používané v současné době, kde dominují fosilní paliva, a na rozdíl od nich jde o tzv. obnovitelné zdroje, jejichž zásoby neubývají jako uhlí a ropa nebo uran. K hlavním směrům patří zlepšování již delší dobu využívané solární a větrné energie, k nimž nyní přibyla díky novým technickým řešení i energie získávaná z přílivu a vln a také z vodíku.

Čisté energie jsou také často provázeny označením sofistikované a jsou s nimi spojeny výsledky nejnovějšího vývoje různých vědeckých a technických oborů. Uplatňují se při nich nanotechnologie a biotechnologie, nové materiály, dopravní a počítačové řídicí systémy apod. Technologické výhody nových energií by měly pomoci vyřešit i mnoho dosavadních problémů, jako jsou emise, hluk, plyny; tzv. distribuovaná generace umožní dodávat energii v odpovídajícím množstvím přesně tam, kde a kdy je jí zapotřebí.

ENERGIE Z VĚTRU, VLN A SLUNCE

Ze Slunce dostáváme na různých vlnových délkách energii v objemu zhruba 1 370 W/m2.

Větrné a sluneční elektrárny poskytují lidem své služby už mnoho let, principy jsou známy a nyní se technici zaměřují hlavně na maximalizaci jejich výkonu s použitím nových technologií. Nové jsou však možnosti využití - sluneční energie např. dokáže už pohánět i letadlo. Jde samozřejmě zatím o experimentální stroje, které však ověřují možnosti pro plánovanou další generaci již komerčně využitelných letounů.

Prvním nepilotovaným solárním letadlem byl stroj nazvaný Pathfinder, který vyvinula v rámci výzkumu pro NASA společnost AeroVironment under the NASA. Vzletěl v roce 1997 a podařilo se mu dosáhnout výšky 71 500 stop. Jeho modifikovaný nástupce Pathfinder-Plus, to dotáhl až na rekordních 82 000 stop, tj. výše, než kam se kdy podařilo vzlétnout jakémukoli vrtulovému letadlu.

Skutečným technickým unikátem je však projekt NASA nazvaný Helios, součást rozsáhlého výzkumu výškového bezpilotního letadla s nízkou spotřebou energie. Hélios dosáhl při svém rekordním letu rychlosti asi 40 km/hod. a výdrž 17 hodin. Stroj (v podstatě samokřídlo) je přehlídkou high-tech materiálů - je zkonstruován z uhlíkových vláken a grafitových epoxy kompozitních struktur, Kevlaru, lehčených plastů, styroformu a plastových filmů. Energii pro jeho osm motorů obstarávají ve křídlech vestavěné oboustranné solární články o maximálním výstupním výkonu zhruba 42 kW a 8 kW PEM palivové články.

Komerční verze letounu, kterou hodlá AeroVironment na základě dosavadních projektů vytvořit, počítá s tím, že 8 bezkartáčkových elektromotorů, každý o výkonu 1,5 kW by mělo vynést 727 kg těžký letoun v podobě obřího křídla o délce 3,6 m a rozpětí 76,8 m do výše 50-70 tisíc stop. Ve vzduchu by měl unikátní letoun poháněný sluneční energii vydržet v režimu nepřetržitého letu bez přistání několik měsíců - podle informací na webových stránkách výrobce nejméně půl roku! To by mělo stroj učinit atraktivním např.. pro poskytovatele komunikačních služeb jako alternativu k drahým satelitům apod.

Klíčovým prvkem je nově vyvíjený vodíko-kyslíkový systém regenerativního skladování energie, který by umožnil nepřetržitý let. Energii dodávanou solárními články by používal mj. k napájení elektrolyzéru, který by dělil vodu na vodík a kyslík a tyto plyny, skladované pod tlakem ve speciálních nádržích by posléze v noci byly zpět nekombinovány v palivových článcích vyrábějících elektřinu pro pohon motorů Heliosu.

I když solární a větrná energie patří mezi populární zdroje, mají jednu zásadní nevýhodu: Závisí na přírodních podmínkách v dané lokalitě (počet slunečných dnů v roce, rychlost a síla větru), které mohou být často značně nestabilní, a rovněž systémy a infrastruktura k jejich přeměně na elektřinu jsou dnes ještě poměrně nákladnou záležitostí.

VE ZNAMENÍ NEPTUNA

Relativně novým způsobem je získávání elektřiny ze sil působících v mořích a oceánech. Přílivové elektrárny už fungují na pobřeží několika zemí, příbojové energie Atlantiku využívají např. pokusné elektrárny ve Skotsku a Velké Británii. Obvykle jde o systémy založené na nárazovém přívalu vody, která je zužitkována pro pohon turbín umístěných v přívodním kanálu.

Zajímavé řešení vyvinula americká firma Ocean Power Technologies pod názvem OPT PowerBuoy Technology. Umožňuje získávat energii z mořských vln na základě rozdílné výšky hladiny. Modulární systém tvoří síť vzájemně propojených malých, poměrně snadno instalovatelných, ke dnu ukotvených plováků vznášejících se na vlnách, které jsou vybaveny zařízením na výrobu elektrické energie. Jde je skládat podle požadavků uživatele až do velkých soustav výkonově odpovídajících elektrárně o velkém výkonu (100 i více MW), ve srovnání s ní (počítáno s ohledem na vybudování potřebné provozní infrastruktury) však vyžaduje zhruba poloviční plochu jinak nevyužitého oceánu. Např. mořská elektrárna o výkonu 10 MW zabere mořskou plochu o rozloze pouhých 4 akrů. Energie je odváděna podmořským kabelem a může být dodávána přímo do sítě nebo skladována. Systém vyžaduje během své zhruba třicetileté životnosti udávané výrobcem jen rutinní nízkonákladovou údržbu, ale proti jiným energetickým zdrojům dokáže vyrábět energii za velice příznivo.

NEJEN PRO ASTRONAUTY

Mezi prvními se objevily palivové články v kosmickém průmyslu. Vodíkové články plněné kryogenním vodíkem a kyslíkem dosahující až 70% účinnosti úspěšně absolvovaly desetitisíce hodin svého provozního nasazení ve více než stovce kosmických misí. Kromě toho, že jsou zhruba desetkrát výkonnější než baterie stejné velikosti používané posádkami prvních kosmických lodí Apollo dokážou navíc vyrábět pro posádku čerstvou vodu, a není potřeba žádné záložní baterie, donedávna nutné, ale zdaleka ne ideální při kosmických letech, kde se hraje o každý kilogram zátěže.

K již úspěšně vyzkoušeným oblastem, kde byly kromě kosmického programu palivové články nasazeny a v budoucnu se počítá s jejich využitím např.:

- Stacionární energetické zdroje pro podniky, továrny, nouzové a záložní energetické systémy pro nemocnice, komunikační sítě, kartová centra ve finančním sektoru, policejní a hasičské stanice, banky a počítačové instalace

- Vojenské aplikace různého typu

- Mobilní palivové články pro budovy, kempy či prodejní automaty

- V dopravě pro automobily a autobusy, ale také pro vlaky, lodě či skútry a také např. silniční značení na dálnicích apod.

- Skládky a čističky odpadních vod, které mohou používat palivové články k přeměně metanu na elektřinu

- Palivové články už jsou však vyvíjeny i pro řadu běžných zařízení, jako jsou notebooky či mobily, a různá osobní elektronika. První systémy tohoto typu už se dokonce objevily na trhu.

Asi největší pozornost poutá využití palivových článků a vodíkového pohonu v dopravě, zejména hromadné. Po silnicích se již prohánějí první vozidla s těmito alternativními zdroji pohonu. Kromě technických parametrů (v nichž kromě dojezdu omezenému např. chybějící sítí vodíkových čerpacích stanic už zdatně konkurují benzínovým a dieselovým bratříčkům) je jedním z hlavních problémů bezpečnost. Nádrže s vysoce stlačeným vodíkem, který - pokud není správně skladován - je silně hořlavý a ve směsi se vzduchem výbušný, by mohly představovat potenciální riziko, ale zdá se, že i tuto otázku se podařilo vyřešit pomocí nových materiálů, z nichž některé umožnil rozvoj nanotechnologií. Např. vodíkové autobusy zkoušené v Japonsku měly vodíkové nádrže zabudované ve střeše, což je nejen chrání v případě kolize, ale umožňuje i nízkopodlažní design vozidla. Honda provedla řadu čelních a bočních crash testů svého prototypu FCX-V5 při rychlosti 55 km/hod., a ty potvrdily, že z vysokotlakých vodíkových nádrží není třeba mít obavy.

ROZHODOVAT BUDE HLAVNĚ CENA

Klíčovou otázkou jsou však - jako obvykle - náklady. Čili: co to stojí? Nové technologie jsou sice ekologicky a provozně atraktivní, ale v současné etapě vycházejí zatím ještě jako příliš drahé na běžné komerční nasazení, a fungují hlavně jako testovací pilotní projekty k ověření jejich možností. Studie konzultační firmy Arthur D Little z počátku našeho století předpokládá, že k výrazně rozsáhlejšímu rozšíření vodíkových technologií by mohlo dojít až náklady na palivové články sestoupí pod hranici tří tisíc dolarů na kilowatt energie, a že palivové články v automobilech budou muset být mnohem levnější, než jejich dnešní podoba, aby byly komerčně přijatelným řešení. Ovšem vývoj technologií během několika posledních let výrazně pokročil nejen pokud jde o technické parametry, efektivitu, (nová generace už má menší rozměry, lepší účinnost) a naopak výrazně stouply ceny klasických paliv, takže lidstvo se začíná mnohem intenzivněji zajímat o vývoj nových alternativ pro získávání energie, které by mohly nahradit stávající zdroje.


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist