Technika wykorzystania energii słonecznej powoli posuwa się do przodu

    Koncentracja na kwestiach integracji i niższych kosztach

    ENERGIA SŁONECZNA zapewnia ogromne oszczędności programowi przydrożnych czujników firmy Traffic.com. W Polsce coraz częściej stosowana jest do zasilania sygnalizatorów ostrzegawczych, a także czujników pomiaru prędkości

    Pod koniec lat 90. inżynierowie Traffic.com Inc. zmierzyli się z interesującym problemem. Musieli znaleźć metodę oszczędzania paliwa dzięki monitorowaniu ruchu drogowego za pomocą czujników rozmieszczonych wzdłuż poboczy. Zanim jednak kierowcy mogli zmniejszyć zużycie energii przez unikanie korków, firma musiała znaleźć rozwiązanie kwestii zasilania swoich przydrożnych stacji monitorujących.

    – Gdy na świecie nastąpił gwałtowny rozwój łączności bezprzewodowej, technika komórkowa zapewniła nam sposób przesyłania danych. Jeżeli jednak nadal musieliśmy kopać rowy dla linii zasilających, przechodzenie na łączność bezprzewodową nie dawało korzyści – mówi Chris Rothey, szef działu produkcji w Traffic.com Inc.

    Firma wybrała panele słoneczne, które mogły sprostać zapotrzebowaniu 5W w ciągu dnia oraz ładować akumulatory obsługujące urządzenia w nocy. W tym zastosowaniu energia słoneczna zapewnia ogromną oszczędność. – Możemy wykonać instalację za jedną dziesiątą kosztów podłączania czujników z użyciem linii zasilających oraz światłowodowych łączy komunikacyjnych – mówi Rothey.

    Traffic.com zainstalowała ponad 3000 czujników zasilanych energią słoneczną, przewidując rozmieszczenie kolejnych 10 000. Świadczy to o sukcesie koncepcji wykorzystania energii słonecznej – w ciągu ostatnich kilku lat wzrost w dwucyfrowej skali.

    Skupienie się firmy na zastosowaniu energii słonecznej ukazało trudności, z jakimi technika ta musiała się zmagać, by realnie konkurować na rynku energetycznym: koszt uzyskania oraz moce wyjściowe ograniczają jej wykorzystanie do specjalnych zastosowań lub gdy ktoś po prostu wyraża chęć stosowania odnawialnych źródeł energii.

    – Rynek urządzeń fotoelektrycznych przez ostatnich pięć lat wzrastał o 30% rocznie. Ten rynek obecnie potrzebuje jednak bardziej zintegrowanych produktów, np. systemów fotoelektrycznych dachówek – mówi Shawn Fitzpatrick, inżynier techniki słonecznej w North Carolina Solar Center, znany ze swojej internetowej bazy danych zawierającej bodźce zachęcające do wykorzystania energii słonecznej oraz informacje o ulgach podatkowych.

    Według Solarbuzz Inc. z San Francisco światowe zużycie energii słonecznej gwałtownie wzrosło z 574 MW w 2003 r. do 927 MW w zeszłym roku. Analitycy Solarbuzz szacują, że USA wykorzystuje jedynie ok. 10% tej energii, pozostając w tyle za Niemcami oraz Japonią, posiadającymi razem ponad dwie trzecie wszystkich instalacji słonecznych.

    Spadek cen produktów elektronicznych jest bacznie obserwowany w miarę wzrostu cen paliw. – W ciągu ostatnich 10 lat zaobserwowaliśmy spadek ceny energii słonecznej o ok. 6% rocznie. W tym samym czasie następował wzrost cen paliw kopalnych – mówi Rhone Resch, prezes Solar Energy Industries Association (SEIA) z dyrekcją w Waszyngtonie.

    W USA większość prac związanych z wykorzystaniem energii słonecznej skupia się na uproszczaniu. Właściciele domów, pragnący wykorzystać energię słoneczną, stają przed wieloma wyzwaniami. – Obecnie jednym z największych problemów jest to, że każda praca jest unikalna i wymaga sporo wiedzy zarówno od instalatora, jak i właściciela domu – mówi Abby Nessa, szef projektu w Solar Roofing Systems z Filadelfii.

    USA POZOSTAJĄ w tyle za Japonią i Niemcami pod względem mocy zainstalowanych ogniw fotoelektrycznych

    SRS jest jedną z niewielu firm projektujących panele słoneczne, które pasują do istniejących technik wykonywania pokryć dachowych. Na razie konkuruje z podobnymi firmami, jak BP Solar oraz GE Solar, atakującymi rynek zintegrowanymi materiałami pokryć dachowych.

    Coraz więcej sprzedawców urządzeń słonecznych współpracuje z dostawcami pokryć dachowych w celu tworzenia łatwo wymienianych modułów, znacznie upraszczających instalację. – Zbliżamy się do rozwiązań plug and play (włącz i używaj) – mówi John Benner, menedżer działu materiałów elektronicznych i technologii w National Renewable Energy Lab w Golden, Kolorado.

    Cypress Semiconductor aktualnie rozwija swój oddział SunPower Corp., który również koncentruje się na materiałach poszyć dachowych. Firma z Doliny Słonecznej w Kalifornii szczyci się uzyskaniem całkowitej sprawności na poziomie 18%, w porównaniu z 13-15-procentową sprawnością przekształcania energii większości znajdujących się na rynku ogniw fotoelektrycznych. – Siatkę połączeń elektrycznych umieściliśmy na spodniej stronie, więc nie przeszkadza ona w przenikaniu światła. Nasze ogniwa mają również kolor głębokiej czerni, co zapewnia lepszą estetykę połączeń z kolorowymi materiałami pokryć dachowych niż błękitny odcień większości paneli – twierdzi rzecznik SunPower.

    ENERGIA WIATROWA

    Wysokie ceny energii pobudzają zainteresowanie innymi źródłami energii elektrycznej uzyskiwanej w sposób przyjazny dla środowiska naturalnego: wiatrakami. Energia wiatru odnosi poważny sukces, przyciągając szeroką rzeszę dostawców.

    KONSERWACJA stanowi najważniejszy czynnik w wykorzystywaniu turbin wiatrowych

    – W ostatnich pięciu latach zaobserwowano gwałtowny wzrost wykorzystania energii wiatrowej – mówi Jon Stevens, wiceprezes działu marketingu w SKF USA Inc. SKF weszła na rynek elektrowni wiatrowych w roku 2002 z systemem WindCon monitorującym turbiny.

    Amerykańska organizacja ds. wykorzystania energii wiatru (American Wind Energy Association) szacuje, że farmy wiatrakowe w USA wytwarzały we wrześniu 6740 MW mocy (pod koniec roku dodatkowo 2500 MW, co stanowi najlepszy dowód gwałtownego rozwoju). Organizacja zrzesza ponad 700 partnerów biznesowych – w ciągu ostatnich pięciu lat liczba ta potroiła się.

    AWEA szacuje, że w następnych trzech latach powstaną instalacje nowych elektrowni wiatrowych o mocy 6000 MW, odpowiadającej w przybliżeniu mocy wszystkich aktualnie pracujących elektrowni. Na koniec 2008 r. powinno to doprowadzić do zwiększenia całkowitej mocy uzyskanej z elektrowni wiatrowych zainstalowanych w USA do 15 000 MW.

    Taka moc przyczyni się do oszczędności 0,9 mld m3 gazu ziemnego dziennie. Według BP plc, londyńskiej organizacji energetycznej, stanowi to ok. 2% całkowitej ilości (5,3 mld m3) gazu ziemnego produkowanego codziennie w USA.

    SKF szacuje, że 25% kosztów energii wiatrowej pochłania konserwacja. Wiatraki są często rozmieszczone w znacznym oddaleniu lub nawet na morzu, ważne jest więc zapewnienie możliwości monitorowania ich na odległość. – Nasze systemy znajdują się w ponad 300 wiatrakach, dając technikom możliwość zalogowania  się i sprawdzenia pracy komponentów zainstalowanych w ich przekładniach – mówi Scott Brady, dyrektor marketingu produktu w SKF USA.

    Jak większość pozostałych firm, SunPower wytwarza obecnie ogniwa z krystalicznego krzemu, które nie są zbyt wydajne, ale wyjątkowo niezawodne. Na przykład Traffic.com osiągnęła powodzenie z dwoma lub trzema ogniwami słonecznymi w każdej z tysięcy swoich stacji. – Pracowały bezawaryjnie, chociaż mieliśmy jedną stację powaloną przez huragan i dwie rozbite przez samochody – mówi Rothey.

    Obecnie dąży się do przejścia do technologii cienkich warstw, która niesie obietnicę niższych kosztów. Według Solarbuzz problem okazał się jednak złożony, wykorzystywane jest tylko poniżej 10% całkowitej produkcji.

    Obawy dotyczące przepisów prawnych

    Wielu obserwatorów zauważa, że znaczącą rolę odgrywa też prawodawstwo USA. – Obecnie technika słoneczna łączy zagadnienia z dziedziny pokryć dachowych i elektryczności i każdy region udziela pozwoleń niezależnie. Nie zachęca to do masowego jej stosowania – mówi Benner.

    Stwierdza również, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej na ogół rygorystycznie monitorują instalacje, gdyż włączenie ich do systemów powiązanych z siecią zasilania niesie – przy niewłaściwym podłączeniu – zagrożenie uszkodzenia sprzętu przeznaczonego do kluczowych zadań.

    Inni zauważają, że głównym czynnikiem napędzającym wzrost zastosowań w Niemczech i Japonii były zachęty rządowe. W USA ostatnio podpisano ustawę o narodowej polityce energetycznej (National Energy Policy Act z 2005 r.), zapewniającą obniżenie o 30% podatku federalnego przez najbliższe dwa lata. Zostało to również poparte bodźcami stanowymi.

    – Będziemy dostrzegać stany przewodzące pod względem dbałości o własne racje ekonomiczne. Będzie to postępować szybciej, jeżeli rząd federalny będzie kontynuował wspieranie energetyki słonecznej ulgami podatkowymi – mówi Colin Murchie, dyrektor spraw rządowych w SEIA.

    – Przedłużenie okresu ulg w podatku federalnym na czas dłuższy niż dwa lata ułatwi podejmowanie decyzji skutkujących nakładami kapitałowymi. Kalifornia, New Jersey, Massachusetts oraz Pensylwania to stany zapewniające najkorzystniejsze ulgi przy wykorzystywaniu energii słonecznej – dodaje Murchie.

    Zwolennicy energii słonecznej są krytykowani za to, że liczą na pomoc bodźców ekonomicznych, ale przemysł naftowy również otrzymuje znaczące ulgi podatkowe. Cytują oni często raport Biura Rewidentów Ksiąg Handlowych (General Accounting Office) z roku 2000, zgodnie z którym zachęty podatkowe dla przemysłu naftowego w latach 1968-2000 wyniosły 82 mld USD. Resch zauważa, że w aktualnym dwuletnim programie podatków federalnych wykorzystanie energii słonecznej będzie dotowane jedynie częścią kwoty 14 mld USD, przeznaczonej do podziału między elektrownie wiatrowe, wykorzystanie alkoholu etylowego oraz inne alternatywne źródła energii.

    Terry Costlow

    PODOBNE ARTYKUŁYWIĘCEJ OD AUTORA