Energia słoneczna i biopaliwa

W ostatnich trzech rozdziałach okazało się, że jeżdżenie samochodem oraz podróżowanie samolotami zużywa więcej energii niż, realnie rzecz biorąc, może jej dostarczyć energetyka wiatrowa na lądzie w Wielkiej Brytanii. Czy energia słoneczna jest w stanie tak wpłynąć na wysokość słupka produkcji, by stał się on większy od słupka zużycia? .

Moc promieniowania słonecznego w południe bezchmurnego dnia wynosi 1000 W/m2. Oznacza to 1000 W/m2 powierzchni skierowanej w stronę słońca, nie zaś m2 powierzchni ziemi. By otrzymać moc na jeden m2 powierzchni ziemi w Wielkiej Brytanii, musimy wprowadzić kilka poprawek. Musimy bowiem uwzględnić kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię ziemi, który to kąt wpływa na zmniejszenie intensywności promieniowania słońca w południe do około 60% jego wartości na równiku (Rys. 6.1.) Tracimy również dlatego, że południe nie trwa wiecznie. W czasie bezchmurnego dnia w marcu lub wrześniu stosunek średniej intensywności promieniowania w porównaniu do intensywności w południe wynosi około 32%. Na koniec zaś dodajmy zachmurzenie – przez nie również tracimy moc; w typowym dla Wielkiej Brytanii miejscu jedynie przez 34% czasu słońce nie jest przesłonięte chmurami .

Całkowity efekt działania tych trzech czynników oraz dodatkowe komplikacje związane ze zmianami pór roku powodują, że średnia moc promieniowania słonecznego na metr kwadratowy skierowanego na południe dachu w Wielkiej Brytanii wynosi zaledwie 110 W/m2, zaś średnia moc promieniowania słonecznego na płaskiej powierzchni ziemi to 100 W/m2 .

Możemy przekształcić tę moc promieniowania słonecznego w moc użytkową na cztery sposoby: .

1. Panele fototermiczne (tzw. solary): używając promieni słonecznych do bezpośredniego ogrzewania budynków lub wody .
2. Panele fotowoltaiczne: wytwarzając prąd elektryczny .
3. Biomasa: wykorzystując drzewa, bakterie, algi, kukurydzę, soję lub oleje roślinne do wytwarzania paliw, związków chemicznych lub jako materiałów budowlanych .
4. Pożywienie: to samo co w przypadku biomasy, za wyjątkiem tego, że rośliny są wykorzystywane jako jedzenie dla ludzi i zwierząt .

(W jednym z następnych rozdziałów przyjrzymy się bliżej kilku innym technologiom wykorzystującym energię słoneczną i nadającym się do użycia w warunkach pustynnych) .

Wykonajmy na wstępie kilka szybkich oszacowań maksymalnych rzeczywistych mocy, których każde z tych rozwiązań mogłoby dostarczyć. Pominiemy ich koszty finansowe oraz wydatek energetyczny związany z ich wytwarzaniem oraz utrzymaniem instalacji energetycznych.

Polska ma wysoki potencjał rozwoju energii z biomasy, chociaż pomysł, żeby pod uprawy energetyczne zająć całość dostępnych obszarów uprawnych, zapominając o produkcji żywności i eliminując istniejące ekosystemy pól, łąk i pastwisk, wydaje się mało realistyczny.

przypis. 6.1., przypis. 6.2.