Naeblys / shutterstock

Ilekroć odwiedzam Saharę, uderza mnie, jak jest słonecznie i gorąco i jak czyste może być niebo. Poza kilkoma oazami jest mało roślinności, a większość największej pustyni na świecie jest pokryta skałami, piasek i wydmy. Słońce Sahary jest wystarczająco potężne, aby zapewnić Ziemi znaczna energia słoneczna.

Statystyki są zadziwiające. Gdyby pustynia była krajem, byłby piąta co do wielkości na świecie - jest większy niż Brazylia i nieco mniejszy niż Chiny i USA. Każdy metr kwadratowy odbiera średnio od 2,000 do 3,000 kilowatogodzin energii słonecznej rocznie, zgodnie z szacunki NASA. Biorąc pod uwagę, że Sahara pokrywa około 9m km², oznacza to, że całkowita dostępna energia - to znaczy, jeśli każdy cal pustyni wchłonął każdą kroplę energii słonecznej - wynosi ponad 22 miliardów gigawatogodzin (GWh) rocznie.

To znowu duża liczba, która wymaga pewnego kontekstu: oznacza to, że hipotetyczna farma słoneczna, która pokryła całą pustynię, wytwarzałaby 2,000 razy więcej energii niż nawet największe elektrownie na świecie, które wytwarzają zaledwie 100,000 GWh rocznie. W rzeczywistości, jego wynik byłby odpowiednikiem ponad 36 mld baryłek ropy naftowej dziennie - to około pięć beczek na osobę dziennie. W tym scenariuszu Sahara mogłaby potencjalnie wyprodukować ponad siedem razy więcej zapotrzebowanie na energię elektryczną w Europie, prawie bez emisji dwutlenku węgla.

Globalne promieniowanie poziome, miara ilości energii słonecznej otrzymywanej rocznie. Global Solar Atlas / Bank Światowy

Co więcej, Sahara ma tę zaletę, że jest bardzo blisko Europy. Najkrótsza odległość między Afryką Północną a Europą to 15 km nad Cieśniną Gibraltarską. Ale nawet znacznie większe odległości, na całej szerokości Morza Śródziemnego, są doskonale praktyczne - w końcu świat najdłuższy podwodny kabel zasilający biegnie przez prawie 600 km między Norwegią a Holandią.

W ciągu ostatniej dekady naukowcy (w tym ja i moi koledzy) przyjrzeli się, w jaki sposób pustynna energia słoneczna może zaspokoić rosnące lokalne zapotrzebowanie na energię i ostatecznie zasilić również Europę - i jak może to działać w praktyce. Te spostrzeżenia akademickie zostały przetłumaczone na poważne plany. Najbardziej znaną próbą był Desertec, projekt ogłoszony w 2009, który szybko uzyskał wiele funduszy od różnych banków i firm energetycznych, zanim w dużej mierze upadł, gdy większość inwestorów wycofała się pięć lat później, powołując się na Wysokie koszty. Takie projekty są powstrzymywane przez różnorodne działania polityczne, handlowe i społeczne Czynniki, w tym brak szybkiego rozwoju w regionie.

Planeta Tatooine z filmów Star Wars została nakręcona w południowej Tunezji. Amin Al-Habaibeh, Autor pod warunkiem

Nowsze propozycje obejmują TuNur projekt w Tunezji, którego celem jest zasilenie więcej niż domów europejskich 2m, lub Elektrownia słoneczna Noor Complex w Maroku, którego celem jest również eksport energii do Europy.

Dwie technologie

Obecnie istnieją dwie praktyczne technologie generowania energii słonecznej w tym kontekście: skoncentrowana energia słoneczna (CSP) i zwykłe fotowoltaiczne panele słoneczne. Każdy ma swoje zalety i wady.

Skoncentrowana energia słoneczna wykorzystuje soczewki lub lustra do skupienia energii słonecznej w jednym miejscu, które staje się niewiarygodnie gorące. To ciepło wytwarza następnie energię elektryczną przez konwencjonalne turbiny parowe. Niektóre systemy wykorzystują stopioną sól do magazynowania energii, umożliwiając wytwarzanie energii elektrycznej również w nocy.

Skoncentrowana instalacja słoneczna w pobliżu Sewilli w Hiszpanii. Lustra skupiają energię słoneczną na wieży w centrum. Novikov Aleksey / shutterstock

CSP wydaje się bardziej odpowiednie dla Sahary ze względu na bezpośrednie słońce, brak chmur i wysokie temperatury, które sprawiają, że jest bardziej wydajny. Jednak soczewki i lustra mogą zostać pokryte przez burze piaskowe, podczas gdy turbiny i systemy ogrzewania parowego pozostają złożonymi technologiami. Ale najważniejszą wadą tej technologii jest jej wykorzystanie ograniczonych zasobów wodnych.

Zamiast tego fotowoltaiczne panele słoneczne przekształcają energię słoneczną w elektryczność bezpośrednio za pomocą półprzewodników. Jest to najbardziej popularny rodzaj energii słonecznej, gdyż może to być albo podłączone do sieci lub dystrybuowane do stosowania na małą skalę w poszczególnych budynkach. Ponadto zapewnia rozsądną wydajność przy pochmurnej pogodzie.

Ale jedną z wad jest to, że gdy panele stają się zbyt gorące, ich wydajność spada. Nie jest to idealne rozwiązanie w tej części świata, w której temperatury latem mogą być łatwe przekroczyć 45? w cieniu, a biorąc pod uwagę, że zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji jest największe w najgorętszych porach dnia. Innym problemem jest to, że burze piaskowe mogą zakryć panele, co dodatkowo zmniejsza ich wydajność.

Obie technologie mogą wymagać pewna ilość wody do czyszczenia lusterek i paneli w zależności od pogody, co sprawia, że ​​woda jest ważnym czynnikiem do rozważenia. Większość badaczy sugeruje integracja dwóch głównych technologii opracować system hybrydowy.

Tylko niewielka część Sahary mogłaby wytwarzać tyle energii, co obecnie cały kontynent afrykański. W miarę udoskonalania technologii solarnej wszystko będzie tańsze i bardziej wydajne. Sahara może być niegościnna dla większości roślin i zwierząt, ale może przynieść zrównoważoną energię do życia w całej Afryce Północnej - i poza nią.

O autorze

Amin Al-Habaibeh, profesor inteligentnych systemów inżynieryjnych, Nottingham Trent University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon