Sigurno ste se kao dete igrali tako što ste palili papir lupom. Spoj zakona fizike i ogromne energije koju nam Sunce isporučuje na zemlju omogućavaju sakupljanje korisne energije u jednu tačku nam omogućavaju fantastične stvari.

Solarni PV paneli u osnovi funkcionišu tako što se sunčeva energija pretvara u električnu. Međutim, ne tako brzo... spektar sunčeve svetlosti je složen i materijali PV panela ne mogu prihvatiti kompletan spektar. Infracrveni deo spektra PV panel za sada ne može „uloviti“, a UV zračenje stvara gubitke. Svega 30% sunčeve energije dospele do površine PV panela će biti pretvoreno u električnu.

Šta bi bilo kada bi imali sistem koji nam omogućava da se iskoristi veći procenat sunčeve energije. Naučnici su vodeći se zakonima fizike o prelamanju i fokusiranju svetlosti razvili sisteme koji će svetlosnu energiju pretvoriti u termalnu, a zatim preko turbine ta energija će biti pretvorena u električnu. Za fokusiranje sunčeve svetlosti mogu se koristiti zakrivljena ogledala sfernog ili paraboličnog oblika. Kod solarno-termalnih sistema operativna temperatura fluida može dostići temperature između 600°C i 800°C, u zavisnosti od hemijskog sastava fluida. U zavisnosti od meteoroloških prilika za datu lokaciju, snage postrojenja i raspoloživog prostora bira se optimalan sistem kojim će se solarna energija pretvoriti u električnu.

Prednost ovakvih sistema jeste što se spektar sunčevog zračenja koristi u celini, a ne samo jedan njen deo. Za maksimalno zagrevanje fluida smeštenog u liniji (parabolični sistemi) ili tački (sferni sistemi) neophodno je dizajnirati sistem ogledala koji će svetlost što bolje fokusirati i učiti sistem što efikasnijim.

Ovi sistemi su veliki, dizajniraju su za proizvodnju velikih snaga tipa 1MW i više, što znači da su sastavljeni od velikog broja jediničnih ogledala. Sva ova jedinična ogledala se dizajniraju zasebno u zavisnosti od položaja u sistemu, kako bi pravilno prelamao svetlost ka fokusu. To značajno podiže cenu ovakvih sistema. Održavanje je takođe veoma važna stavka jer su solarno-termalni sistemi precizni i veoma osetljivi.

Postavlja se pitanje da li su solarno-termalni sistemi efikasniji od PV panela? U zemljama gde broj sunčanih dana prelazi brojku od tri stotine svakako vredi razmisliti o prednostima ovog sistema. Veliki broj elemenata solarno-termalnih sistema je konvencionalan. Čuvanje toplote sakupljene u toku dana je jednostavno i može se koristiti u toku noći, odnosno kada nema sunčevog zračenja. Sa druge strane PV paneli su kompaktni, kapacitet se može modularno povećati, a celokupan sistem je jeftiniji u poređenju sa solarno-termalnim.

Solarno-termalni sistemi su najrasprostranjeniji na Bliskom istoku i u južnoj Aziji. Da, to je oblast sa visokim dnevnim temperaturama i velikim brojem sunčanih dana, jer se u toj oblasti generiše velika temperatura, presudna za efikasan rad sistema. Na kraju, postavlja se logično pitanje: Da li se solarno-termalni sistemi mogu koristiti u Srbiji? Područje koje beleži i negativne temperature, koje ima oko 170-180 sunčanih dana predstavlja veliki izazov za solarno-termalni sistem jer je lista problema duža, a problemi su veliki. Sam fluid treba biti otporan na velike promene temperatura u toku godine, a samim tim i na temperaturu mržnjenja. Ovaj problem se može rešiti internim dogrevanjem fluida kako ne bi došlo do oštećenja celokupnog sistema u periodu kada nije operativan, npr. tokom oblačnih zimskih dana. Problem temperaturnih varijacija bi se više odnosio na mehaničke elemente sistema, jer skupljanje i širenje materijala od kojih je napravljena elektrana nije isto, što se može negativno odraziti na fokusiranje svetlosti. I, možda najveći nedostatak ovog sistema bi bio ekonomske prirode.

Sistem je znatno skuplji, i sa velikim brojem problema koji utiču na efikasnost u toku cele godine ga čine teško primenjivim u Evropi (izuzimajući Španiju). Sagledavajući sve aspekte, zaključak je da se solarna energija u Evropi, pa i u Srbiji, za sada najbolje može iskoristiti PV panelima. Ukoliko se pronađe efikasno rešenje za akutne probleme solarno-termalnih sistema, može se očekivati pojavljivanje elektrana sa ovim tipom pretvaranja solarne energije u električnu.

Sunce – najstariji izvor energije na zemlji i večita inspiracija ljudi. Još od pamtiveka najveći strahovi ljudi su bili vezani za apokaliptično gašenje sunca, a samim tim i gašenje života na zemlji. Taj strah je opravdan, jer gubitak sunca ne znači samo gubitak svetlosti, već apsolutno svega što poznajemo.

Sa svojom masom i temperaturom oko 5800K, Sunce predstavlja ogroman resurs koji nije iskorišćen, bukvalno, ni jedan procenat. Iako je udaljeno oko 150 miliona kilometara od Zemlje, sunčevo zračenje je toliko veliko da na površinu naše atmosfere pada 1,8 x 10¹⁷W sunčevog zračenja, a polovina od toga dospe do površine zemlje. Ovolika energija se može koristiti na razne načine, između ostalog i za generisanje električne energije.

Razvojem tehnologije, napredovali su i materijali za PV (foto-naponske) panele za generisanje električne energije. Iako nam sunčeva energija stiže besplatno, konvertovanje sunčeve energije u električnu košta. Osnovna ideja jeste da se cena sistema za pretvaranje sunčeve energije u električnu što je moguće pojeftini, uz podizanje efikasnosti samog sistema. Ovaj izazov je veliki za proizvođače, jer je potražnja za što boljim materijalima i sistemima i dalje u toku. Dok se nauka i proizvođači trude da pojeftine dobijeni kWh na manje od jednog dolara kapitalnog ulaganja, eksperti u oblasti solarne energije se slažu da je pitanje energetske efikasnosti sistema zapravo pitanje površine koja se koristi za postavljanje npr. solarnih PV panela.

Kao i ostale zemlje u razvoju, i Indija pokušava da obezbedi dovoljno energije za svoje stanovništvo i privredu, ali i da odmene velike termoelektrane pogonjene na ugalj koji nije najboljeg kvaliteta i pravi veliki ekološki problem u zemlji. Zato se ogromna sredstva ulažu u zelene tehnologije, pa samim tim i u solarna postrojenja. Koristeći povoljne klimatske uslove sa preko 300 sunčanih dana, vlada Indije je pristupila ambicioznom planu razvija solarnih sistema, kojim će sa 1686,44 MW postrojenja (Mart 2013.) realizovati dodatnih 10.000 MW do 2017, na 20.000 MW novih postrojenja do 2022. godine. Ovako ambiciozan plan pokušaće realizovati se samo pomoću postrojenja sa PV panelima, već i sa solarno-termalnim sistemima.

Većina ovih postrojenja je planirana u sušnim do pustinjskim oblastima na zapadu zemlje, u saveznim državama Radžastan i Gujarat. U Radžastanu je i trenutno najveća proizvodnja, a instalirana postrojenja su ukupne snage od 510,25MW. Najveći projekat koji je u realizaciji trenutno jeste Charanka Solar Park, u saveznoj državi Gujarat. Trenutno pomoću PV panela proizvodi 214MW, ali je ukupna planirana proizvodnja od 856,81MW. Park je smešten na ukupnoj površini od 2.000ha i od njega se očekuje da sačuva atmosferu za oko 8 miliona tona ugljen-dioksida. Planiran je završetak radova do početka 2014. godine.

Gde smo mi u ovoj priči i brojkama? Mi smo na samom početku, cifre su skromne, a planovi veliki. Najavljena izgradnja postrojenja od 1.000MW se raspršila poput mašte, ali nam opet nekako ostaje da se nadamo da će se jedan takav impozantan projekat realizovati. Koji sistem koristiti i šta raditi, Nemci su već trasirali, a tu trasu prate mnogi drugi. Srbija sa svojih 1.400W/m2 sunčevog zračenja (poređenja radi, u Nemačkoj je taj prosek oko 1.000W/m2) ima solidan potencijal za proizvodnju, pogotovu u jugozapadnoj i južnoj Srbiji (Pešterska visoravan i Toplički okrug). Korišćenjem dobrih iskustava zemalja koje su daleko otišle u ovoj oblasti i pametne politike prema zelenih tehnologijama, može se očekivati da Srbija podigne proizvodnju „čiste“ električne energije, u skladu sa evropskim propisima i normama.

Energija nas pokreće, sa njom radimo izuzetne stvari i postižemo vrhunske rezultate. Danas je imamo u svakom obliku, u skladu sa željama i potrebama. Postali smo moderno društvo sa velikim prohtevima koje ne prihvata „ne“ kao odgovor i želi pun ugođaj u svakom trenutku. Međutim, šta ako se jednog jutra probudimo i više ništa ne bude onako kako je bilo ranije. Onda ćemo tražiti nove izvore energije, tražiti kompromise, tražiti novo i novo moderno društvo...

Električna energija pokreće današnji svet, i tu nema puno filozofije. Koristimo je za sve svoje potrebe, ali i da svim svetlima pokažemo svoj uspeh. I sada, stara dobra trka nacija; Ko najviše proizvodi, kako je proizvodi, ko ima čistiju energiju, ko je veliki zagađivač i tako dalje. U svakom slučaju imamo onu staru dobru podelu na razvijene zemlje, zemlje u razvoju i one koje nikoga ne interesuju. Sve ove zemlje imaju svoje argumente zašto i kako proizvode električnu energiju. Razvijene zemlje imaju dovoljno da ulažu u čiste i nove tipove proizvodnje, u razvoju su po pravilu veliki zagađivači jer proizvode energiju na konvencionalan način i ne obraćaju pažnju na zagađenje, jer „mi se razvijamo i kada se razvijemo, ulagaćemo u čistu energiju“. Nerazvijene zemlje su opet na margini, jer iako proizvode, to je neznatno... dok se ne ustanovi da imaju ogromne količine goriva.

Međutim, svoj boravak u Nacionalnom institutu za solarnu energiju Gwal Pahari, Indija iskoristio sam da napravim poređenje između evropskog modela i jedne ogromne zemlje u razvoju. Instalirani kapacitet Indije je 229.251 GW , a 87.55% predstavljaju neobnovljivi izvori energije. Indija sada ulaže velike napore da proizvede električnu energiju iz obnovljivih izvora energije, jer je vlada svesna da je Indija jedan od većih zagađivača životne sredine ali da i dalje nema dovoljno energije za svoje potrebe. Za rešavanje ovih problema, vlada Indije je ušla u ambiciozan projekat izgradnje velikih solarnih elektrana u oblasti Radžastan, na zapadu zemlje. Ohrabruje ovakva vest, jer se ulaganje u obnovljive izvore energije dešava upravo i zemlji koja je u razvoju i čiji energetski sistem zavisi upravo od fosilnih goriva.

Ono što je na ovom putovanju meni posebno bilo zanimljivo jeste koliko ljudi u Indiji cene energiju uopšte. Sunce koriste za sve što se može koristiti; Za električnu energiju, za grejanje, za hlađenje, za proizvodnju pijaće vode, ali i za spremanje hrane. Iako je spremanje hrane na paru dobijenu sunčevim zračenjem u Indiji tradicionalno, danas se u hotelima ali i kućama koriste veliki sistemi za spremanje hrane, sistemi koji pretvaraju vodu u paru kojom se kuva hrana (steam cooking system).

Da li mi cenimo energiju? Mislim da ne. Smatramo da je imamo u izobilju i zato je neracionalno i koristimo. Međutim, ono što ne vidimo jeste trud koji se ulaže da se energija dobije, ali i da ta energija bude jeftina. Danas je situacija takva kakva jeste, ali se stvari mogu drastično promeniti već sutra. Zato je potrebno podići svest potrošača, da ceni energiju na svaki mogući način i da razmisli još jednom kada uključi TV, koji put energija putuje od izvora do TV-a.