Energetická náročnost naší civilizace neustále stoupá. Výroba elektrické energie se přitom zásadním způsobem podepisuje na tváři planety. Šlo by tento proces přenést mimo Zemi? Podle amerických odborníků by to v horizontu 30 let skutečně možné bylo.

Slunce směrem k naší planetě každým okamžikem posílá zdarma spoustu energie. Problémem je, že ji stále neumíme řádně využít. Nejde jen o to, že v České republice používané fotovoltaické články zachytí jen zlomek energie ze Slunce.

V našich končinách jsme byli svědky i toho, kdy ekonomické zájmy zvítězily nad zájmy obecnými a pojem solární energie se téměř dostal na černou listinu.

Zkuste to bez drátů!

Skupina amerických vědců sdružených v Mezinárodní akademii astronautiky (IAA) navrhuje, aby se solární elektrárny postavily přímo na oběžné dráze. Získaná energie by se poté na povrch dostávala pomocí bezdrátových technologií.

„Je zřejmé, že solární energie dodávaná z kosmu by mohla hrát ve 21. století ohromně významnou roli v uspokojování globální poptávky po energii,“ tvrdí dlouholetý pracovník amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) John Mankins.

Tak náročný úkol by zřejmě soukromý sektor nezvládl. Mankins zdůrazňuje, že se na projektu vesmírných elektráren budou muset podílet hlavně vlády kosmických velmocí. Není totiž jasné, zda by se privátním společnostem vstup do plánu vyplatil, délka projektu je totiž z komerčního hlediska celkem dlouhá. Otázkou také je, co na nemalé náklady řeknou daňoví poplatníci.

Hejno satelitů nad rovníkem

Jak si vědci neobvyklou elektrárenskou soustavu představují? Na oběžné dráze nad rovníkem by své místo mělo najít několik desítek satelitů. Ty budou samozřejmě vybaveny slunečními panely. Pomocí mikrovlnných antén nebo laseru by pak tyto družice posílaly energii tam, kde by jí bylo zrovna zapotřebí.

Mankins je přesvědčen, že celý projekt by byl technicky zvládnutelný již za 10 let, ale jeho kolegové jsou skeptičtější a hovoří o třiceti letech.

Příkon záření dopadajícího na povrch zemské atmosféry činí 1373 W/m2. Toto množství se nazývá solární konstanta. Ve skutečnosti není konstantní, neboť oběžná dráha Země kolem Slunce je eliptická a to způsobuje kolísání ve velikosti solární konstanty přibližně 3 % (asi 40 W/m2).

Malé změny solární konstanty jsou též spjaty s cykly sluneční aktivity, ty ale dosahují maximálně desetin procenta. Každopádně energie ze Slunce je dostatek, aby hrozící energetickou krizi zažehnala.

Vyplatí se to?

Technické možnosti jsou však jednou věcí a ekonomická náročnost druhou. Řada expertů nad celým projektem kroutí hlavou právě kvůli vysokým finančním nákladům. Autoři studie o vesmírných elektrárnách jsou však jiného názoru.

Podle nich v posledních letech došlo ve vývoji fotovoltaických článků ke značnému pokroku, což by navrhovaný plán mohlo výrazně zlevnit.

Skeptici z řad odborníků však považují celý projekt za neuskutečnitelný do té doby, než se náklady na vyslání solárních elektráren na oběžnou dráhu nesníží nejméně na desetinu současné úrovně. Dalšími překážkami budou vysoké náklady na vývoj, nárůst kosmického odpadu a neschopnost odhadnout, jak by si vesmírná elektřina vedla na trhu.

Čtyřiadvacetihodinová směna

Jaké jsou finanční odhady na program kosmické energetiky? Pohybují se v řádech desítek miliard dolarů. Mankins ovšem zdůrazňuje, že k výraznému snížení nákladů na pilotní projekt by mohly pomoci jednorázové rakety, které se v současnosti vyvíjejí pro jiné kosmické programy.

Satelity na oběžné dráze by mohly získávat energii ze Slunce po celých 24 hodin, což solární panely umístěné na Zemi neumožňují.

Idea kosmických elektráren není úplně nová. Experti se jí zabývají již po čtyři desítky let. A zřejmě se jí budou věnovat i nadále, hnacím motorem je zde především strach z vyčerpání neobnovitelných zdrojů a škody napáchané na životním prostředí.

I proto je podle IAA nezbytné, aby své síly spojily vládní a soukromé výzkumné instituce, průmyslové společnosti i nevládní organizace. Je ovšem otázkou, jak dalece je taková spolupráce v současném světě reálná.

Solární energie v Česku

*Výroba elektřiny ve fotovoltaických elektrárnách v České republice v loňském roce prudce vzrostla.

*Do konce října solární elektrárny vyrobily 2012 gigawatthodin proudu, což je více než trojnásobek celoroční loňské produkce.

*Podle Energetického regulačního úřadu (ERÚ) poroste výroba z fotovoltaických zdrojů i v dalších letech, ale nikoli tak rapidně.

*ERÚ čeká spíše větší růst výroby u bioplynových stanic.

*Prudký nárůst produkce v solárních elektrárnách souvisí s tím, že výhodné státní dotace v loňském roce přilákaly do solárního sektoru řadu investorů.

*Solárních elektráren začalo rychle přibývat a jejich instalovaný výkon se vloni zvýšil více než čtyřnásobně na zhruba 2000 MW.

*Obnovitelné zdroje se na celkové výrobě elektrické energie v Česku podílely zhruba 8 %.

List, který lapá Slunce

Američtí vědci vytvořili levný solární článek v podobě umělého listu, který dokáže přeměňovat sluneční světlo přímo v elektřinu. Tu je poté možno uskladnit a použít později. List je přitom tenký jako oplatka a velký jako hrací karta.

Stačí jej ponořit do nádoby, která je naplněná vodou a vystavená slunečnímu světlu. Zázračný list pak začne vyrábět na jedné straně molekuly kyslíku a na druhé molekuly vodíku.

„Tyto molekuly lze odděleně uskladnit k pozdější výrobě elektřiny opětovnou tvorbou vody jejich spojením,“ popisuje Daniel Nocera z Massachusettského technologického institutu v Cambridgi v USA. Nespornou výhodou je, že list je složen pouze z nenáročných a levných materiálů.

Jakých? Především z křemíku, kobaltu a niklu. A navíc funguje i v obyčejné vodě, ovšem zatím pouze jako prototyp.