Studiekompasset.dkKlasse: STX 2.g · Fag: Fysik B
1
Alternativ energikilde
STX 2.g
Mange har som børn siddet med et
forstørrelsesglas og brændt blade af i den
intense varme fra solens stråler. Det samme
princip anvendes nu i solkraftværker til at
levere strøm i hundredtusindvis af hjem i
ørkenen. Spanien var først med solkraft i 2011,
og på verdensplan leverer solkraft- værker nu
over 2500 MW – nok til at dække over
3.630.000 europæeres strømforbrug.
Beregninger viser, at metoden i 2050 kan
dække en fjerdedel af verdens behov for
energi.
Solenergi om natten
I Californien, godt 60 kilometer fra Las Vegas,
har en kæmpe del af ørkenen været omdannet
til byggeplads i årevis. Her bygges verdens
største solkraftanlæg, som dækker 14.000
hektar ørkenlandskab med spejle. Robotter har
placeret spejlene i holdere, hvorefter
byggepladsarbejderne boltede dem fast og
justerede spejlene, så de med stor præcision
reflekterer sollyset og sender det op mod en
solopsamler på toppen af et højt tårn. Et
solkraftværk består af tusindvis af store spejle,
som sender sollys op mod tårnet, hvor den
blanding natrium- og kalium salte smelter i
den intense hede. De smelter salte er over 500
grader varme og ledes gennem en
varmeveksler med vand, som øjeblikkeligt
begynder at koge. Vanddampene driver nogle
generatorer, der producere strøm, præcis som
det sker på traditionelle kraftværker.
Forskellen er blot, at det er solen, der leverer
energien, men det i de fleste kraftværker stadig
er olie, gas og kul. Med sine 173.500
heliostater med hver to spejle og tre
solopsamlere vil kraftværket, når det kører for
fuld kraft,
kunne levere
392MW, eller
nok til at
forsyne en
storby med
strøm. De
kæmpemæssi
ge spejle kaldes heliostater og styrers af
computere, så de følger solens gang over
himlen og hele tiden sender det reflekterende
sollys op mod tårnet i midten. Værket kan
også levere strøm om natten, fordi en del af de
smeltede, supervarme salte lægger på lager i
højisolerede lagertanke. Varmen fra lageret er
nok til at drive turbinerne i op til 16 timer
uden sol. De enorme solkraftværker placeres
typisk i øde ørkenområder, hvor de ikke
generer nogen, og hvor der er mange
solskinstimer.
Solen smelter salt
Det nyåbnede
solkraftanlæg Ivanpah i
Californien består af
173.500 såkaldte helio-
stater med hver to spejle.
Anlægget kan levere 392
MW – nok strøm til at
forsyne 280.000 ameri-
kanere med al den elektri-
citet, de bruger til dagligt
2
Solceller gemmer sig overalt
Potentialet i at udnytte energien fra solen er
gigantisk, for i løbet af bare halvanden time
modtager Jorden lige så meget energi fra
solen, som vi bruger på et helt år. Prisen på
solenergi rasler ned og kan snart konkurrere
med kul, olie og naturgas. Bl.a. solceller er ved
at blive allemandseje og vinder mere indpas på
energimarkeder. Trenden er at bygge solceller
ind i materiale, så de bliver skjult i facader, i
vinduer på tage og i vejbaner.
På Berlins nye
hovedbanegård har ingeniører
fx bygget 1700 kvadratmeter
solceller ind i selve
konstruktionen.
De nyeste solceller er lavet af plast, og det gør
dem billigere at fremstille, fordi de kan trykkes
næsten ligesom aviser. Plastsolceller kan kun
udnytte nogle på procent af sollysset. De mest
effektive solceller er stadig baseret på
grundstoffet silicium og kan omdanne over 40
pct. af sollyset elektricitet. Men gennemsnitligt
udnytter siliciumbaserede solceller, som ses på
fx hustage, kun omkring 16 pct. af sollysets
energi. Den relativt lave udnyttelse skyldes
blandt andet, at solcellerne kun omdanner en
lille del af solstålingen til elektricitet. Derfor er
missionen at udvikle solceller, der kan udnytte
hele det elektromagnetiske spektrum, det vil
sige alle bølgelængder. For nylig har forskere
fra University at Buffalo i USA opfundet en
solcelle med så mange lag, at den er i stand til
at opsuge og udnytte energien fra alle
regnbuens farver samt det infrarøde lys.
Andre arbejder på at gøre solcellerne robuste.
En amerikansk strøm - og energiingeniør,
Scott Brusaw, har sammen med sin hustru
udviklet nogle særdeles kraftige og stærke
solpaneler, der kan bruges som vejpaneler. De
sekskantede paneler er belagt med et tykt lag
glas og kan holde til trykket fra bl.a. tunge
traktorer. Samtidig er solcellerne
trykfølsomme, så de kan registrere og advare
om kø kørsel. Solpanelerne som asfalt øger
også trafiksikkerheden, fordi panelerne selv
genererer varmen, så sne og is smelter væk om
vinteren.
Vejbelægning
Solpaneler
belagt med et
kraftigt
gennemsigtigt
glas kan bruges
som
vejbelægning.
Vinduer
En ny type ultratynde solceller til
vinduerne absorberende primært infrarøde
lys – ikke synligt lys – hvilket gør dem 70
pct. gennemsigtige for det menneskelige
øje. Det infrarøde lys konverteres
efterfølgende til en elektronisk strøm.