Saulės elementai, sumažinsiantys degalų poreikį, atsiras gana greitai?

Jei šveicarų skrydis „Solar Impulse“ lėktuvu aplink pasaulį bus sėkmingas, lėktuvų pramonė į saulės energetiką ims žiūrėti kur kas rimčiau, sako Antano Gustaičio aviacijos instituto direktorius Jonas Stankūnas. „Vystantis technologijoms, standartai spaudžia vis labiau taupyti energiją ir tausoti aplinką. [...] Be to, kiekvienas stengiasi, kad jo gaminys būtų kuo efektyvesnis ir ekonomiškesnis. Taigi per dešimtmetį šioje srityje bus didelių pokyčių“, – kalba profesorius.

Anot Lietuvos atsinaujinančių išteklių konfederacijos prezidento Martyno Nagevičiaus, aviacijos pramonė supranta, kad reikia keistis, bet saulės elementais varomų keleivinių orlaivių dar teks palaukti: „Po kurio laiko tai bus daugiau pagalbinis dalykas, leisiantis mažinti degalų vartojimą. Nemanau, kad artimiausiu metu pamatysime komercinių orlaivių, skrendančių vien saulės energija. Bet saulės elementai, kurie panaudos dalį gaunamos saulės energijos ir sumažins degalų poreikį, atsiras pakankamai greitai.“

Per dešimtmetį tikimasi sulaukti daug didesnių pokyčių

Jungtinių Arabų Emyratų sostinės Abu Dabio oro uostas. Ankstyvas rytas, saulė ką tik pakilo virš horizonto. Šios akimirkos ir laukė šveicarų inžinieriai – dabar jų lėktuvas jau galės kilti į orą. Istorinė kelionė prasideda. „Čia daugiau inžinierių žaidimai – pasižiūrėti, kas yra įmanoma. Dabar jie įrodo, kad jau įmanoma tai, kas buvo neįmanoma anksčiau“, – pastebi Lietuvos atsinaujinančių išteklių konfederacijos prezidentas M. Nagevičius.

Saulės energija – vienas svarbių išteklių, kurį populiarinti bando naujojo lėktuvo pilotas Bertrandas Piccardas. Jis arabų televizijos kanalui „Al Jazeera“ sako su komanda norintis įrodyti, kad, naudojantis atsinaujinančia energetika, galima pasiekti daug – net apskrieti aplink pasaulį. Taip pat šveicarų inžinierius nori, kad visas pasaulis pamatytų, kad tai realiai veikia.

„Mes nutūpsime Indijoje, Kinijoje, JAV, Europoje ir galiausiai – vėl į Abu Dabį. Norime kiekvienąkart susitikti su vaikais, studentais, žiniasklaidos ir valdžios atstovais, taip pat – universitetais, įmonėmis, nevyriausybinėmis organizacijomis. Mūsų tikslas yra didesnis visuomenės palaikymas – kad koks milijonas žmonių būtų įkvėpti švariųjų technologijų ir galėtų savo vyriausybėms sakyti: taip, mes tai palaikome! Siekite to!“ – kalba B. Piccardas.

Kaip šalių vyriausybės žiūrės į ekologiškesnį transportą – klausimas atviras. Tačiau Vilniaus Gedimino technikos universiteto Antano Gustaičio aviacijos instituto direktorius J. Stankūnas įsitikinęs, kad, jei šveicarų kelionė aplink pasaulį bus sėkminga, lėktuvų pramonė į saulės energetiką ims žiūrėti kur kas rimčiau.

„Kad įsileis, nėra jokių abejonių, nes, vystantis technologijoms, standartai spaudžia vis labiau taupyti energiją ir tausoti aplinką. Dabar Europoje pagrindinis šūkis transporto srityje yra „energijos taupymas – aplinkos tausojimas“. Be to, kiekvienas stengiasi, kad jo gaminys būtų kuo efektyvesnis ir ekonomiškesnis. Taigi per dešimtmetį šioje srityje bus didelių pokyčių“, – sako J. Stankūnas.

Automobilis su boingo sparnais ir didžiule uodega

O kol kas pažvelkime į naująjį lėktuvą „Solar Impulse“. Keistoki jo matmenys: įsivaizduokite savo šeimyninį automobilį, ant kurio uždėti didžiulio „Boeing“ lėktuvo sparnai, ir dar priklijuokite ilgą metalinę uodegą. Kitaip sakant – tai mažas lengvas lėktuvėlis su neproporcingai plačiais ir ilgais sparnais. Taip padaryta tam, kad ant tų sparnų tilptų visi 17 tūkst. saulės elementų. Tiek jų reikia, kad lėktuvas galėtų sėkmingai skristi ir geriausiu atveju pasiekti 100 km/h greitį. Nepatogu, nepraktiška, bet tokia pradžia, ir kol kas tenka susitaikyti su sudėtingu orlaivio valdymu.

Profesorius J. Stankūnas pabrėžia, kad žmonės, dirbantys su šiuo lėktuvu, turi būti labai atsakingai paruošti, nes projekto vertė jau viršijo 80 mln. dolerių, o dabar jo palaikymui ir kiekvienam skrydžiui skiriami milžiniški pinigai: „Įsivaizduokite – toks lėtas aparatas ilgam uždaro visą aerodromo tūpimo taką. Be to, tam, kad labai ilgas ir arti žemės esantis sparnas neįsirėžtų į žemę, tako pakraščiuose statomi žmonės, kurie jį gaudo ir perduoda iš rankų į rankas, kol lėktuvas nutūps.“

Tam, kad žmonija ne tik padėtų skristi saulės elementais varomam lėktuvui, bet ir pati galėtų tokiais skraidžioti, reikia didesnio saulės elementų pajėgumo. Pasak energetikos eksperto M. Nagevičiaus, kuo lėktuvas didesnis, tuo daugiau tų elementų reikėtų, o tai kol kas sunku įgyvendinti.

„Visų pirma riboja svoris – lėktuve kiekvienas kilogramas svarbus. Be to, lėktuvo plotas ribotas – saulės elementų ant jo nepadarysi daugiau, negu telpa. Vadinasi, elementai turi būti labai efektyvūs. Tų, kuriuos naudojame žemėje, aviacijai neužtenka“, – kalba M. Nagevičius.

Virš vandenyno – penkios paros be poilsio ir miego

Tačiau šveicarų lėktuvėlis turės, ką įrodyti. Kelionė truks penkis mėnesius ir iš visų 13 etapų laukia pats sudėtingiausias, dėl kurio iš esmės ir kyla toks pasaulio dėmesys – iš Kinijos teks vykti į Havajų salas. Tai reiškia, kad lėktuvas turės be nutūpimų skristi virš Ramiojo vandenyno penkias dienas ir naktis iš eilės. Tokio eksperimento dar niekas nebuvo ėmęsis. Tad tai bus iššūkis – kaip seksis skristi naktį? Ar užteks per dieną sukauptos saulės elementų energijos?

„Tai labai preciziškai apskaičiuotas skrydis ir labai sudėtingas uždavinys. Jokio energijos rezervo nėra – yra tik aukštis, kurį lėktuvas pasieks dieną, ir truputis energijos, kurią jis per dieną sukaups baterijose. Žemėti lėktuvas turės labai atsargiai, o pabaigoje panaudoti ir energiją iš baterijų varikliams sukti, kad iki saulės patekėjimo, kol baterijos pradės pildytis, nenužemėtų per žemai“, – sako Aviacijos instituto direktorius J. Stankūnas.

Kitas iššūkis – žmogiškasis. Orlaivį valdyti labai sudėtinga, dėl didžiulių sparnų jis reikalauja jautraus ir atsargaus valdymo – negalima net įjungti autopiloto režimo. Tad lakūnai, skrisdami virš Ramiojo vandenyno, turės nuolat būti dėmesingi, o miegoti galės tik po 2–3 valandas per parą.

Vienas iš pilotų Andre Borschbergas su kolega iš anksto rengiasi šiam būsimam miego trūkumui – užsiima joga, meditacija ir hipnozės technikomis, kurios padeda per akimirką pasinerti į gilų miegą, taip pat – išbūti sunkiomis sąlygomis lėktuvo kabinoje.

Patogumai joje menki – atsistoti ir pavaikščioti nėra kur, tačiau kėdės atlošiamos, kad būtų patogiau miegoti. Po sėdynėmis įmontuoti tualetai. O visas maistas – panašus į astronauto davinį. Sandariai uždarytose pakuotėse yra tokie patiekalai, kaip bulvių apkepas ar morkų sriuba. Beje, per skrydį virš Ramiojo vandenyno lėktuvo kabinoje temperatūra gali svyruoti nuo –40 °C šalčio iki 40 °C karščio.

Saulės energija vis pigesnė ir paklausesnė

Tačiau ko tik nepadarysi, kad danguje nepaliktum nuodingų dūmų pėdsako. Juo labiau kad prognozuojama, jog lėktuvai kasmet į atmosferą išmes vis daugiau milijonų tonų anglies dvideginio, nes keleivinių skrydžių vis daugėja.

Pasak energetikos eksperto M. Nagevičiaus, aviacijos pramonė pamažu supranta, kad reikia keistis. Vyksta pokyčiai kuriant modernesnius lėktuvų variklius, taip pat į įprastus degalus pilami ir biodegalai. Tačiau saulės elementais varomų keleivinių orlaivių dar teks palaukti.

„Manau, po kurio laiko tai bus daugiau pagalbinis dalykas, leisiantis mažinti degalų vartojimą. Nemanau, kad artimiausiu metu, per kokius 10–15 metų, pamatysime komercinių orlaivių, skrendančių vien saulės energija. Bet saulės elementai, kurie panaudos dalį gaunamos saulės energijos ir sumažins degalų poreikį, manau, atsiras pakankamai greitai“, – svarsto M. Nagevičius.

O visame pasaulyje saulės energija tampa vis svarbesnė. Tarptautinė energetikos agentūra (žinomiausia tokia institucija energetikos srityje) pernai išsakė prognozę, kad iki 2050 m. saulės energetika ims pirmauti – iš saulės elektrinių bus pagaminama daugiausia elektros.

Pasak M. Nagevičiaus, tai rodo besivystančios technologijos ir kasdienė patirtis: „Prieš kokius penkerius metus saulės elektrinių savikaina buvo maždaug pusė euro už kilovatvalandę, o šiuo metu Jungtiniuose Arabų Emyratuose statoma 200 megavatų dydžio komercinė saulės elektrinė, kur investuotojams užtenka 6 euro centų už kilovatvalandę. Taigi savikaina sumažėjo beveik 10 kartų.“

Kita energetikos eksperto pavyzdys – JAV Energetikos departamento praėjusią savaitę pateikta statistika – 2013 m. didžiausias elektros energijos gamybos padidėjimas JAV buvo būtent saulės elektrinėse. „Tai reiškia, kad saulės elektrinės, palyginti su ankstesniais metais, pagamino daugiau teravatvalandžių elektros. Antroje vietoje, beje, buvo vėjo energetika“, – kalba M. Nagevičius.

Taip pat, priduria jis, beveik visose šalyse, kaip ir Lietuvoje, vartotojui jau pigiau ant stogo įsirengti saulės elementus, negu pirkti paslaugas iš elektros tinklų. Tiesa, yra viena problema – kad gautum elektrą jau sutemus, dar reikia specialių akumuliatorių. Tačiau papildomi akumuliatoriai jau kainuoja daugiau negu elektros tinklų paslaugos. Tačiau atsinaujinančių išteklių prognozės palankios: didieji pasaulio bankai teigia, kad iki 2020 m. daugumoje Europos Sąjungos šalių tokia kombinacija (saulės elementai ir akumuliatorius) atsipirks per aštuonerius metus.

Pasak ekspertų, visa tai rodo, kad saulės energetika – kaip kalnų griūtis: įsibėgėja nuo mažų akmenukų, bet paskui jos jau nebesustabdysi. Tą ir pajuto šveicarų pilotai, savo kelione pasiryžę sukelti kuo didesnę tradicinės energetikos griūtį.