Ενεργειακές καινοτομίες

Έξυπνα φωτοβολταϊκά λουλούδια, κομψά αιολικά δένδρα και καινοτόμες μπαταρίες για το μέλλον
(Δημοσιεύτηκε στην εφημερίδα Χανιώτικα Νέα στις 30 Αυγούστου 2022 στη στήλη Προστασία του Πολίτη και Καθημερινότητα-472)

Το Εξυπνολούλουδο. Το 2015, όταν είχα πια επιστρέψει στην Ελλάδα, άρχισα να ενδιαφέρομαι για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ή και αιολικών πηγών ενέργειας για το σπίτι μου στο Σταυρό. Είχα τότε ανακαλύψει το Smartflower, ένα αυτόνομο, ρομποτικό σύστημα φωτοβολταϊκών που κατασκεύαζε μια Αυστριακή εταιρεία. Οι επανειλημμένες προσπάθειές μου για επικοινωνία απέτυχαν. Το 2018 πληροφορήθηκα ότι η εταιρεία χρεοκόπησε και εξαγοράστηκε από μια εταιρεία στις ΗΠΑ.

Εκτός από την αισθητική του, η καινοτομία του Εξυπνολούλουδου είναι ότι παρακολουθεί την πορεία του ήλιου, έχει δηλαδή μεγαλύτερη απόδοση από ένα κλασσικό επίπεδο φωτοβολταϊκό της ίδιας επιφάνειας που εγκαθίσταται σε μια σκεπή. Επιπλέον, μόλις η ταχύτητα του ανέμου ξεπεράσει μια ορισμένη τιμή διπλώνει ώστε να μην υποστεί βλάβη. Διπλώνει επίσης και μετά τη δύση του ήλιου και μένει έτσι μέχρι το πρώτο φως της επόμενης ημέρας.

Ο χώρος που απαιτεί για την εγκατάσταση είναι ένα κύβος με διαστάσεις 5 μέτρα και μπορεί να εγκατασταθεί σε κήπους, εισόδους κτηρίων ή ταράτσες. Ένα μόνο Εξυπνολούλουδο αρκεί για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες ενός μέσου σπιτιού – άλλο μοντέλο καλύπτει την φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Κάθε σύστημα περιλαμβάνει και τον δικό του μετατροπέα (inverter).

Προσωπικά, απογοητευμένος από την αδιαφορία της (αυστριακής και αμερικάνικης) εταιρείας αποφάσισα να εγκαταστήσω ένα κλασσικό φωτοβολταϊκό στέγης σε συνεργασία με μια Χανιώτικη εταιρεία (Τ&Τ Ενεργειακή). Αφού δρομολογήθηκε η εγκατάσταση, μου τηλεφώνησε ο Έλληνας αντιπρόσωπος (Master-Robotics) του Εξυπνολούλουδου που έχει ήδη πραγματοποιήσει τρεις εγκαταστάσεις στην Ελλάδα. Δυστυχώς, τη δεδομένη χρονική στιγμή δεν ήταν δυνατόν για οικονομικούς κυρίως λόγους να εγκαταστήσω και ένα Εξυπνολούλοδο παράλληλα με το σύστημα που είχα παραγγείλει.

To Ανεμόδενδρο. Στους σχεδιασμούς μου ήταν πάντα και η εγκατάσταση μιας μικρής ανεμογεννήτριας κατακόρυφου άξονα, μέχρι που έπεσα πάνω στο γαλλικής κατασκευής Wind Tree, ένα μεταλλικό δέντρο που αντί για φύλλα έχει μικρές ανεμογεννήτριες, τα Aeroleaf (Αερόφυλλα). Ένα τέτοιο Ανεμόδενδρο, με 36 Αερόφυλλα μπορεί επίσης να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες ενός μέσου σπιτιού. Το πλεονέκτημά του είναι ότι λειτουργεί όλο το 24ωρο ακόμη και με τον παραμικρό άνεμο, από οποιαδήποτε κατεύθυνση και αν φυσάει, ακόμη κι αν αυτός μεταβάλλεται συνεχώς.

Το Ανεμόδενδρο, μπορεί να εγκατασταθεί και σε αστικό περιβάλλον. Διατίθεται σε μικρότερη διαμορφώσιμη μορφή (με 18, 24 ή 30 Αερόφυλλα) ή και σε μορφή Θάμνου (με 12 Αερόφυλλα και σε συνδυασμό με φωτοβολταϊκά «πέταλα». Οι διαστάσεις ποικίλουν σε ύψος (από 6 περίπου μέτρα για τον Θάμνο έως 10 για το Ανεμόδενδρο) και διάμετρο (από 5 περίπου μέτρα για τον Θάμνο έως 8 για το Ανεμόδενδρο). Το σύστημα περιλαμβάνει επίσης μετατροπέα.

Το μέλλον των μπαταριών. Η χρήση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας συνδέεται άρρηκτα και με τη χρήση αποδοτικών μπαταριών για αποθήκευση της ενέργειας ώστε αυτή να είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί όταν η πηγή δεν είναι διαθέσιμη π.χ. το βράδυ όταν δεν υπάρχει ήλιος, σε περιόδους νηνεμίας ή πάνω σε κάθε είδους οχήματα. Σήμερα, οι πιο αποδοτικές μπαταρίες χρησιμοποιούν λίθιο, ένα μέταλλο του οποίου η εκμετάλλευση αντιμετωπίζει αρκετές προκλήσεις. Αν και άφθονο στη φύση, θεωρείται σπάνιο γιατί δεν υπάρχουν πολλά μέρη εξόρυξης και κατεργασίας.

Η εξόρυξη και η παραγωγή του επιβαρύνουν ιδιαίτερα το περιβάλλον. Και τέλος, εκτός από το υψηλό κόστος, οι μπαταρίες λιθίου παρουσιάζουν σημαντικά προβλήματα – απαιτούν τη χρήση και άλλων σπάνιων μεταλλευμάτων (νικέλιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο), υπερθερμαίνονται (και εκρήγνυνται) αν φορτιστούν γρήγορα, αντέχουν σε λίγες σχετικά επαναφορτίσεις (1.000), είναι εύφλεκτες και τοξικές, η απόδοσή τους πέφτει σε ακραίες θερμοκρασίες και τέλος τα περιβλήματά τους και η μεταφορά τους κοστίζουν ακριβά.

Αντίθετα, οι μπαταρίες νατρίου που προτείνει η αμερικανική εταιρεία Natron χρησιμοποιούν ως βάση το νάτριο που ως χλωριούχο νάτριο (απλό αλάτι) βρίσκεται άφθονο στη φύση. Φορτίζονται γρήγορα χωρίς να υπερθερμαίνονται, αντέχουν σε πάνω από 50.000 επαναφορτίσεις, δεν αναφλέγονται και μεταφέρονται εύκολα. Το κυριότερο μειονέκτημα τους είναι ότι ενέργεια που αποθηκεύουν ανά χιλιόγραμμο (ενεργειακή πυκνότητα) είναι μικρότερη από εκείνη των μπαταριών λιθίου και γι’ αυτό απαιτούν μεγαλύτερο όγκο για να την αποθηκεύσουν.

Βέβαια, και οι πρώτες μπαταρίες λιθίου είχαν κι αυτές χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα, κάτι που με τον καιρό βελτιώθηκε. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα δούμε σύντομα μπαταρίες νατρίου για ηλεκτρικά οχήματα ενώ προβλέπεται να αρχίσουν να χρησιμοποιούνται σύντομα σε κέντρα αποθήκευσης δεδομένων (ως εφεδρικές), σε περονοφόρα ανυψωτικά (κλάρκ) και σε δίκτυα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Πολλά γράφονται και για τις πυρηνικές μπαταρίες της εταιρείας NDB η οποία ισχυρίζεται ότι ενσωματώνει ραδιενεργά απόβλητα από πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ακτινοβολία εκπέμπεται κατά την διάσπασή τους. Η εταιρεία προβλέπει να παρουσιάσει πραγματικά προϊόντα στο κοντινό μέλλον. παρά τις επιφυλάξεις που έχουν διατυπωθεί σχετικά με την δυνατότητα υλοποίησης όσων ισχυρίζονται οι επιστήμονες της εταιρείας. Ότι δηλαδή οι μπαταρίες αυτές μπορούν να τροφοδοτούν ηλεκτρικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα ή ηλεκτρικά αυτοκίνητα επί εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια.

Σε άλλο επίπεδο, οι Ελβετοί έθεσαν σε λειτουργία τον Ιούλιο μια γιγαντιαία υδατομπαταρία που λειτουργεί αξιοποιώντας υδροηλεκτρική ενέργεια. Κατασκεύασαν δύο φράγματα δημιουργώντας δύο τεχνητές λίμνες με μεγάλη διαφορά υψομέτρου. Οι δύο λίμνες συνδέονται με μια σήραγγα μέσα στην οποία υπάρχουν έξη υδροστρόβιλοι που μπορούν να λειτουργούν για την παραγωγή ηλεκτρισμού ή αντίστροφα για την άντληση νερού.

Η εν λόγω υδατομπαταρία στο Νάντ ντε Ντράνς (η κατασκευή του σταθμού διήρκεσε 14 χρόνια) λειτουργεί ως εξής. Όταν στο Ελβετικό ηλεκτρικό δίκτυο υπάρχει πλεονάζουσα ενέργεια, αυτή τροφοδοτεί τους στροβίλους, οι οποίοι αντλούν νερό από την χαμηλότερη τεχνητή λίμνη προς την υψηλότερη. Όταν στο δίκτυο απαιτείται επιπλέον ενέργεια, οι στρόβιλοι λειτουργούν αντίστροφα χρησιμοποιώντας το αποθηκευμένο νερό για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας την οποία διοχετεύουν στο δίκτυο. Η αποθηκευτική ικανότητα αυτής της υδατομπαταρίας είναι 20 εκατ. κιλοβατώρες, ενέργεια που μπορεί να τροφοδοτήσει μέχρι 900.000 νοικοκυριά.

Παρόμοιες υδατομπαταρίες υπάρχουν στις ΗΠΑ (αντιστοιχούν σε συνολική αποθηκευτική ικανότητα 553 εκατ. κιλοβατώρες) και στην Κίνα, η οποία σχεδιάζει να τετραπλασιάσει την αντίστοιχη αποθηκευτική της ικανότητα φθάνοντας τις 100 εκατ. κιλοβατώρες μέχρι το 2030.