Πώς το «πράσινο κύμα» αλλάζει τον πλανήτη

Κλείστε τα μάτια και σκεφτείτε το σπίτι σας ή το κτίριο όπου εργάζεστε «ντυμένο» με παράθυρα που λειτουργούν ως φωτοβολταϊκοί συλλέκτες, καλύπτοντας τις ανάγκες σε ρεύμα. Αφήστε το μυαλό σας να ταξιδέψει ακόμη μακρύτερα, σε ένα μέλλον όπου βασικές υποδομές, όπως κτίρια, δρόμοι κ.λπ., θα είναι φτιαγμένες από τσιμέντο που αποθηκεύει ενέργεια και θα επιτρέπει στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να... φορτίζουν ενώ κινούνται. Ακόμη, οραματιστείτε ότι ταξιδεύετε με το πλοίο και συναντάτε όρθιες ανεμογεννήτριες στο ύψος του Πύργου του Αϊφελ ή συστοιχίες μετατροπέων που εκμεταλλεύονται τη δυναμική των κυμάτων για να σας προσφέρουν φθηνή και καθαρή ενέργεια. Οσο κι αν όλα αυτά μοιάζουν με σενάρια επιστημονικής φαντασίας, σε λίγα χρόνια θα αποτελούν στοιχεία της καθημερινότητας. Εάν βέβαια προλάβουμε να φτάσουμε μέχρι εκεί...



Την ώρα που η κλιματική κρίση δείχνει με κάθε τρόπο ότι δεν αποτελεί μια μακρινή, μελλοντική απειλή, αλλά είναι η νέα πραγματικότητα που βιώνουμε όλοι μας, η μετάβαση στην πράσινη οικονομία με τη μεγιστοποίηση της παραγωγής ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές διαφαίνεται ως η μόνη ελπίδα σωτηρίας.

Αλλωστε, ακόμη και τα πιο απαισιόδοξα επιστημονικά μοντέλα αποδεικνύονται αρκετά αισιόδοξα μπροστά στη ζοφερή πραγματικότητα που δημιουργεί κάθε ακραίο καιρικό φαινόμενο -από την Ελλάδα μέχρι τη Λιβύη και από τις ΗΠΑ μέχρι την Ινδία-, ενώ ο ΟΗΕ και οι ειδικοί έχουν σημάνει συναγερμό, υποστηρίζοντας ότι υπάρχει ακόμη λίγος χρόνος προκειμένου να γυρίσουμε το παιχνίδι, έστω στο παρά πέντε. Αυτό που έχει γίνει ξεκάθαρο μέσα από όσα βλέπουμε το τελευταίο διάστημα είναι ότι δεν υπάρχει καιρός για χάσιμο - αν βέβαια θέλουμε εμείς και τα παιδιά μας να συνεχίσουμε να ζούμε σε έναν πλανήτη όπως τον γνωρίζαμε τουλάχιστον μέχρι πριν από λίγα χρόνια.

Προς αυτόν τον σκοπό, άλλωστε, οι διεθνείς οργανισμοί κινητοποιούνται και ήδη η Ευρωπαϊκή Ενωση επιχειρεί το μεγάλο βήμα με την αναθεώρηση του στόχου που προβλέπει ότι το 42,5% της ενέργειας στην Ε.Ε. πρέπει να προέρχεται από ΑΠΕ έως το 2030, αντί του υφιστάμενου 32%. Μάλιστα τα κράτη-μέλη καλούνται να καλύψουν τουλάχιστον το 5% της νέας εγκατεστημένης ισχύος ανανεώσιμης ενέργειας μέσω καινοτόμων τεχνολογιών.

Αυτή η εξέλιξη είναι ενδεικτική της κρισιμότητας της κατάστασης και απαιτεί πανστρατιά προκειμένου να πετύχουμε την πράσινη μετάβαση, διασφαλίζοντας τη βιωσιμότητα στον πλανήτη. Σε αυτόν τον αγώνα δρόμου τον κύριο ρόλο θα τον έχουν οι ΑΠΕ που γνωρίζουμε σήμερα, τα χερσαία και θαλάσσια αιολικά πάρκα, οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί, τα υδροηλεκτρικά και οι υποδομές αποθήκευσης ενέργειας, τα βιοκαύσιμα, και βέβαια το πράσινο υδρογόνο.

Τι φέρνει το μέλλον

Δεν είναι, όμως, μόνο αυτά. Χιλιάδες εταιρείες σε όλο τον κόσμο, πολλές από τις οποίες ανήκουν στην κατηγορία των startups, καθώς και επιστημονικές ομάδες, επεξεργάζονται νέες τεχνολογίες, προχωρούν σε πειραματικό ή πιλοτικό επίπεδο την εφαρμογή καινοτόμων ιδεών και μοντέλων ακόμη και με τη συνδρομή της Τεχνητής Νοημοσύνης.

Στα πιο... κοντινά θα ζήσουμε τη θεαματική ανάπτυξη των πλωτών υπεράκτιων αιολικών πάρκων που δεν χρειάζονται σταθερή θεμελίωση και άρα μπορούν να τοποθετηθούν σε περιοχές με μεγάλα βάθη και αυξημένο αιολικό δυναμικό, αλλά σήμερα αντιπροσωπεύουν μόλις το 1% της εγκατεστημένης ισχύος στη θάλασσα. Παράλληλα, όμως, ανοίγονται νέοι ορίζοντες στον τομέα των ΑΠΕ που αναδεικνύουν αναξιοποίητους ενεργειακούς πόρους.

Σε λίγα χρόνια θα δούμε, για παράδειγμα, νέου τύπου ανεμογεννήτριες στο ύψος του Πύργου του Αϊφελ, φωτοβολταϊκά πλαίσια με καινοτόμα υλικά, ενέργεια που θα παράγεται από τα κύματα και πολλά άλλα.

Η δύναμη των κυμάτων

Η κυματική ενέργεια, δηλαδή η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση της δυναμικής των κυμάτων, είναι μια παλιά υπόθεση. Ωστόσο, παρά τις πολλές προσπάθειες που έγιναν στο παρελθόν δεν μπόρεσε να αναπτυχθεί σε εμπορική κλίμακα. Τα τελευταία χρόνια, όμως, υπάρχει έντονο ενδιαφέρον γύρω από τη συγκεκριμένη τεχνολογία ΑΠΕ, που διαθέτει πέντε φορές υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από τον άνεμο και τουλάχιστον δέκα φορές την πυκνότητα ισχύος της ηλιακής ενέργειας.

Οι παγκόσμιοι πόροι κυματικής ενέργειας υπολογίζεται ότι ανέρχονται σε 2TW, εκ των οποίων θεωρείται εφικτή η αξιοποίηση του 10%-25%, κάτι που αν επιβεβαιωθεί θα έχει μεγάλη συμβολή στο παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα. Εκτιμάται ότι στο σχετικά κοντινό μέλλον η συγκεκριμένη τεχνολογία μπορεί να προσφέρει 500 GW καθαρής ενέργειας (μερίδιο 10% της παγκόσμιας ζήτησης) τροφοδοτώντας 500 εκατομμύρια νοικοκυριά και με την προοπτική να δημιουργήσει 400.000 βιώσιμες νέες θέσεις εργασίας.

Σύμφωνα µε παλαιότερες μελέτες, το υπεράκτιο κυµατικό δυναµικό για τις χώρες της Ε.Ε. εκτιμάται σε 320 GW, από τα οποία περίπου 30 GW αφορούν τη Μεσόγειο. Το ιδιαίτερα σημαντικό για την Ελλάδα είναι ότι με βάση τις ίδιες αναλύσεις στο Αιγαίο παρουσιάζονται οι υψηλότερες τιμές κυµατικής ισχύος στη Μεσόγειο. Περαιτέρω, το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο κυµατικό δυναµικό για τα κράτη της Ε.Ε. υπολογίζεται συνολικά σε 150-230 TWh/έτος, από τα οποία 5-9 TWh/έτος αντιστοιχούν στις ελληνικές θάλασσες.

Το όλο εγχείρημα παρουσιάζει βεβαίως σημαντικές τεχνικές δυσκολίες, όπως η ανάγκη κατασκευής υποδομών ανθεκτικών στις αντίξοες συνθήκες της θάλασσας και ταυτόχρονα αποτελεσματικών σε επίπεδο δέσμευσης της παραγόμενης ενέργειας. Αυτές οι υποδομές είναι οι ενεργειακοί μετατροπείς κυμάτων ή μετατροπείς κυματικής ενέργειας (Wave Energy Converters - WEC) πάνω στους οποίους πειραματίζονται πολλές εταιρείες σε αρκετές χώρες του κόσμου. Παρά τις δυσκολίες, τα οφέλη είναι τεράστια, καθώς η κυματική ενέργεια μπορεί να εξελιχθεί σε μία από τις χαμηλότερου κόστους λύσεις.

Αρκετά προχωρημένη μάλιστα σε αυτό το θέμα εμφανίζεται η Πορτογαλία, η οποία επιχειρεί να εκμεταλλευτεί το τεράστιο κυματικό δυναμικό από την πλευρά του Ατλαντικού, με τις εκτιμήσεις να προβλέπουν ότι η κυματική ενέργεια θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει έως και το 30% του ακαθάριστου εγχώριου προϊόντος της χώρας έως το 2050.

Ηδη τα προηγούμενα χρόνια η Pelamis Wave Power έστησε το πρώτο εμπορικό έργο κυματικής ενέργειας στον κόσμο σε μια περιοχή 5 χιλιόμετρα από την ακτή Αγκουκαντούρα της Πορτογαλίας, το οποίο ωστόσο δεν επιβεβαίωσε τις προσδοκίες. Πολύ πρόσφατα το Simply Blue Group και η κορυφαία ιρλανδική ενεργειακή εταιρεία ESB ξεκίνησαν συνεργασία με στόχο να παραδώσουν ένα πρωτοποριακό project κυματικής ενέργειας, το Saoirse, ισχύος 5 MW, που θα βρίσκεται κοντά στην ακτή Co Clare στην Ιρλανδία. Το έργο εκτιμάται ότι θα ολοκληρωθεί την περίοδο 2028-2029 και μόλις αναπτυχθεί προβλέπεται ότι θα παραμείνει στο νερό για έως και 15 χρόνια.

Το Saoirse βασίζεται στον μετατροπέα ενέργειας κυμάτων της CorPower Ocean, μιας σουηδικής εταιρείας η οποία έχει στήσει την πρώτη της συσκευή πλήρους κλίμακας στην ανοιχτή θάλασσα της Πορτογαλίας. Σημειώνεται ότι το Saoirse έχει προεπιλεγεί για χρηματοδότηση από το πρόγραμμα του Ταμείου Καινοτομίας της Ευρωπαϊκής Επιτροπής τον Ιούλιο του 2023.

Ακόμη, η ιρλανδική startup Seabased αναπτύσσει αρθρωτούς μετατροπείς κυματικής ενέργειας που περιλαμβάνουν σημαντήρες στην επιφάνεια οι οποίοι συνδέονται με γραμμικές γεννήτριες εγκατεστημένες στον πυθμένα της θάλασσας. Τα κύματα παρέχουν κίνηση στους σημαντήρες, παράγοντας έτσι ηλεκτρική ενέργεια. Επιπλέον, τα WEC της Seabased μπορούν να αντέξουν σε σκληρές θαλάσσιες συνθήκες επιτρέποντας υψηλές αποδόσεις.

Παλιρροϊκή ενέργεια

Παρεμφερής τεχνολογία είναι αυτή της παλιρροϊκής ενέργειας που έλαβε κρατική επιχορήγηση για πρώτη φορά το 2022 στο Ηνωμένο Βασίλειο. Πρόκειται για 11 έργα που θα τεθούν σε λειτουργία από το 2027/28 και μετά. Επτά εταιρείες ανάπτυξης παλιρροϊκής ενέργειας, ανάμεσά τους βρετανικές, ισπανικές και αμερικανικές, εξασφάλισαν συμβάσεις για την ανάπτυξη των έργων αυτών σε τέσσερις τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένου του Ευρωπαϊκού Κέντρου Θαλάσσιας Ενέργειας (EMEC) στο Ορκνεϊ.

Οι προβλέψεις δείχνουν ότι έως και το 11% της τρέχουσας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου θα μπορούσε να καλυφθεί με την αξιοποίηση των παλιρροιακών ρευμάτων, με ακόμη μεγαλύτερες δυνατότητες σε ολόκληρη την Ευρώπη.

Αρκεί να αναφερθεί ότι με ένα έργο εγκατεστημένης ισχύος 100 GW, η παλιρροϊκή ενέργεια έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτήσει εκατομμύρια σπίτια και επιχειρήσεις με καθαρή ενέργεια, ενώ σε πλήρη ανάπτυξη μπορεί να φέρει επενδύσεις σε εξοπλισμό και υπηρεσίες άνω των 350 δισ. ευρώ.

Η πιο προηγμένη εταιρεία του κλάδου είναι Orbital Marine Power, με έδρα τη Σκωτία, που έχει ήδη στήσει το O2, τον ισχυρότερο παλιρροϊκό στρόβιλο στον κόσμο που λειτουργεί από τον Ιούλιο του 2021 στο Ορκνεϊ του Ηνωμένου Βασιλείου. Πρόκειται για μια πλωτή υπερκατασκευή μήκους 74 μέτρων, που υποστηρίζει δύο ανεμογεννήτριες 1 MW εκατέρωθεν για ονομαστική ισχύ εξόδου 2 MW. Μπορεί να παράγει αρκετή καθαρή ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψει τη ζήτηση περίπου 2.000 σπιτιών, αντισταθμίζοντας 2.200 τόνους CO2 ετησίως.

Το έξυπνο τσιμέντο

Το σπίτι ή το επαγγελματικό κτίριο του μέλλοντος μπορεί να έχει θεμέλια που αποθηκεύουν ενέργεια από τα ηλιακά πάνελ στην οροφή χωρίς να χρειάζεται μπαταρίες, ενώ τα ηλεκτρικά οχήματα θα φορτίζουν ενώ κινούνται στον δρόμο. Αυτό τουλάχιστον υποστηρίζουν επιστήμονες του φημισμένου MIT, οι οποίοι ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας που βασίζεται σε έναν καινοτόμο τύπο σκυροδέματος. Σύμφωνα με τη σχετική επιστημονική δημοσίευση φέτος το καλοκαίρι, αυτό το σκυρόδεμα προέρχεται από την ανάμειξη τσιμέντου με μαύρο άνθρακα και νερό. Ο μαύρος άνθρακας είναι αγωγός ηλεκτρισμού και οι ερευνητές του MIT, με επικεφαλής τον καθηγητή Φραντς-Γιόσεφ Ουλμ, ανακάλυψαν ότι αν αναμειχθεί με τσιμέντο και νερό με συγκεκριμένο τρόπο σχηματίζει ένα μακρύ, διακλαδωμένο δίκτυο από σύρματα άνθρακα όσο το τσιμέντο σκληραίνει. Αυτό μετατρέπει το υλικό σε υπερπυκνωτή, μια «συσκευή» που αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο.

Πρόκειται δηλαδή για ένα υλικό που όχι μόνο μπορεί να μεταφέρει φορτίο, αλλά και να αποθηκεύσει ενέργεια, ενώ -σε αντίθεση με μια μπαταρία που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική- ένας υπερπυκνωτής με την πάροδο του χρόνου δεν χάνει την ικανότητα να κρατά μεγάλο φορτίο. Επίσης δεν χρειάζεται ακριβά υλικά, όπως κοβάλτιο και λίθιο, με συνέπεια η γενικευμένη εφαρμογή του να είναι ιδιαίτερα φθηνή. Το συγκεκριμένο υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στα θεμέλια σπιτιών που θα συνδέονται με ηλιακούς συλλέκτες στην οροφή τους, εξασφαλίζοντας ενδεχομένως την ενέργεια που καταναλώνουν σε μια μέρα.

Επίσης, στη βάση των ανεμογεννητριών, σε ενεργειακά αυτόνομα καταφύγια ή ακόμη και στην κατασκευή δρόμων όπου μπορούν να φορτίζουν ηλεκτρικά οχήματα τα οποία κινούνται πάνω τους. Η διαθεσιμότητα, η ευελιξία και η επεκτασιμότητα αυτών των υπερπυκνωτών άνθρακα - τσιμέντου ανοίγει έναν νέο ορίζοντα για τον σχεδιασμό πολυλειτουργικών κατασκευών που αξιοποιούν υψηλή χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας, δυνατότητες φόρτισης/εκφόρτισης υψηλών ρυθμών και δομική αντοχή για βιώσιμες κατοικίες και βιομηχανικές εφαρμογές. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της ερευνητικής ομάδας, που μετά το εργαστήριο προχωρεί την εφαρμογή σε μεγαλύτερη κλίμακα, το πρώτο «πρωτότυπο» θα είναι έτοιμο περί τα τέλη του 2024.

Παράθυρα-φωτοβολταϊκά

Εχετε φανταστεί ότι στο μέλλον τα γυάλινα παράθυρα των κτιρίων θα μπορούσαν να αποτελούν και φωτοβολταϊκούς συλλέκτες; Η παγκόσμια ζήτηση φωτοβολταϊκών αυξάνεται, αλλά ο διαθέσιμος χώρος εγκατάστασης είναι περιορισμένος ιδιαίτερα στις αστικές περιοχές. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα απαιτείται πράγματι η εγκατάσταση ηλιακών κυψελών σε παράθυρα και τοίχους.

Οσο κι αν μοιάζει μακρινό, το εγχείρημα ήδη βρίσκεται σε φάση πειραματικής ανάπτυξης από τον ιαπωνικό κολοσσό Panasonic. Περιγράφεται ως το «επόμενο σύνορο» για την καθαρή ενέργεια και αφορά την κατασκευή ολοκληρωμένων φωτοβολταϊκών, όπως παράθυρα χαμηλών εκπομπών που μπορούν να υποστηρίξουν τη χρήση ενέργειας και την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων.

Η δυνατότητα χρήσης του ίδιου του παραθύρου ενός κτιρίου ως φωτοβολταϊκού θα σήμαινε επανάσταση στις ΑΠΕ, ωστόσο οι συμβατικές ηλιακές κυψέλες με βάση το πυρίτιο δεν μπορούν να ανταποκριθούν σε τέτοιες απαιτήσεις. Γι’ αυτό η Panasonic εργάζεται πάνω στην κατασκευή ολοκληρωμένου φωτοβολταϊκού γυαλιού από περοβσκίτη -ονομάστηκε έτσι από τον Ρώσο ορυκτολόγο Λεβ Αλεξέγιεβιτς Περόβσκι-, ένα ορυκτό οξείδιο του ασβεστίου και του τιτανίου που προσδίδει στα ηλιακά κύτταρα μέγιστη απόδοση. Μέχρι τώρα σε επίπεδο εργαστηρίου επιστημονικές ομάδες σε πολλές χώρες, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, έχουν ανακαλύψει τις τεράστιες δυνατότητες αυτού του υλικού που θα μπορούσε να κάνει την ηλιακή ενέργεια πάμφθηνη.

Η Panasonic υποστηρίζει ότι έχει λύσει τα όποια πρακτικά ζητήματα και ξεφεύγοντας από το εργαστήριο ξεκίνησε την επίδειξη του φωτοβολταϊκού γυαλιού Perovskite στο νεόκτιστο μοντέλο σπιτιού «Future Co-Creation Finecourt III» στη Fujisawa Sustainable Smart Town, περίπου 50 χιλιόμετρα νότια του Τόκιο. Στόχος είναι να εναρμονιστεί με τον σχεδιασμό διαφόρων αρχιτεκτονικών δομών ως «γυαλί παραγωγής ενέργειας», με το φωτοβολταϊκό στρώμα περοβσκίτη να σχηματίζεται απευθείας πάνω στο γυαλί, επιτυγχάνοντας απόδοση κοντά σε εκείνη των συμβατικών μονάδων πυριτίου.

Οι γυάλινες ενσωματωμένες ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη που αναπτύχθηκαν από την Panasonic θα συμβάλουν στη σημαντική αύξηση της επιτόπιας ηλεκτροπαραγωγής, καθώς και στην ανθεκτικότητα της αλυσίδας εφοδιασμού ηλεκτρικής ενέργειας, ιδίως κατά τη διάρκεια φυσικών καταστροφών. Η δοκιμή «επί του πεδίου» στη Fujisawa Sustainable Smart Town ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο φέτος και θα διαρκέσει μέχρι τον Νοέμβριο του 2024.

Αγροβολταϊκά

Κι αν τα φωτοβολταϊκά παράθυρα θα πρέπει να περιμένουμε λίγα χρόνια για να τα δούμε στα σπίτια μας, τα αγροβολταϊκά έχουν αρχίσει ήδη να εφαρμόζονται. Δεδομένου ότι πλέον τα νέα έργα για φωτοβολταϊκά πάρκα διαρκώς αυξάνονται σε ισχύ, απαιτούν μεγάλες εκτάσεις περιορίζοντας την καλλιεργήσιμη γη. Με τα αγροβολταϊκά, τα οποία ήδη υπάρχουν και στη χώρα μας, επιτυγχάνεται η αρμονική συνύπαρξη της γεωργίας και της παραγωγής πράσινης ενέργειας. Ετσι βλέπουμε περιπτώσεις φωτοβολταϊκών πάρκων στα οποία βοσκούν πρόβατα εμποδίζοντας την ανάπτυξη των αγριόχορτων σε ύψος που θα μείωνε την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με αυτόν τον τρόπο υπάρχουν λιγότερες ζημιές στους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες και χαμηλότερα κόστη λειτουργίας. Παράλληλα έχει ξεκινήσει πιλοτικά η καλλιέργεια αγροτικών προϊόντων κάτω από συστοιχίες φωτοβολταϊκών τοποθετημένες σε μεγαλύτερο ύψος, με θετικά αποτελέσματα, καθώς παρέχουν προστασία και από ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως οι έντονες χαλαζοπτώσεις. Πρόκειται για ένα μοντέλο που αναμένεται να τύχει ευρείας εφαρμογής στο άμεσο μέλλον.

Πρωτοποριακή είναι και η ιδέα των κάθετων αμφίπλευρων φωτοβολταϊκών που, σύμφωνα με Γερμανούς ερευνητές, θα μπορούσαν να παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε περιόδους υψηλότερης ζήτησης, επιτρέποντας παράλληλα μεγαλύτερο επίπεδο εκμετάλλευσης για τις γεωργικές δραστηριότητες.

Ειδικότερα, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Λειψίας εξέτασαν τον πιθανό αντίκτυπο της ανάπτυξης κάθετων φωτοβολταϊκών συστημάτων προσανατολισμένων στη δύση-ανατολή σε μαζική κλίμακα και διαπίστωσαν ότι τέτοιες εγκαταστάσεις θα μπορούσαν να έχουν ευεργετική επίδραση στη σταθεροποίηση του δικτύου, αφήνοντας ταυτόχρονα πολύ περισσότερο ελεύθερο χώρο για γεωργικές δραστηριότητες και για προστασία της βιοποικιλότητας σε σχέση με τις συμβατικές επίγειες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις. Διαπιστώθηκε ακόμη ότι τα κάθετα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να μετατοπίσουν την ηλιακή απόδοση σε ώρες υψηλότερης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, μειώνοντας έτσι τις απώλειες. Από την άλλη, υπάρχει υψηλότερο κόστος λόγω των αμφίπλευρων πάνελ, αλλά και των επιδράσεων σκίασης, καθώς η απόσταση των μονάδων μεταξύ τους πρέπει να κυμαίνεται από 8 έως 12 μέτρα, γεγονός που αυξάνει το κόστος καλωδίωσης.

Πύργος του Αϊφελ στη θάλασσα

Και από τον ήλιο στη θάλασσα, όπου η νορβηγική εταιρεία Wind Catching Systems λανσάρει έναν νέο τύπο πλωτής ανεμογεννήτριας. Πρόκειται για το Windcatcher, μια λύση που υπόσχεται μείωση του σταθμισμένου κόστους παραγωγής πλωτής αιολικής ενέργειας και βελτιωμένες αποδόσεις σε σχέση με τα σημερινά μοντέλα. Το Windcatcher, ωστόσο, ξεχωρίζει για την πρωτοποριακή τεχνολογία του και το τεράστιο μέγεθός του που φτάνει το ύψος του Πύργου του Αϊφελ.

Καθώς τα πλωτά υπεράκτια αιολικά πάρκα κερδίζουν διαρκώς έδαφος σε σχέση με τα σταθερής θεμελίωσης, η εταιρεία εργάζεται πάνω σε μια ιδέα εγκατάστασης περισσότερων στροβίλων σε μια πλατφόρμα. Ετσι, μια τυπική πλατφόρμα μπορεί να φιλοξενήσει δεκάδες ανεμογεννήτριες, με την εταιρεία να υπολογίζει ότι το πλήρως εξοπλισμένο σύστημά της μπορεί να παρέχει απόδοση ισοδύναμη με πέντε ανεμογεννήτριες των 15 MW. Λαμβάνοντας υπόψη ότι καθεμία από αυτές τις ανεμογεννήτριες των 15 MW θα απαιτούσε ξεχωριστή εγκατάσταση, η ιδέα της «συστέγασης» είναι προφανές ότι μπορεί να οδηγήσει σε εξοικονόμηση χρημάτων για το κόστος κατασκευής. Επιπλέον, αυτό το πλωτό σύστημα ανεμογεννητριών χρειάζεται 80% λιγότερη έκταση από ένα τυπικό αιολικό πάρκο, ενώ δεν απαιτεί εξειδικευμένα σκάφη ή γερανούς, καθώς βασίζεται στην καθιερωμένη τεχνολογία της υπεράκτιας βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Ο σχεδιασμός προβλέπει επίσης ένα σύστημα ανελκυστήρα για την εγκατάσταση των ανεμογεννητριών και τη συντήρηση.
Σύμφωνα με την Wind Catching Systems, η μεγάλη έκδοση του Windcatcher θα έχει ύψος 300 μέτρα και πλάτος 350 μέτρα και θα χρησιμοποιεί 126 τουρμπίνες του 1 μεγαβάτ. Ωστόσο, το προγραμματισμένο πιλοτικό μοντέλο θα έχει μέχρι 12 τουρμπίνες. Το πρώτο τέτοιο project προβλέπεται να είναι έτοιμο προς λειτουργία την περίοδο 2026-2028, ενώ είναι ενδεικτικό ότι έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον κολοσσών όπως η General Motors, που μέσω της GM Ventures το χρηματοδότησε με 10 εκατ. δολάρια.

Ιπτάμενες ανεμογεννήτριες

Οι καινοτομίες στο πεδίο της αιολικής ενέργειας δεν σταματούν εδώ, αφού υπάρχουν πολλές ιδέες για... όλα τα γούστα. Ετσι, η ισπανική startup Vortex Bladeless S.L. δουλεύει τα τελευταία χρόνια πάνω σε ένα μοντέλο χερσαίας ανεμογεννήτριας χωρίς πτερύγια, γρανάζια ή άξονες. Οι ανεμογεννήτριες της Vortex είναι αρκετά απλές και επιτρέπουν την εύκολη κατασκευή, εγκατάσταση και λειτουργία.

Υπάρχει μια σταθερή βάση και ένας κυλινδρικός ιστός που ταλαντώνεται ελεύθερα κάθετα προς την κατεύθυνση του ανέμου, ενωμένος με μια ράβδο άνθρακα. Τα εσωτερικά μέρη δεν συγκρούονται ποτέ μεταξύ τους, αλλά υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ πηνίων και μαγνητικών πεδίων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ηλεκτρομαγνητική επαγωγή χωρίς την ανάγκη περιστροφής σε άξονα. Δεδομένου ότι αυτές οι ανεμογεννήτριες θεωρούνται αβλαβείς για την άγρια ζωή (όπως οι ηλιακοί συλλέκτες), ενδείκνυνται για αστικές και προστατευόμενες περιοχές. Ωστόσο, κατά την εταιρεία μπορούν να εγκατασταθούν σε μεγάλη κλίμακα και σε ζώνες κλασικών αιολικών πάρκων.

Sea-Nrg Systems

Σε όλη αυτή την κοσμογονία νέων ιδεών και τεχνολογιών σημαντική παρουσία καταγράφουν ελληνικά πανεπιστημιακά ιδρύματα, αλλά και εταιρείες. Ενδεικτικά αξίζει να αναφερθεί το καινοτόμο έργο ΑΠΕ «Πλωτά Συστήματα Παραγωγής Ενέργειας από τη Θάλασσα» - Sea-Nrg Systems, το οποίο έχει κατοχυρώσει και εκμεταλλεύεται η εταιρεία Solutions of Economy (Solec). Αφορά την τοποθέτηση ενός ή περισσότερων υδροηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ενέργειας μέσα σε πλωτή δεξαμενή με διπλά τοιχώματα, που βυθιζόμενη στη θάλασσα, εισερχόμενο το νερό μέσω υδαταγωγού στον υδροστρόβιλο ο οποίος είναι συνδεδεμένος με ηλεκτρογεννήτρια παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Με την αξιοποίηση της μεθόδου του υδροπηνίου το νερό εκτονώνεται ξανά στη θάλασσα χωρίς κατανάλωση ενέργειας.

Το συγκριτικό πλεονέκτημα του συγκεκριμένου καινοτόμου έργου έγκειται, κατά την εταιρεία, στη δυνατότητα της συνεχούς παραγωγής ενέργειας χωρίς κατανάλωση καυσίμων και τη χρήση μπαταριών, αλλά και με μηδενική εκπομπή ρύπων.