off-grid

ATEITIES

TECHNOLOGIJOS, lūkuriuojančios ant proveržio slenksčio

Vida KUZMICKAITĖ

Gyvenimas visiškoje darnoje su supančia aplinka, atsijungus nuo tinklo (off-grid), naudojantis atsinaujinančiais energijos šaltiniais, šiandien tampa naujojo, tvaraus amžiaus aksioma. Atsinaujinančios energetikos ir off-grid sektorius skatina intensyviai vystyti inovacijas. Kokie technologiniai sprendimai gali būti pritaikyti artimiausioje ateityje, o galbūt jau ir šiandien?

Saulės dažai

Jau ilgiau nei dešimtmetį kuriami ir vystomi elektros energiją generuojantys dažai šiandien jau nebėra vien tik teorinė galimybė. Įvairios mokslininkų komandos visame pasaulyje intensyviai kuria realius produktus, kuriuos ateityje tikimasi pristatyti komerciniam naudojimui.

Saulės dažais galėtų būti dengiami visi dideli paviršiai (namo sienos, stogas), kuriuos veikia tiesioginiai saulės spinduliai. Taip saulės šviesos energija virstų elektros energija. Taip pat šie dažai galėtų būti naudojami saulės modulių efektyvumui padidinti.

Daugumoje kuriamų saulės dažų prototipų sudėtyje yra elementų, turinčių fotovoltinių savybių, todėl jie geba gaminti elektros srovę, kai yra veikiami saulės spindulių. Pavyzdžiui, JAV ir Kanados mokslininkai sukūrė fotovoltinius dažus, pagamintus iš šviesą sugeriančių nanodalelių. Šios nanodalelės, vadinamieji kvantiniai taškai, gali gaminti elektros srovę dėl savo puslaidininkių savybių. Mokslininkai vis dar stengiasi padidinti jų efektyvumą ir tarnavimo laiką. 2014 m. Jungtinės Karalystės Šefildo universiteto mokslininkai sukūrė metodą, kaip sukurti purškiamuosius saulės elementus, kuriuose naudojami perovskito mineralai. Perovskitas gerai sugeria šviesą ir yra puslaidininkė medžiaga, galinti padėti gaminti elektros energiją. Perovskito pagrindu pagaminti ir komerciniam naudojimui pritaikyti purškiamieji dažai galėtų būti pritaikomi stogams, langams ir kitiems statinio paviršiams.

Išrasti ir specialūs saulės dažai, skirti vandeniliui išgauti. Šie dažai sugeria vandenį iš oro ir naudoja saulės šviesos energiją vandens atomams skaidyti į vandenilį ir deguonį. Tokiu būdu vandenilis galėtų būti naudojamas kaip atsinaujinančios energijos šaltinis.

Nei vieni iš šių saulės dažų kol kas nėra pritaikyti komerciniam naudojimui, jie vis dar tobulinami ir vis dar nėra tokie veiksmingi kaip įprastiniai saulės elementai, pagaminti silicio pagrindu. Nepaisant to, rinkoje yra

„EcoCapsule“.

Nuotr. ©„Nice Architecture“; „EcoCapsule“ gamintojų.

ne vieni energijos suvartojimą mažinantys dažai. Štai padengus stogą jau gana plačiai paplitusiais saulės šviesą atspindinčiais dažais, stogas daugiau šviesos atspindi nei sugeria, todėl mažiau kaitinamas pastato vidus, sumažinamas oro kondicionavimo poreikis ir energijos suvartojimas. Šie dažai populiarūs komercinės, gamybinės paskirties pastatų statybose.

Alternatyvios energijos saugojimo sprendimai

Šiandien sparčiai ieškoma sprendimų alternatyvios energijos iššūkiui, kai energijos pagaminama per daug arba nepavyksta pagaminti reikiamo energijos kiekio, pavyzdžiui, gaminant elektros energiją apniukusiomis dienomis. Tokiais atvejais būtų optimalu pasaugoti pagamintą elektros energiją vėlesniam laikotarpiui. Dažniausiai saulės energija kaupiama baterijose, tačiau mokslininkai intensyviai ieško alternatyvų.

Pavyzdžiui, dar 2018 m. Švedijos mokslininkai sukūrė būdą, kaip išsaugoti saulės energiją skystame junginyje beveik du dešimtmečius. „Molecular Solar Thermal“ (MOST) technologijos veikimo principas lyginamas su įkraunamąja baterija, tik jam naudojama ne elektros energija, o saulės šviesa. Saulės šviesai susidūrus su mokslininkų sukurto specialaus skysčio molekulėmis, įvyksta reakcija, kurios metu susiformuoja energijos kupinas izomeras, kuris ir saugomas skystu pavidalu. Kai skystis teka per katalizatorių, molekulė grįžta į pradinę formą, išskirdama sukauptą energiją šilumos pavidalu. Ši technologija tebėra vystoma. Off-grid namai

Europoje ir už jos ribų vis sparčiau daugėja atsijungusių nuo tinklo nedidelių namelių. Mažesnio dydžio namas savaime yra tvaresnis sprendimas, nes jo statybų procesas dažnai paremtas žiedinės ekonomikos principais, taip pat nedideliam namui šildyti, vėsinti ir eksploatuoti sunaudojama mažiau energijos.

Vienas ikoninių šiuolaikinių mobilių ir off-grid namų pavyzdžių – slovakų architektūros studijos „Nice Architecture“ suprojektuota ir nuolatos tobulinama offgrid kapsulė „EcoCapsule“. Tai išmanus ir tvarus, modernaus dizaino būstas, paremtas saulės ir vėjo energijos gamybos sistema. Ant kapsulės formos namelio stogo įrengti saulės kolektoriai, sumontuota vėjo turbina, integruota vandens filtravimo sistema. Ji surenka ir filtruoja lietaus vandenį, jį valo ir paruošia naudojimui UV LED lempa. „EcoCapsule“ paskirtis universali – namelis gali būti integruojamas bet kokiame landšafte ir pritaikomas bet kokiai paskirčiai nuo mini viešbučio iki namų biuro ar tyrimų stoties. Vos 6,3 kv. m ploto vidinė erdvė funkcionaliai suplanuota ir gali būti adaptuota skirtingiems naudotojų poreikiams.

„EcoCapsule“.

Nuotr. ©„Nice Architecture“; „EcoCapsule“ gamintojų.

Tarptautinės energetikos agentūra (TEA) prognozuoja intensyviai augsiantį atsinaujinančių išteklių vartojimą – numatoma, kad 2021–2026 m. pasauliniai atsinaujinančios elektros energijos pajėgumai kasmet padidės vidutiniškai apie 305 GW per metus. Atitinkamai tai dar labiau skatins naujų technologijų vystymą ir intensyvesnes nulinės CO2 emisijos pastatų statybas.