Capire una nuova idea: renderà popolare l'energia alternativa e aiuterà a risparmiare elettricità?
MIRACOLO PIASTRELLE
Elon Musk ha annunciato l'inizio della raccolta di ordini … per le piastrelle solari. Questa proposta ha fatto saltare il cervello a milioni di proprietari di case in tutto il mondo ed è irto di una rivoluzione nel mercato delle costruzioni. Perché ora, per gli stessi soldi, puoi comprare solo un tetto, oppure puoi comprare lo stesso tetto, ma che genera anche elettricità. Le piastrelle solari costano circa lo stesso delle piastrelle di ceramica standard. Calcoli fantastici sono pubblicati sul sito web di Tesla Motors, il frutto dell'ingegno preferito di Elon Musk. Per 30 anni (fino a quando la garanzia è valida), il tetto solare di una casa standard può generare elettricità per $ 52.900 (vedi diagramma). Questo è sufficiente per installare un PowerWall superaccumulatore (devi immagazzinare chilowatt solari da qualche parte) e sentirti una persona assolutamente libera! D'ora in poi non dipendi dalle aziende,chi ti vende gas, calore ed elettricità. Riceverai quasi tutti i vantaggi della civiltà gratuitamente!
Lo schema di una batteria solare unica. Foto: DMITRY POLUKHIN / kp.ru
L'ECONOMIA SARÀ PROFONDA
Come funziona? Che tipo di know-how ha utilizzato Musk? Con queste domande ci siamo rivolti a Pavel Troshin, professore presso l'Istituto di Scienza e Tecnologia di Skolkovo (Skoltech).
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- In linea di principio, non c'è rivoluzione tecnologica qui, - spiega Pavel Anatolyevich. - Si basa sui pannelli solari HIT, prodotti da Panasonic. Anche l'idea di utilizzare i pannelli come materiale di copertura per le case private non è nuova. Ma tali progetti non hanno ricevuto molta distribuzione. La novità dell'approccio di Musk è che hanno realizzato pannelli solari sotto forma di piastrelle. È comodo. Perché i vantaggi sono abbastanza decenti: risparmiamo sia sul materiale che sul lavoro. Perché nello schema standard, prima copriamo il tetto con tegole o altro materiale standard, e poi fissiamo sopra i pannelli solari, che stanno in piedi decentemente e pesano molto, il che rende l'intera struttura più pesante …
Musk dice che questa mossa renderà popolare la tecnologia solare. Dopotutto, ora i pannelli solari sono più divertenti per i tecnici o gli appassionati di energia verde
- Qui tutto è risolto con un semplice calcolo. Nella maggior parte delle regioni, disponiamo di 12 ore di luce diurna con un'emissione luminosa media del 50 percento della potenza di picco. Se il tetto è di 20 mq. m di pannelli (secondo le statistiche, questa è l'area media installata nelle case negli Stati Uniti), otteniamo 2 kilowatt: questa è la potenza di un bollitore medio o di una stufa elettrica debole. Possiamo accumulare circa 20 kWh al giorno. La domanda è: è abbastanza o no? Se per riscaldare la casa, sicuramente non abbastanza.
Aspetta, ma 20 metri sono un tetto molto piccolo, e se spianate 100 metri - con le tegole?
- In primo luogo, il tetto ha un lato soleggiato e non soleggiato, dove è inutile installare i pannelli. In secondo luogo, se hai un tetto di 100 metri, l'area della casa è di 200-300 metri. Di conseguenza, i costi di riscaldamento aumentano proporzionalmente. In termini di generazione di energia, non c'è una differenza fondamentale tra una casa a pannelli piani e una casa in tegole solari (la differenza, come abbiamo detto sopra, è che si risparmia su materiali e manodopera. - Ndr). Nel migliore dei casi, questa è la stessa efficienza del 20% e la stessa area. Perché Musk non è mai stato in grado di risolvere il problema principale …
Quale?
- Questo è, ovviamente, accumulo di energia.
E i superaccumulatori di Musk?
- L'accumulo di elettricità nelle batterie agli ioni di litio è la tecnologia più comune e ancora molto costosa. Garanzia al litio
le batterie agli ioni non superano diversi anni. E il costo totale è spesso superiore al prezzo dei pannelli solari. I pannelli funzioneranno per 20 e 30 anni e le unità dovranno essere sostituite entro 5 anni. Il problema con il risparmio energetico porta al fatto che l'autonomia di una casa del genere diventa molto condizionata: sei ancora "appeso alla rete".
Cosa significa?
- I pannelli solari vengono utilizzati attivamente e ripagano in quei paesi in cui l'energia solare non può essere immagazzinata, ma scaricata nella rete elettrica generale. Di giorno, quando tutti sono al lavoro e nessuno è a casa, generiamo energia con i pannelli solari, la immettiamo nella rete e veniamo pagati. La sera lo prendiamo dalla rete, ma paghiamo meno. Questa cosiddetta tariffa verde preferenziale viene utilizzata in numerosi paesi per stimolare lo sviluppo dell'energia solare. Ma in Europa questa tariffa è stata cancellata da diversi anni.
Per quale ragione?
- Perché, ad esempio, in Germania in una giornata soleggiata e ventosa, l'energia alternativa genera più energia di quanta il paese possa consumare. E più di quanto possa accumulare nei sistemi di accumulo di energia esistenti. Si rivela una situazione assurda: la Germania è costretta a prosciugare energia fuori dal paese e anche a pagare un extra ai suoi vicini per prendere questa elettricità. Come ho detto, il paradosso dell'energia alternativa, almeno in Europa, è che si è imbattuta nel problema dell'accumulo di energia. Oggi, l'unica opzione economica per immagazzinare energia su scala industriale è prendere un lago di montagna e pompare l'acqua lì quando si ha un eccesso di energia. Se questa energia deve essere ritirata, l'acqua del lago scende alla turbina e genera di nuovo energia. Ma è chiaroche non ci sono molti di questi posti in Germania o altrove in Europa.
Sei scettico riguardo all'energia solare?
- Non proprio. Per circa 100 anni di utilizzo attivo, l'umanità ha esaurito più della metà delle sue riserve di idrocarburi fossili. Perché? Solo perché più del 50% dell'energia mondiale è generata dalla combustione di petrolio e gas, un altro 30% dal carbone, l'energia nucleare rappresenta circa il 7% ed è improbabile che il contributo totale delle fonti energetiche alternative superi il 2%. Se non modifichiamo il tasso di consumo delle risorse, in 100-150 anni bruceremo tutte le riserve di idrocarburi. Pertanto, il passaggio all'energia alternativa è inevitabile. Ma, dal mio punto di vista, soluzioni locali come le tegole solari non cambieranno radicalmente la situazione. Il futuro appartiene a sistemi di accumulo efficienti per grandi quantità di energia e grandi centrali solari. Un buon esempio è una centrale elettrica che è stata recentemente aperta a Dubai. Genera elettricità a un costo di circa 4-5 centesimi per kilowatt. È più economico che ottenere energia da fonti fossili.
COSA C'È IN RUSSIA?
Skolkovo inventa una batteria "popolare"
Una pelle di pecora solare vale la candela alle nostre latitudini?
Contrariamente alla credenza popolare che il tempo in Russia sia troppo cupo per tali imprese, il sole splende in realtà per tutti lo stesso.
"Sai che la Germania è uno dei fiori all'occhiello delle energie alternative", afferma il professor Troshin. - Allo stesso tempo, in termini di insolazione media, la Germania e la fascia centrale della Russia sono abbastanza comparabili. Ma in Russia ci sono molte risorse naturali e le persone non pensano a cosa accadrà tra 100 anni. L'altro lato della medaglia è che in Russia una parte significativa del territorio oltre gli Urali non ha l'elettrificazione centralizzata. L'energia alternativa offre innegabili vantaggi a queste regioni.
In generale, l'emergere di tecnologie fondamentalmente nuove può cambiare la situazione. Non intendo Elon Musk qui. Ci sono alcuni sviluppi relativi alla perovskite (un minerale delle terre rare scoperto in Russia - ndr). Batterie solari, che ora vengono attivamente ricercate in tutto il mondo, e le stiamo anche attivamente sviluppando presso Skoltech. Questo know-how ridurrà il costo dei pannelli solari più volte rispetto al silicio, pur mantenendo la loro efficienza. Se questa tecnologia entra davvero nel mercato, allora può competere con le tradizionali fonti di energia fossile.
YAROSLAV KOROBATOV
