Energia słoneczna. Ta technologia ma już prawie 200 lat

Naukowcy, inżynierowie i wynalazcy udoskonalają technologię solarną od pierwszej połowy XIX wieku. I oprócz naukowych osiągają również coraz to nowsze ulepszenia w zakresie jej zastosowań, wydajności, a nawet – estetyki.

Osiągnięcia te znakomicie wpisują się w ostatnio bardzo aktywną międzynarodową debatę na temat energii w obliczu rosnącej populacji oraz licznych wojen i kryzysów, a zwłaszcza – energetycznego.

Kluczowe pytanie

Zaskakująco długą historię wykorzystania energii słonecznej oraz projekty pozwalające stosować ją w różnych dziedzinach pokazuje wystawa „The Energy Show – Sun, Solar and Human Power” w rotterdamskim Het Nieuwe Institut, czyli Muzeum Architektury, Designu i Kultury Cyfrowej. Ekspozycja, przygotowana przez polsko-niemiecką kuratorkę i projektantkę Matyldę Krzykowski, prezentuje dziesiątki przykładów innowacyjnych technologii solarnych i stawia kluczowe pytanie: jak wyglądałby świat, gdyby był zasilany energią słoneczną?

Światło słoneczne, które uderza w Ziemię w ciągu jednej godziny, dostarcza więcej energii niż cały świat zużywa w ciągu jednego roku. Nowe formy wytwarzania energii z wykorzystaniem promieni słonecznych nie wnoszą jeszcze nic do globalnej statystyki energetycznej, ale pomysłów jest coraz więcej.

Pierwsze światełka w tunelu

Ułożone chronologicznie „The Energy Show” zabiera zwiedzających w podróż przez historię energii słonecznej, od pierwszych projektów z XIX stulecia do obecnej transformacji energetycznej. Najstarsze obiekty prezentowane są na rycinach i zdjęciach. Pozostałe można obejrzeć w oryginalnej postaci.

Historia zaczyna się w roku 1839, gdy Edmond Becquerel, młody francuski fizyk, zaobserwował i odkrył proces, który wytwarza napięcie lub prąd pod wpływem światła lub energii promieniowania. Becquerel stworzył pierwsze na świecie ogniwo fotowoltaiczne, choć na pierwsze naprawdę wydajne takie ogniwa ludzkość poczekała jeszcze 115 lat, do roku 1954.

Kilka dekad po odkryciu dokonanym przez Edmonda Becquerela francuski matematyk Augustin Mouchot w latach 60. XIX wieku zaczął rejestrować patenty na silniki napędzane energią słoneczną. W roku 1878, na Wystawie Powszechnej w Paryżu, zademonstrował koncentrator słoneczny – swoje najambitniejsze urządzenie, silnik napędzany energią słoneczną. Zdobył tam Złoty Medal, ale potem losy nie potoczyły się tak korzystnie. Spadające ceny węgla sprawiły, że praca Mouchota wkrótce została – O, ironio! – uznana za niepotrzebną, a jego fundusze zostały obcięte wkrótce po jego sukcesie. 

 

W roku 1883 amerykański wynalazca Charles Fritts stworzył pierwszy komercyjny moduł słoneczny. Jednak te panele nie były zbyt efektywne, a ich sprawność elektryczna wynosiła zaledwie 1% (większość nowoczesnych ogniw słonecznych pracuje ze sprawnością 15 do 20 procent), ale i tak był to początek fotowoltaicznych innowacji.

Prawie sto lat później, w roku 1985, bowiem odbył się pierwszy wyścig pojazdów zasilanych energią słoneczną – słynny Tour de Sol w Szwajcarii. Bez wątpienia zwiastował nadchodzące zmiany.

Energia słoneczna a design społecznie zaangażowany

Obecnie, produkty zasilane dzięki energii słonecznej są powszechnie dostępne w szerokim zakresie – od lamp, ładowarek i kuchenek turystycznych po zabawki, narzędzia, i wiele innych. Jej potężne możliwości ponadto są skwapliwie wykorzystywane przez design społecznie zaangażowany, a przykłady są bardzo ciekawe.

To między innymi „Solarny Osioł”, czyli przenoszone na grzbietach tych zwierząt panele słoneczne. Dzięki temu energia jest dostępna w odległych rejonach, np. dla pasterzy, którzy używają jej do ładowania telefonów lub zasilania świateł.

 

To także walizka solarna, zbudowana przez „We Care Solar”, startup założony przez Laurę Satchel, amerykańską położną i ginekolog, która w Nigerii zetknęła się z problemem braku niezawodnej energii elektrycznej, co czasem uniemożliwiało operacje. „Solar Suitcase” ma więc zapewnić pracownikom służby zdrowia przenośną, niezawodną i łatwą w użyciu energię słoneczną.

Innym przykładem jest projekt „Living with the Sun”. Boudewijn Buitenhek zauważył, że w Holandii coraz więcej osób instaluje na swoich dachach panele słoneczne, jednak dla wielu osób jest to nadal nieosiągalne. Projektant zbadał życie z bardziej zrównoważonymi źródłami energii jako lokator w wynajętym mieszkaniu. Przez tydzień żył bez gazu i prądu, obserwując, jakie to miało konsekwencje dla jego codzienności. W efekcie stworzył ekspres do kawy, zasilany energią zebraną z otoczenia, czyli mieszkania.

Zbierać każdy może…

…energię słoneczną, rzecz jasna. Przykładem jest „The Energy Collection” (proj. Marjan van Aubel), czyli szkło solarne, które nieustannie zbiera energię z otoczenia. Każdy szklany przedmiot wyposażony jest w zintegrowane ogniwa słoneczne, a po odłożeniu go na specjalnie zaprojektowany regał, energia jest przekazywana i gromadzona. Szafka działa jak akumulator, dzięki któremu można ładować i zasilać urządzenia, nawet lampkę.

A skoro jesteśmy przy meblach, zbierać energię słoneczną może również stół, jak w projekcie „Current Table 2.0” (proj. Marjan Aubel & Peter Krige). Jego powierzchnia jest wykonana z ogniw słonecznych uczulonych na barwnik, które wykorzystują właściwości koloru do wytwarzania prądu elektrycznego. Technologia ta oparta jest na fotosyntezie zachodzącej w roślinach. Z boku stołu umieszczone są porty USB, przez które można ładować inne urządzenia.

 

„Solar Curtain” (proj. Petra Blaisse) to zewnętrzna kurtyna z wbudowanymi ogniwami słonecznymi, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Zebrana energia może potem zasilać klimatyzację lub oświetlenie.

Z kolei “Solar Shirt”, czyli solarna koszulka (proj. Studio Pauline van Dongen) kumuluje energię, która może być wykorzystana natychmiast lub przechowywana w akumulatorze na później. Telefony komórkowe i inne urządzenia przenośne, kompatybilne z USB, mogą być ładowane przez wyjście wygodnie umieszczone w kieszeni koszuli.

Energia słoneczna a Maria Konopnicka

Na wystawie nie zabrakło wątków polskich. Jednym z nich jest nawiązanie do wiersza Marii Konopnickiej „Co słonko widziało”. W 12-minutowym filmie animowanym „The New Sun” Agnieszka Polska pokazuje słońce o twarzy dziecka, które jest świadkiem etycznego i ekologicznego upadku Ziemi. „Jak długo jeszcze? Idź sobie, psuju!” – woła bezradnie.

„Nasze umiłowane i święte Słońce” to obiekt Adama Bialka, skoncentrowany wokół relacji Słońce-człowiek; solarnych religii, symboli, kultów i rytuałów na całym świecie i w różnych kulturach. Artysta zauważa, że większość starożytnej sztuki związanej z kultem Słońca to w zasadzie obiekty pradesignu, jak na przykład figuratywne i dekoracyjne kalendarze słoneczne.

Warszawskie Noviki Studio z kolei przeniosło na szklane tablice „Powidoki” Władysława Strzemińskiego. Malarz w swoim cyklu solarystycznym bowiem zajmował się zjawiskiem obrazu, który zostaje na siatkówce oka po spojrzeniu na Słońce.

The Solar Biennale

„The Energy Show” jest częścią zorganizowanego po raz pierwszy na świecie „The Solar Biennale”. To inicjatywa, która bada wykorzystanie energii słonecznej poprzez sztukę, design i dialog. Jej autorkami są projektantki solarne Marjan van Aubel i Pauline van Dongen, które również stworzyły The Solar Movement, ruch poświęcony zmianie perspektywy na energię słoneczną.

Co ciekawe, Słońce jest obecnie w stanie zwiększonej aktywności; ostatnio opublikowane przez NASA zdjęcia pokazują Słońce, które się „uśmiecha” (ciemne obszary to wiatry słoneczne).

 

Być może uśmiecha się, słysząc „Słoneczną piosenkę” („The Sun Song”) w wykonaniu The Chromatics, grupy złożonej tylko z pracowników NASA. Zespół powstał w roku 1993 w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda, a jego piosenki opowiadają o układzie słonecznym, podczas gdy ich wspólne wykonywanie symbolizuje ludzką energię.

Naukowcy przewidują, że Słońce jest nieco mniej niż w połowie swojego życia. Mamy więc jeszcze około 5 miliardów lat, zanim Słońce stanie się białym karłem i zgaśnie. Potraktujmy to więc jako zachętę do dalszych poszukiwań.

Wystawa w rotterdamskim Muzeum Architektury, Designu i Kultury Cyfrowej potrwa do 5 marca 2023.

Chcesz skomentować ten artykuł? Zrób to na Facebooku! >>