Nem áll meg a forradalmi repülőgép: tovább repül a Solar Impulse

A gép megszakítás nélküli, éjszakai és nappali repülését lehetővé tévő technológiák komoly szerepet játszanak a földi alkalmazásokban is, különösen a villamos hálózati csatlakozással vagy megbízható villamosenergia-ellátással nem rendelkező helyeken.

A világkerülő útját 2016-ban folytató Solar Impulse – többek között – arról híres, hogy a repülőútjának több mint felét eddig egyetlen csepp fosszilis üzemanyag felhasználása nélkül tette meg. A gép áramellátásáról és hajtásáról a fedélzeti energiahálózat gondoskodik, amely a gép szárnyaira és törzsére telepített 17 000 fotovoltaikus cella által előállított napenergiát alakítja át. A zavartalan napsütésben a cellák – köszönhetően a gép rendkívül hatékony villanymotorjainak – több energiát képesek előállítani, mint amennyi a repüléshez szükséges. A többletenergia a repülőgép akkumulátoraiba kerül betárolásra, és ez szolgál energiaforrásul az éjszakai repülés során.  Az így kialakított fedélzeti energiaellátó rendszernek köszönhetően a kizárólag napenergiára támaszkodó repülőgép a nap mind a 24 óráját a levegőben töltheti.

Lent, a “szárazföldön” a Solar Impulse repülőgépéhez hasonló önálló energiarendszerek “mikrogrid” néven ismertek. A mikrogid (azaz a „mikro villamosenergia-rendszer”) a kis-, vagy középfeszültségű hálózatnak egy olyan jól körülhatárolható része, amely általában a fogyasztóknál vagy azok közelében lévő, vezérelten és összehangoltan működő villamosenergia termelő egységekből áll. Nagy előnyük, hogy gyorsan kiépíthetők, üzemeltethetők sziget üzemmódban, de csatlakoztathatók a fő villamosenergia rendszerre is. Napos vagy szeles területeken a mikrogriden belüli energiatermelés megújuló energiára, így pl. kisméretű naperőműre vagy helyi szélturbinákra alapozható.

A mikrogridek ideális megoldást kínálnak a szigetek és a távoli falvak és városok energiaellátására, mivel az itt élő közösségeknek akár évtizedeket kellene várniuk, amíg kiépül a csatlakozás a fő villamosenergia rendszerre. A mikrogridek alkalmazásának egyik figyelemreméltó példája látható az alig 15 000 lakosú Faial-szigeten (az Azori-szigetek tagja), amelynek mikrogridjét öt szélturbina és hat dízel generátor táplálja. Hasonló energiaellátási megoldást választottak Nyugat-Ausztrália távoli, kieső részén található Marble Bar és Nillagine városok is. Az itt kiépített mikrogidekben az energiatermelést napenergia és dízel generátorok biztosítják. A napenergia nagyarányú piaci térnyerését lehetővé tevő hálózat-stabilizáló technológiának köszönhetően a két város az energiafogyasztásának közel 60%-át napenergiából fedezi, így évente kb. 400 000 liter dízel olajat takarítanak meg, és 1 100 tonnával csökkentik az üvegház hatású gázok kibocsátását.

Hatalmas lehetőségek rejlenek a mikrogrid alkalmazásában Indiában és Afrikában, ahol több mint 900 millió ember számára ma még elérhetetlen a villanyáram. Fekete-Afrikában, ahol a Föld villamosenergia-ellátással nem rendelkező népességének kétharmada, 620 millió ember él, a mikrogidek alkalmazása drasztikusan felgyorsíthatná a gazdasági fejlődés ütemét. Valószínűleg a mikrogrid jelenti a legjobb megoldást annak a 14 000 indiai falunak is, amelyet a tervek szerint az indiai kormány a “Power for all” program keretében villamosítani kíván.

A mikrogrid-alapú alkalmazások az ipari és a kereskedelmi telephelyeken is fontos szerepet játszanak. Segítségükkel javítható a villamos energia minősége és rendelkezésre állása. A gyakori áramkimaradással sújtott városok számára tiszta és jó hatásfokú alternatívát kínálnak az erősen környezetszennyező dízel generátorokkal szemben, amelyek üzemeltetése drága, és megnöveli a gazdasági tevékenység költségeit.  Kenyában például a gazdasági társaságok 57%-ának van generátora (áramfejlesztője).  A fő villamosenergia-rendszerre csatlakozó mikrogridek segítségével javítható a hálózat rugalmassága és megbízhatósága, különösen igaz ez például a rendkívüli időjárási események esetén.

A kizárólag napenergiára támaszkodó Solar Impulse repülőgéptől eltérően, a földi telepítésű mikrogridek esetében a fosszilis üzemanyagok, így pl. a dízel olaj, továbbra is szerepet játszanak, mivel szélcsendben vagy naplemente után ezek biztosítják a tartalék energiaforrást. Ám az energiatárolási technológia fejlődésének köszönhetően ma már lehetőség van rá, hogy a Solar Impulse-hoz hasonlóan, tárolni tudjuk a többlet megújuló energiát, és ezáltal csökkenteni lehet a dízel olaj iránti igényt.

Az Alaszka déli partja mentén fekvő Kodiak-szigeten működő, nemrég korszerűsített mikrogrid gyakorlatilag a 28 MW teljes kapacitását víz- és szélenergia-termelésből fedezi. A rendszer stabilitását 2 db, egyenként 1,5MW-os akkumulátorrendszer biztosítja, amely szélcsend idején lép üzembe.    Hasonló megoldást alkalmaznak két Afrikában kivitelezett mikrogridben is. Az egyik mikrogrid az ABB johannesburgi központjában, a másik pedig az észak-kenyai Marsabit városában üzemelő szélparkban található. A kenyai esetben az 5000 lakosú városka áramellátását kizárólag szélenergiára és dízel generátorra támaszkodó mikrogridre alapozzák.