Að virkja stjörnurnar

Sólkerfið okkar er hluti vetrar­brautarinnar með milljörðum stjarna.

Sérhver þeirra brennir gríðar­legu magni efnis sem breytt er að mestu leyti í rafsegulgeislun. Lítill hluti þessarar rafsegul­geislunar er sýnilegur okkur berum augum. Fæstir gera sér í hugarlund þá gríðarlegu orku sem felst í þessari rafsegulgeislun, þegar þeir horfa á stjörnurnar á næturhimninum.

Það sem við í daglegu tali köllum ljós, birtu og yl sólar, er í raun sólin okkar að virka sem kjarnasamrunaofn að brenna gríðarlegu efnismagni á hverri sekúndu og breytir því að mestu í rafsegulgeislun. Margir gera sér ekki grein fyrir að birta og ylur sólar, sem viðheldur mest öllu lífi á jörðinni, er hrein rafsegulgeislun, einnig útfjólubláu geislarnir sem við sækjumst eftir í sólbaði.

Ísland fær 50 terawött af sólskini

Orkan í geislum sólar er um 14,5 megawött á hektara fyrir ofan lofthjúp jarðar, en verulegur hluti þessarar geislunar nær aldrei yfirborði jarðar. Myndast hefur sú hefð að miða við miðbaug jarðar þar sem um 10 megawött á hvern hektara geisla á yfirborð landsins. Á íslenskum breiddargráðum ná um 8,9 megawött yfirborði landsins á hvern hektara sem snýr hornrétt á geisla sólar. Hlutfallið sem þarf að leiðrétta þegar sólarsellur eru keyptar á Íslandi er semsagt 8,9/10 eða 89%. Með öðrum orðum að draga 11% frá á Íslandi miðað við miðbaug. Það er nú allur obbinn.

Þegar sólin skín ekki hornrétt ofan á landið, þá dreifist orkan bara yfir stærra landsvæði en þetta er sama orkan, sömu sólargeislarnir.

Nú eru 100 hektarar í hverjum ferkílómetra og því má einnig segja að 1 gígawatt af birtu og yl falli á hvern ferkílómetra sem snýr beint á móti sólu. Tilsvarandi má segja að 1 terawatt af birtu og yl falli á hverja þúsund ferkílómetra. Flatarmál Íslands er 103 þúsund ferkílómetrar, og því má segja að það myndu falla 103 terawött af birtu og yl frá sólu á Ísland, ef það sneri beint á móti sólu.

Möndulhalli jarðar og staðsetning Íslands á hnettinum veldur því að þetta helmingast u.þ.b. á vorjafndægri og haustjafndægri miðað við 64 breiddargráðu er hlutfallið 0,44, en er töluvert meira á sumrin. Við sumarsólstöður er hallinn aðeins um 40,5 gráður, sem gefur hlutfallið 0,76. Miðbaugshefðin er notuð hér en annars þarf að leiðrétta eins og áður segir með því að draga 11% frá. Við sumarsólstöður á 64 breiddargráðu væri þetta með öllum leiðréttingum 103 TW * 0,76 * 0,89 = 70 TW.

Þannig má segja að Ísland fái um 50 terawött af sólskini, eða um 50 þúsund gígawött á hádegi á sólríkum sumardegi. Töluverðum hluta þessararar geislunar er endurkastað út í geim.

Sólskinið er þúsundfalt öflugra en öll orkunotkun Íslands

Samkvæmt evrópskum gagnagrunni um sólarorku sem tekur tillit til veðurfars og staðsetningar Íslands á hnettinum, má sýna fram á að fyrir hvert 1 kW hámarks­sólarorku, má fá að meðaltali 0,11 kW yfir árið. Ársmeðaltal er þá um 5,5 terawött eða um 5500 gígawött.

Til samanburðar er árleg meðal­rafmagnsframleiðsla Íslands um 2,1 gígawött.
Þegar olíunotkun upp á 1,4 GW er meðtalin er samtals aflnotkun á Íslandi því um 3,5 gígawött sem er þó minna en þúsundasti hluti af birtu og yl sólar að meðaltali yfir árið.

Sólskinið er undirstaða alls lífs á jörðinni

Ljóstillífun plantna og þörunga er öll háð geislun sólar ásamt koltvísýringi, tilvist allra plantna og dýrategunda er háð sólskini, öll ræktun, öll matvælaframleiðsla er háð geislun sólar. Öll ræktun fær allt að 10 MW af sólargeislun á hvern hektara, þannig að 100 hektarar fá allt að 1 gígawatt sólargeislunar. Þetta er orkan sem sólin geislar á jörðina, alveg óháð því hvernig hún nýtist

Endurnýjanlegir orkugjafar

Það er rafsegulgeislun sólar sem knýr áfram uppgufun vatns í veðurhvolfi jarðar, knýr áfram veður, vinda og úrkomu. Þannig er það í raun sólin sem tryggir að vatnsorkuver, hafi endurnýjanlega orku. Vindorkuver fá í raun orku sína óbeint frá sólinni.

Vatnsorkuver og vindorkuver, hafa þann kost að orkan er til staðar þó sólin skíni ekki, vatninu er safnaði í miðlunarlón sem má nýta mörgum mánuðum seinna mjög áreiðanlega þegar þörf er á henni. Einmitt þessi miðlunarlón sem eru helsti styrkur vatnsorkuvera, eru einnig helsti veikleiki þeirra, þegar árstíðabundnar sveiflur í úrkomu valda því að lónin verða næstum tóm á vorin.

Vindorkuver geta gefið fulla orku svo dögum skiptir, en gefa enga orku í litlum vindi. Þau hafa einnig þann kost að geta framleitt raforku þannig að hægt sé að spara vatnið í miðlunarlónum vatnsorkuvera. Á heimsvísu, eru fjárfestingar í vindorku jafn miklar og fjárfestingar í orkuverum sem eru kolaknúin, gasknúin og kjarnorkuknúin til samans.

Jarðvarmaorkuver hafa svipaðan áreiðanleika og vatnsorkuver, þau geta framleitt raforku eftir þörfum, en það er ekki lengur óumdeilt meðal fræðimanna hvort jarðvarmi sé endurnýjanlegur.

Sjávarfallaorkuver eru ekki talin hagkvæm þar sem munur flóðs og fjöru er hlutfallslega lítill við Íslandsstrendur. Sú orka sem þar er nýtt er orkan í snúningi jarðar um möndul sinn, sem endurnýjast ekki með geislun sólar.

Ölduorkuver eru á tilraunastigi en þau nýta í raun vindorku sem hefur yfirfærst í ölduorku. Eins og áður segir er vindorkan óbein sólarorka og endurnýjast með geislun sólar.

Sólarorkuver

Sólarorkuver fá orku sína beint frá geislum sólar, en hafa þann ókost helstan að þau gefa eingöngu orku þegar sólin skín. Kostir þeirra eru hins vegar að þau valda engri mengun, hafa ekkert jarðvegsrask, krefjast ekki stórtækra vinnuvéla við uppsetningu, og hverfa auðveldlega inn í umhverfið. Sólarorkuver hafa einnig svipaðan eiginleika og vindorkuverin að þau geta sparað vatnið í miðlunarlónum. Á heimsvísu eru fjárfestingar í sólarorkuverum jafn miklar og fjárfestingar í vindorku og vatnsfallsorku til samans.

Annar helsti ókostur sólarorkuvera er að orkuverðið, hið svokallaða vegna meðalkostnaðarverð raforkunnar, hefur verið frekar hátt, þó það fari hratt lækkandi.

Umræðan um orkuvinnslu

Orkusvall hefur það verið kallað að óska eftir meiri orkuvinnslu í sambandi við orkuskiptin. Náttúran í kringum okkur framleiðir hins vegar um þúsundfalt meiri endurnýjanlega orku.

Ein helstu rök náttúruverndar­sinna eru að varðveita óspillta náttúru fyrir komandi kynslóðir, að við sem nú lifum, höfum ekki siðferðilegan rétt til að ræna komandi kynslóðir þeirri óspilltu náttúru sem við göngum að sem sjálfsögðum hlut.

Samtímis mætti segja að við höfum ekki siðferðilegan rétt til að valda hamfarahlýnun og ræna þar með komandi kynslóðir framtíð sinni og tækifærum sem við göngum að sem sjálfsögðum hlut.

Því hefur samfélag okkar siðferðilega skyldu til að draga úr hamfarahlýnun af mannavöldum. Það verður ekki gert án orkuskipta.