Sólarorka – fortíð, nútíð og framtíð
Geislar sólarinnar voru í aldaraðir nýttir til beinnar upphitunar híbýla. Elstu minjar um slíkt eru frá 5. öld fyrir Krists burð.
Við uppgröft fundu fornleifafræðingar merki þess í grísku borginni Olynthus. Þar var bæjarskipulag og hönnun húsa á þann veg að allir íbúar höfðu aðgang að sólargeislunum – sólarorkunni. Slíkt taldist þar til lýðræðislegra mannréttinda. Götur sneru frá austri til vesturs eða frá norðri til suðurs en hönnun húsanna bauð upp á að opna húsin mót sólu. Indíánasamfélög í suðvesturhluta Norður-Ameríku á 11. og 12. öld nýttu sér sólina til upphitunar. Þekktust eru samfélög Pueblo-, Anasazi- og Sinagua- indíána. Himnaborgin „sky city“ Acoma Pueblo var eitt þessara samfélaga með skipulag sem tryggði öllum íbúum jafna aðkomu að sólinni. Þessi nýting á sólarorkunni hefur verið kölluð „passív“ - bein / óvirk / tæknilaus sólarorka og það sem einkennir hana er einfaldleikinn og sjálfvirknin, engum hreyfanlegum hlutum, og enginn rekstrar- og viðhaldskostnaður. Til samanburðar er „aktív“ sólarorka talin virk – tækni-sólarorka, orka sem byggir á nútíma tækni. Sólarselluplötur eru einföldustu dæmi um tæki til virkrar orkuöflunar.
Hinir svokölluðu „salt box“ bóndabæir í Nýja-Englandi í Bandaríkjunum eru nær nútímanum og vel kunnar, enda afbrigði þeirra enn þá í notkun. Þessi hús hafa stóra glugga mót sólu, rúðuglerið heldur sólarhitanum inni og húslögunin ver sig gegn ofhitun eða kælingu. Um er að ræða „passíva“ sólarorku án tækni. Segja má að þessar byggingar séu með fyrstu eiginlegu nútíma sólarhúsunum byggðum á hitaöflun, kælingu og kuldavörn. Á Íslandi glímdi landinn við kulda í aldaraðir. Torfbæirnir voru nánast byggðir inn í hól til hitaeinangrunar, eða sem jarðvegshjúpur.
Byggingarefnið var grjót, jarðvegur, torf og allur tiltækur trjáviður, en upphitað með skógarviði, lyng, mó og húsdýrataði. Sólin var ekki nýtt til upphitunar.
Með iðnbyltingunni á síðari hluta 19. aldar og nýjum orkugjöfum breyttist æði margt í heiminum. Sólarorkuunni var að mestu vikið til hliðar því hún féll ekki að breyttum tímum. Hin nýja orka og tækni átti að leysa öll vandamál. Til Íslands barst iðnbyltingin í lok 19. aldar og í upphafi 20. aldar. Sú farsæla þróun leiddi af sér upphafið að velmegun á Íslandi, fyrstu raforkuverin, vélbátaútgerð og síðar beislun jarðhitans, þ.e. nýting náttúruauðlinda landsins. Kuldahrollur landans hvarf smám saman og í dag eru öll híbýli upphituð með jarðhita eða rafmagni allan sólarhringinn, allt árið um kring. Orkan var ódýr og lagði grunn að framförum og velmegun, en hér á landi hefur sólarorkan ekki verið nýtt að neinu ráði.
Nútíð
Þegar rætt er um nýtingu sólarorku hér á landi, sjá flestir fyrir sér sólarselluplötur á þökum sumarbústaða. Þannig nýting er kölluð „aktív“ – virk eða tækni- sólarorka. Sólarsellum er safnað saman í sólarplötur, sem nýta sólarorkuna og birtuna til að framleiða rafmagn, sem síðar er notuð til raflýsingar eða upphitunar. Hér á landi eru þessar sólarplötur oftast neyðarúrræði þeirra sem hafa ekki rafmagn eða þurfa að sækja raforku langa leið með miklum stofnkostnaði. Afköst sólarplatnanna byggist á magni sólargeisla og birtu, og réttum halla og stefnu að sólu. Hallinn á sólarselluplötunum er bestur 2° umfram hnattstöðu, þ.e. 66° á Suðurlandi og 68° á Norðurlandi. Almennur þakhalli á Íslandi er nánast alltaf undir 30 gráður og hentar sá halli illa fyrir sólarsellur. Þegar ferðast er erlendis, eru sólarselluplötur á húsþökum áberandi í sumum löndum. Þar er hnattstaðan hagkvæmari og þakhalli yfirleitt meiri. Notkun sólarsella þar er enn fremur almennt byggð á styrkjum frá ríkinu eða viðkomandi héraði, því orka er af skornum skammti, jafnvel skömmtuð, og orkuverð mjög hátt.
Nýting sólarorku í dag flokkast í tvær mismunandi greinar. Annars vegar í „passíva“ – óvirka- beina sólarorkuöflun og hins vegar í „aktíva“ – virka – tækni- sólarorkuöflun. Mikill munur er á hugmyndafræði þeirra, en sú beina byggist á því að nýta sólina beint til upphitunar en tækniorkan er í flestum tilvikum mun flóknari og viðhaldsfrekari. Fyrir Ísland hentar beina/óvirka sólarorkan betur en báðar aðferðirnar eru vel þekktar. Beina sólarorkan felur í sér að klófesta sólarorkuna beint t.d. gegnum glugga, hita upp innviði hússins og í sumum tilvikum að halda hitanum til seinni tíma nýtingar. Sólskálar tengdir húsunum gegna stóru hlutverki í að safna hitanum til dreifingar.
Af möguleikum tæknisólarorkuöflunar eru sólarplötur til rafmagnsframleiðslu besti kosturinn fyrir Ísland. Heimsframleiðsla á sólarplötum vex með ótrúlegum hraða í dag og allar bjartsýnisspár til þessa hafa verið hálfdrættingar miðað við þróunina. Með aukinni framleiðslu hefur verð lækkað og sala aukist. Það virðist sem heimurinn hafi allt í einu áttað sig á sólarorkunni á ný, en orkukreppurnar eru auðvitað orsakavaldurinn. Sólarorkan er ókeypis öllum – enginn orkumælir – en það þarf að hafa fyrir því að klófesta hana. Nýting hennar verður örugglega ein af forsendum hönnunar í framtíðinni.
Orka framtíðar
Vegna orkuskorts og orkuverðs í heiminum í framtíðinni verða allar leiðir til orkuöflunar og sparnaðar nýttar. Mikill kraftur er í sólar- og vindorkurannsóknum, enda mikið í húfi fyrir orkusala, að nýta núverandi innviði og uppsetta orkumæla. Mesta sólarorkan er á heitustu svæðum jarðarinnar, í eyðimörkunum. Þau eru samt ekki bestu staðirnir til að reisa sólarorkuver vegna sandstorma og fjarlægðar frá innviðum. Margar þjóðir sem hafa góð sólarorkuskilyrði og innviði, hafa byggt, eða eru að byggja, stórar sólargeisla-móttökustöðvar. Núverandi framleiðsla er þó aðeins brotabrot af orkuþörfinni. Í framtíðinni mun sólarorkan samt spila stórt hlutverk. Að sama skapi mun hún hafa öfluga keppinauta. Jarðefnaorkan mun ekki hverfa á einni nóttu. Það mun taka marga áratugi. Spáð er að vindorkan muni taka hressilegan kipp næsta áratug, en það tekur áratug eða áratugi að hafa afgerandi áhrif. Kjarnorkan er óskrifað blað. Það vantar hreina kjarnorku. Orkukreppan mun vara lengi, og orkuverð í samræmi við það. Sólarorkustöðvar úti í geimnum þar sem sólin skín allan sólarhringinn er enn þá bara óraunhæfur draumur.
Orkuskortur og orkuverð leiðir af sér að í alvöru er verið að líta til „passívrar“ tæknilausrar nýtingar á sólinni sem einstaklingar og fyrirtæki geta nýtt sér án endurgjalds. Það er meira en nóg af gjaldfrjálsri sólarorku fyrir alla. Heildstæð sólarhús eru að byrja að sjást. Þá er ekki eingöngu hugsað til sólarinnar sem orkugjafa heldur er hugsað heildstætt til hússins, efnisvals, hitunar, kælingar, endurnotkunar, endingar og sparnaðar.
Ísland er í kaldtempraða beltinu og ekki á ákjósanlegasta hnattstað hvað sól snertir. Sólin mun samt geta hjálpað til sparnaðar, en mun sennilega ekki vera afgerandi í orkumálum hér á landi. Köldu svæðin og landsbyggðin ættu samt að horfa til sólarorku, vindorku eða varmaskipta í jörðu. Fyrir landið í heild eru bestu framtíðarkostirnir hitaveitur og fallvatnsorka í samvinnu við vindorku. Orkuskortur á Íslandi í dag á ekki að eiga sér stað, og kemur niður á afkomu núverandi, og ekki síður á komandi kynslóðir. Velmegun á Íslandi hefur alltaf fylgt orkunýtingunni, en orkukreppum fylgir stöðnun og atvinnuleysi.
