Midt i de grønne hvetemarkene, eikelundene og eldgamle oliventrær i Andalusia, skimrer et gigantisk solenergifarm som et sølvhav. Selv under overskyet himmel er matriser av speil og massive tårn som spredte seg over tre kvadrat miles, et arresterende syn.
Relatert innhold
- Noe nytt under solen
20 kilometer vest for Sevilla er Solúcar solfarmen, bygget av selskapet Abengoa, en del av Spanias press for å produsere mer energi fra fornybare kilder. Nasjonen produserer for tiden opp til 3, 65 gigawatt kraft fra solen, som er nest i verden etter Tyskland. Disse gigawattene utgjør omtrent 3 prosent av landets makt, den høyeste prosentandelen i verden. (USA produserer mindre enn 1 prosent av energien sin fra solen.) Spanias solproduksjon forventes å øke i løpet av de neste tre årene til syv gigawatt, nok til å forsyne rundt ti millioner mennesker - den samlede befolkningen i Madrid og Barcelona - med strøm om dagen.
Solúcar-gården er banebrytende teknologier som blir replikert i USA, inkludert konsentrert solkraft, eller CSP. Mens tradisjonelle solcellepaneler bruker solcelleanlegg for å konvertere solstrålene direkte til elektrisitet, distribuerer CSP store bredder av speil for å fokusere solstråling; den intense varmen driver dampturbiner, og produserer strøm i en prosess som ligner på den som brukes i kull- eller oljefyrte anlegg, men uten klimagassutslipp.
På Solúcar-området samler to betongtårn - det ene rundt 50 etasjer høye, det andre 35 - lys som reflekteres av 1879 enorme glassspeil, hver 33 fot høy og 40 fot bred. Speilene, kalt heliostats, dekker rundt 345 dekar. De vender mot sør og blir snudd til å følge solen når den krysser himmelen.
Det mindre CSP-tårnet begynte å levere strøm i 2007, det større i mai 2009. Til sammen produserer de 31 megawatt. I 2013, når Solúcar er ferdig med å legge til et nytt tårnanlegg og andre installasjoner, forventer Abengoa at CSP-anlegget vil generere 300 megawatt, nok energi til å drive 220 000 husstander, eller hele storbyens Sevilla.
"Disse kommersielle tårnanleggene er unike i verden, " fortalte Valerio Fernández, operasjonsleder for Solúcar, på kontoret sitt med utsikt over de speillagte åkrene. (Han teller ikke et lite, fem megawatt krafttårn som ble drevet i Lancaster, California, av det amerikanske selskapet eSolar, eller et demonstrasjonstårn som den spanske regjeringen driver i Almería.) "I dag er de imidlertid på ferie, " han lagt til, med et skuldertrekk.
Når det regner eller overskyet - som den kjølige grå marsdagen jeg besøkte - slås solenergianlegget av. Men fotografier av CSP-nettstedet er i beste velgående verden over: tårn som lyser med lysaksler, en effekt forårsaket av reflektert sollys som passerer gjennom vanndamp og støv i luften. Selv om du kanskje tror at Sør-Spania er et ideelt sted for solenergi, sa Fernández at selskapet forventer at dårlig vær vil redusere eller stoppe energiproduksjonen rundt 80 dager i året, vanligvis mellom november og mars.
"Hvis vi søker å effektivisere solenergi, er det bedre steder enn Sevilla, " fortalte Fernández. Han gestikulerte til et veggkart over verden med skyggelagte band som representerte solenergipotensial: Andalucia var solbrun, Mojave-ørkenen i California og Nevada brun, og Sahara mørkere.
"Mojave har omtrent 30 prosent høyere solstråling enn vi har her, så å installere de samme anleggene der vil redusere kostnadene for strøm med 30 prosent, " sa han. Effektiviteten er enda høyere for den brennende Sahara, der Abengoa og Desertec, et europeisk konsortium, tar sikte på å bygge solenergianlegg som vil levere strøm til Europa gjennom kabler under Middelhavet.
Fernández heftet et tre-tommers bredt stålrør av en bokhylle og overrakte det til meg. Det var fra et rør der vann konverteres til damp på toppen av et CSP-tårn, og det hadde blitt malt svart. "Jo svartere de er, " forklarte han, "jo bedre absorberer de stråling."
Heliostatene konsentrerer solstråling så effektivt at temperaturer på overflaten av mottakerrørene potensielt kan nå 3600 grader Fahrenheit, omtrent en tredjedel av solens overflatetemperatur. "Dessverre ville stålet smelte og mottakeren gikk i stykker, " sa Fernández tørt. Keramiske materialer tålte kanskje slik varme, fortsatte han, men de er ennå ikke utviklet og testet. Så på lyse dager justerer planteoperatører heliostatene for å begrense sollyset rettet mot tårnene og opprettholde temperaturen rundt 570 grader - mye varmt for å lage damp ut av vann, som koker på 212 grader.
Da Fernández kjørte meg rundt på Solúcars campus, stoppet vi på byggeplassen for Solnova 1, den første av fem planlagte CSP-anlegg her for å bruke såkalt parabolsk trogeteknologi. Solnova 1 vil distribuere speil formet som grunne renner, hver flere hundre meter lange og omtrent to meter høye, i parallelle rader som rekker med enorme skinnende bånd. På brennpunktet til hvert speil kjører et gjennomsiktig rør fylt med en syntetisk olje. Speilene vil lede sollys mot rørene, og den oppvarmede oljen vil bli brukt til å koke vann for turbinedrevet damp.
Da jeg forlot Solnova 1, så jeg et stort utvalg av solcellepaneler. Selv om panelene forsyner seg med rundt tre megawatt strøm - nok til å drive 2.200 husstander - har Solúcar ikke lagt vekt på solceller. "Photovoltaics fører ikke til en teknologi som kan lagre energi bortsett fra i batterier, " sa Fernández. Det er for kostbart.
Et mer effektivt lagringssystem vises på Solúcars TES-anlegg (for termisk energilagring), som bruker konsentrert solenergi for å varme opp store containere med smeltet salter, hovedsakelig natrium- og kaliumnitrater, til omtrent 570 grader. Saltene holder på varmen i opptil seks timer, noe som betyr at det kan frigjøres etter at solen går ned. Denne lagringsmetoden kan løse, i det minste delvis, solenergiens tøffeste utfordring: å levere strøm om natten.
Spanias blomstrende solenergikapasitet har vært avhengig av heftig statsstøtte. (CSP-anlegg koster for eksempel omtrent dobbelt så mye å bygge og drifte som konvensjonelle kullfyrte anlegg.) Den spanske regjeringens tilskudd til solenergileverandører - blant verdens mest sjenerøse - løper til mer enn € 1, 5 milliarder, eller nesten 1, 9 milliarder dollar, i året.
I USA gir føderale og statlige myndigheter mindre økonomiske insentiver til enkeltpersoner, solcellefirmaer og verktøy. Parabolsk trogeanlegg i California og Nevada genererer allerede mer enn 370 megawatt, og Abengoa planlegger et 282 megawatt-anlegg som bruker lignende teknologi i nærheten av Phoenix, sier Reese Tisdale, solforskningsdirektør for Emerging Energy Research i Cambridge, Massachusetts. Nytt parabolsk trog, solcelleanlegg og CSP planter er foreslått i California, Nevada, New Mexico, Colorado, North Carolina og Florida.
En massiv solpark som bruker tårn og heliostats og lover å generere 392 megawatt kraft, er beregnet for bygging i, ja, Mojave-ørkenen i Sør-California, hvis den passerer statlige og føderale miljøvurderinger.
"Hvis du vil være optimistisk, " sa Tisdale, "kan det være så mye som åtte gigawatt levert av solkraftverk [i USA] innen 2025." Det ville være nok til å drive en amerikansk by på seks millioner (amerikanere bruk mer strøm enn spanjoler) og spar 37.260 fat olje eller 11.000 tonn kull om dagen.
Richard Covington skriver fra hjemmet hans i nærheten av Paris.
På toppen av soltårnene, konsentrert sollys, diffundert gjennom damp og støv, koker vann for å drive dampturbiner. (Denis Doyle / Getty Images) 
Solúcar-anleggets dekar med heliostater, eller speil, fokuserer solstrålene for å skape temperaturer på 570 grader, noe som genererer energi, men ikke skadelige utslipp. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis) 
Et separat kraftverk bruker bunnformede speil for å samle solstrålene og varme en syntetisk olje for å skape damp. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images) 
Soltårnfabrikken i Sevilla, Spania er det første kommersielle soltårnet i verden. Den kan gi strøm til opptil 6000 hjem. (Denis Doyle / Getty Images) 
På Solúcar-stedet reflekteres lys av 1879 enorme glassspeil, hver 33 fot høy og 40 fot bred. (Chris Sattlberger / Corbis) 
Spania produserer for tiden opp til 3, 65 gigawatt kraft fra solen, som er nest i verden etter Tyskland. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis)
