Ηλεκτρική ενέργεια από τους αεροχειμάρρους, που διασχίζουν την ατμόσφαιρα με ταχύτητες μεγαλύτερες από 200 χλμ. την ώρα, ετοιμάζονται να παραγάγουν επιστήμονες. Για τον σκοπό αυτό, θα στείλουν σε ύψος 10 χιλιομέτρων ειδικές τουρμπίνες, που θα είναι στερεωμένες στο έδαφος με σκοινί και μόλις παρασύρονται από τη δίνη του αέρα θα παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα διοχετεύοντάς το σε σταθμούς στο έδαφος.
Αξιοποιώντας όλα τα δεδομένα που είχε συγκεντρώσει τα τελευταία 28 χρόνια το Εθνικό Κέντρο Περιβαλλοντικών Προβλέψεων των ΗΠΑ και το υπουργείο Ενέργειας, ο Κεν Καλντέιρα από το Τμήμα Παγκόσμιας Οικολογίας του Ινστιτούτου Κάρνεγκι και η Κριστίνα Άρτσερ από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας ολοκλήρωσαν την πρώτη παγκόσμια έρευνα που έγινε ποτέ για την αξιοποίηση της ενέργειας του ανέμου που διατρέχει τα ανώτατα στρώματα της ατμόσφαιρας με μεγάλη ταχύτητα.
Ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.
Όπως ανέφεραν μάλιστα, σε μεγάλο υψόμετρο από την επιφάνεια του εδάφους, ο αέρας τρέχει με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα απ΄ ό,τι στα χαμηλότερα υψόμετρα και για τον λόγο αυτό έχει και μεγαλύτερη ισχύ. Ταυτόχρονα όμως, σε μεγάλο ύψος, υπάρχουν περιοχές όπου τα ρεύματα του αέρα διαθέτουν αξιοσημείωτη πυκνότητα, ώστε να είναι συνεχώς και όχι πρόσκαιρα εκμεταλλεύσιμα. «Υπάρχει μια ατέλειωτη ποσότητα διαθέσιμης ενέργειας ψηλά στον ουρανό», τονίζει ο δρ Κ. Καλντέιρα. «Οι άνεμοι εκεί φυσούν με πολύ πιο μεγάλη ένταση και διάρκεια απ΄ ό,τι κάτω, στο έδαφος που ζούμε εμείς». Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι αν μπορούσαν οι ειδικοί να εκμεταλλευτούν την αιολική ενέργεια σε ύψος μεγαλύτερο από 10 χιλιόμετρα, τότε θα είχαμε στη διάθεσή μας μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.
Για τον σκοπό αυτό, αρκετοί ειδικοί έχουν σχεδιάσει μια σειρά από εναέριες τουρμπίνες, οι οποίες συγκρατώνται στο έδαφος με τη βοήθεια σκοινιού. Οι τουρμπίνες αυτές θα αιωρούνται είτε με τη βοήθεια ανοδικών ρευμάτων αέρα είτε θα περιβάλλονται με αερόσακους φουσκωμένους με ήλιο. Θα εκμεταλλεύονται την ισχύ των ανέμων όπως οι ανεμογεννήτριες και με την ειδική καλωδίωση θα στέλνουν το ηλεκτρικό φορτίο σε επίγειους σταθμούς.
Οι αεροχείμαρροι. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα, δηλαδή σε υψόμετρο από 10 χιλιόμετρα και πάνω, βρίσκεται η εναέρια «λεωφόρος» στην οποία κινούνται με υπερβολική ταχύτητα οι λεγόμενοι χείμαρροι αέρα. Ο αεροχείμαρρος είναι ένα ελικοειδές δυνατό και στενό ρεύμα ανέμου. Έχει μήκος χιλιάδες χιλιόμετρα, πλάτος εκατοντάδες χιλιόμετρα και πάχος μερικές εκατοντάδες μέτρα. Η καρδιά του αεροχειμάρρου, όπου υπάρχουν και οι δυνατότεροι άνεμοι, ονομάζεται πυρήνας του αεροχειμάρρου. Η ταχύτητά τους κυμαίνεται κατά μέσο όρο από 120 μέχρι 180 κόμβους ενώ σε αρκετές περιπτώσεις έχουν αναφερθεί αεροχείμαρροι που έτρεχαν με ταχύτητα μεγαλύτερη από 250 κόμβους, δηλαδή 400 χιλιόμετρα την ώρα. Τα δυνατά αυτά ρεύματα αέρα παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν πιλότοι βομβαρδιστικών αεροσκαφών πάνω από τον Ειρηνικό διαπίστωναν ασυνήθιστες αποκλίσεις στις υπολογισμένες ώρες άφιξής τους σε συγκεκριμένους προορισμούς.
Η δρ Κριστίνα Άρτσερ λέει ότι από την έρευνα που διενήργησε μαζί με τους συναδέλφους της διαπιστώθηκε ότι τα πυκνότερα στρώματα αεροχειμάρρων διέρχονται πάνω από την τροπόσφαιρα της Ιαπωνίας, της Ανατολικής Κίνας, των ανατολικών ακτών των ΗΠΑ, της Νότιας Αυστραλίας και της Βορειοανατολικής Αφρικής. Σε αυτές τις περιοχές η εκμετάλλευση κάθε τετραγωνικού μέτρου αέρα θα μπορούσε θεωρητικά να αποφέρει 10 κιλοβάτ ενέργεια. «Η ποσότητα αυτή είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με το έδαφος, όπου στην καλύτερη περίπτωση ένα τετραγωνικό μέτρο αέρα μπορεί να αποδώσει μόνο 1 κιλοβάτ ενέργειας».
Πολύ συμφέρουσα. Η αξιοποίηση των αεροχειμάρρων φαίνεται ότι μπορεί να αποδειχτεί πιο συμφέρουσα ακόμη και από τα φωτοβολταϊκά συστήματα, που ολοένα και περισσότεροι τοποθετούν στα σπίτια τους για να είναι ενεργειακά αυτόνομα. Τη στιγμή που ένα τετραγωνικό μέτρο αεροχειμάρρου μπορεί να αποδώσει ισχύ ενός κιλοβάτ, στην περίπτωση των φωτοβολταϊκών χρειάζεται να καλυφθεί μία επιφάνεια έκτασης 7 έως 10 τετραγωνικών μέτρων για να παραχθεί ισχύς ενός κιλοβάτ. Το ένα κιλοβάτ ισοδυναμεί με 1.300 κιλοβατώρες και ένα μέσο σπίτι καταναλώνει ετησίως κατά μέσο όρο από 5.000 μέχρι 7.000 κιλοβατώρες. Επομένως, μία επιφάνεια έκτασης 50 έως 70 τετραγωνικών μέτρων που είναι καλυμμένη με φωτοβολταϊκά συστήματα μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες ενός σπιτιού για έναν χρόνο. Στην περίπτωση όμως του αεροχειμάρρου, θα απαιτούνταν μόνο η εκμετάλλευση 5 έως 7 τετραγωνικών μέτρων αέρα για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα.
Θα μπορούσαν να λύσουν το πρόβλημα ηλεκτροδότησης μεγάλων πόλεων
ΟΣΟ ΠΙΟ ψηλά βρίσκεται μια τουρμπίνα τόσο μεγαλύτερη είναι και η ταχύτητα των ρευμάτων αέρα που συναντά. Οι ειδικοί υπολόγισαν ότι όταν διπλασιάζεται το υψόμετρο στο οποίο τοποθετείται μια τουρμπίνα τότε αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα κατά 10% και η εκμεταλλεύσιμη ενέργεια κατά 34%. Οι δύο επιστήμονες που μελέτησαν τους αεροχειμάρρους ερεύνησαν τη δυνατότητα να ηλεκτροδοτηθούν με αυτόν τον τρόπο πέντε από τις πιο πυκνοκατοικημένες πόλεις του πλανήτη και διαπίστωσαν ότι τα ισχυρά ρεύματα που πνέουν πάνω από τη Νέα Υόρκη, το Τόκιο και τη Σεούλ θα μπορούσαν να αναπληρώσουν σημαντικό μέρος της ηλεκτροδότησης που προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Αντιθέτως, στην περίπτωση του Σάο Πάολο και του Μέξικο Σίτι, που βρίσκονται σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη, η ενέργεια από τον αέρα δεν θα ήταν μεγάλη, επειδή πάνω από αυτές τις περιοχές πνέουν υποτροπικοί αεροχείμαρροι που δεν έχουν μεγάλη πυκνότητα. Αυτό άλλωστε είναι και ένα από τα προβλήματα που μέχρι σήμερα αποθάρρυναν πολλούς ειδικούς να εκμεταλλευτούν την ισχύ των ανέμων σε μεγάλα υψόμετρα. Οι «λεωφόροι» στις οποίες κινούνται δεν είναι πάντα σταθεροί, αλλά ακόμα και όταν είναι, συμβαίνει συχνά η ισχύς του αέρα να μειώνεται κατά 5%. Για να λυθεί το πρόβλημα αυτό, οι ειδικοί λένε πώς δεν χρειάζεται να μετακινούνται συνεχώς οι τουρμπίνες αναζητώντας την κατάλληλη τοποθεσία, αλλά πως μπορούν να δημιουργηθούν μέσα αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε να υπάρχει επάρκεια όταν η ισχύς του ανέμου δεν είναι στο ανώτατο επιθυμητό επίπεδο.
