Od termitnjaka do solarnih stabala: kako priroda inspiriše održivo inženjerstvo

Iza velikih naučnih dostignuća često je iskra ideje bila začeta u prirodi. Nekada je to pogled u nebo, nekada let ptice, kretanje vode ili svetlucanje insekata u letnjoj večeri. U pričama i domaćim muzejskim izložbama o Milevi Marić, na primer, pominje se kako je ples svitaca nad Tisom, u okolini Titela, povezivan sa njenim razmišljanjima o svetlosti, materiji i energiji. Primera koji potvrđuju koliko je priroda često pokretala naučnu radoznalost zaista ima pregršt.

Iz mnogih posmatranja prirode nastajale su ideje, a kasnije i sam pojam biomimikrije – pristupa u kojem čovek ne pokušava da osvoji prirodu, već da je razume i od nje preuzme principe i koncepte koji su se pokazali uspešnim kroz vreme.

Avioni nisu delo prirode, ali su od nje mnogo preuzeli, pre svega kada je reč o aerodinamičkoj logici. Krila ptica koja vekovima koriste vazdušne struje bolje nego bilo koja ljudska mašina poslužile su za inspiraciju. Slično se dogodilo i sa kitovima. Kvržice na prednjoj ivici peraja grbavih kitova, koje na prvi pogled deluju kao nesavršenost, pokazale su se kao mehanizam za kretanje kroz vodu. Upravo su ti oblici inspirisali inženjere da drugačije razmišljaju o lopaticama vetroturbina i o tome kako se energija vetra može koristiti uz manje gubitaka.

Jedan od najpoznatijih primera biomimikrije u arhitekturi vezuje se za termitnjake. U vrelim predelima biolozi su otkrili da termiti u svojim skloništima uspevaju da održe stabilnije unutrašnje uslove uprkos velikim temperaturnim razlikama spolja. Taj princip nije inspirisao arhitekte da grade zgrade koje izgledaju kao termitnjaci, već da probaju da otkriju šta to termiti znaju a ljudi možda još uvek ne dovoljno. Eastgate Centre u Harareu, u Zimbabveu, često se navodi kao primer takvog pristupa i sistema, jer građevina koristi sistem za kanalisanje vazduha, masu materijala i prirodno odvođenje toplote kako bi smanjila potrebu za klasičnim hlađenjem.

Kolibri, ptica koja može da lebdi u mestu, naglo menja pravac i izuzetno precizno kontroliše pokrete krila, prema mnogim pričama, inspirisao je naučnike i inženjere u razvoju malih letećih robota i dronova.

U svim ovim primerima ponavlja se ista ideja – priroda je, mnogo pre čoveka, pronalazila načine da reši probleme kretanja, hlađenja, ventilacije, zaštite, prikupljanja vode i korišćenja sunčeve svetlosti. Uz to, njena rešenja retko imaju samo jednu funkciju. Termitnjak nije samo sklonište već i prirodni sistem ventilacije. Drvo nije samo biljka već i hlad, rezervoar vode, stanište i sakupljač sunčeve energije.

Upravo se iz takvog razmišljanja otvara pitanje: mogu li se i solarna stabla posmatrati kao savremeni pokušaj da tehnologija preuzme neke od funkcija pravog drveta?

Neka od solarnih stabala otišla su i korak dalje – nisu samo sakupljači sunčeve svetlosti kroz solarne panele već prava mala urbana infrastruktura koja može da proizvodi struju, pruža senku, skuplja kišnicu, napaja rasvetu, puni uređaje i postane deo javnog života grada.

U FOKUSU:

• Data centri kao izazov i prilika za evropski elektroenergetski sistem
• Odmor u ritmu zemlje, vode i vazduha
• Skoro 22 miliona električnih vozila proizvedeno za godinu dana

Na prvi pogled, solarna stabla deluju kao prizor iz neke futurističke vizije budućnosti: metalno stablo, razgranata krošnja i solarni paneli umesto lišća. Kao što pravo drvo širi grane kako bi uhvatilo što više sunčeve svetlosti, tako i solarno stablo raspoređuje fotonaponske panele na različitim visinama i pod različitim uglovima.

Zato se najčešće pojavljuju tamo gde prostora nema mnogo, a potreba za energijom, senkom i urbanom opremom raste – u parkovima, na trgovima, parkinzima, šetalištima i ispred javnih objekata. Za razliku od klasičnih solarnih elektrana, koje zahtevaju velike površine, solarna stabla koriste visinu i uklapaju se u prostore koje ljudi već svakodnevno koriste. Ne čudi što su posebno prepoznatljiva u Aziji, gde su veliki gradovi gusto naseljeni, a svaki kvadratni metar pažljivo planiran.

Naravno, to ne znači da mogu da zamene klasične panele kada je cilj masovna proizvodnja električne energije. Njihova prednost je drugačija – energiju uvode u svakodnevni život stanovnika i u prostore u kojima klasični paneli često nisu praktični ili dovoljno vidljivi.

U zavisnosti od veličine i broja modula, veće instalacije mogu da proizvedu i desetine hiljada kilovat-sati godišnje, čime se mogu izbeći i više tona emisija ugljen-dioksida. Ta energija najčešće se koristi lokalno – za javnu rasvetu, punjače, senzore, Wi-Fi opremu, električne bicikle ili manje stanice za punjenje vozila. U podnožju stabla često se nalazi mali energetski centar sa baterijama, inverterima i priključcima, koji omogućava da se struja koristi odmah ili sačuva za kasnije. Kod jednostavnijih modela paneli su fiksirani u različitim položajima, dok naprednija rešenja prate kretanja Sunca.

Najrazvijeniji primer ovakvog razmišljanja nalazi se u Singapuru, u kompleksu Gardens by the Bay, gde se nalazi ukupno 18 „Supertrees”, od kojih 11 ima ugrađene održive funkcije. „Stabla” su visoka između 25 i 50 metara, ali njihova uloga nije samo da privuku turiste, iako su i po tome postala globalno prepoznatljiva. Ona su deo mnogo složenijeg sistema u kojem se energija, voda, biljke, hlađenje i javni prostor povezuju u jednu celinu.

Ova stabla prekrivena su hiljadama biljaka – orhidejama, papratima, bromelijama i puzavicama – pa funkcionišu kao vertikalne bašte u jednoj od najgušće naseljenih urbanih sredina na svetu. Pojedina stabla imaju ugrađene fotonaponske ćelije koje proizvode električnu energiju za deo rasvete i sistema u kompleksu.

„Supertrees” prikupljaju i kišnicu, koja se potom koristi za navodnjavanje vrtova i vodene elemente. U tropskoj klimi, gde su padavine obilne, voda se ne posmatra kao višak koji treba što pre odvesti kanalima, već kao resurs koji treba zadržati, usmeriti i ponovo upotrebiti.

Još zanimljivija je njihova veza sa ogromnim staklenicima Flower Dome i Cloud Forest koje održavaju posebne klimatske uslove, drugačije od vlažne spoljne klime Singapura, pa su im potrebni složeni sistemi hlađenja i ventilacije. „Supertrees” učestvuju i u tom delu sistema – pomažu razmeni vazduha i odvođenju toplote, kao neka vrsta urbanih pluća kompleksa.

Zbog toga je Singapur otišao mnogo dalje od ideje da se solarni paneli samo postave u obliku drveta. Tamo je solarno stablo deo čitavog urbanog ekosistema. Njegova najveća vrednost nije samo količina proizvedene električne energije već sposobnost da jedan objekat istovremeno bude infrastruktura, vrt, senka, rezervoar, ventilacioni element i gradski znak.

Priredila: Milica Vučković

Tekst je objavljen u Magazinu Energetskog portala ČISTA ENERGIJA