Instalaţia low cost va converti 80 % din energia solară
Potrivit studiului efectuat de European Solar Thermal Electricity Association în colaborare cu Greenpeace International doar două la sută din suprafața deșertului Sahara ar fi suficient pentru a satisface nevoile de energie electrică din întreaga lume prin intermediul energiei solare. Din păcate, celulele solare moderne sunt prea scumpe, greu de fabricat, necesită metale rare și nu au un randament suficient de mare pentru a face astfel de instalaţii practice pe o scară largă.
Cu ocazia Zilei Pământului, oamenii de ştiinţă au anunţat un proiect internațional pentru a crea un sistem fotovoltaic, care este de trei ori mai ieftin decât alte soluţii comparabile. Acesta va fi capabil să concentreze lumina soarelui de două mii de ori și s-o utilizeze cu o eficiență de 80 % (30 % - transformarea directă a energiei soarelui în electricitate și încă 50 % - recuperarea căldurii eliberate).
Programul de cercetare şi de dezvoltare a sistemului economic High Concentration PhotoVoltail Thermal ( HCPVT ), destinat pentru o perioadă de trei ani, a obținut un grant de la Comitetul Elveţan de Tehnologie și Inovare în valoare de 2,4 milioane dolari și implică participarea oamenilor de știință de la IBM Research, compania Airlight Energy, Institutul Federal Elveţian de Tehnologie din Zurich (Swiss Federal Institute of Technology Zurich - ETH Zurich ), Universitatea Interstatală de Ştiinţe Aplicate Buchs NTB ( micro- și nano-tehnologii).
Un prototip al concentratorului HCPVT este dezvoltat la ETH Zurich, cu utilizarea algoritmilor numerici pentru lansarea razelor solare (anglais: ray tracing)*. Pentru acest lucru va fi utilizat un reflector parabolic adaptiv constând dintr-o multitudine de fragmente oglindite, iar sistemul care urmăreşte poziția soarelui va determina orientarea optimă pentru fiecare dintre fragmente.
Receptorul de lumină concentrată va fi format din sute de cipuri fotovoltaice cu o joncţiune triplă. Fiecare dintre acestea are o dimensiune de 1 × 1 cm și este capabil să producă 200-250 W într-o zi tipică de 8 ore solare în regiunea însorită. Pentru întregul receptor capacitatea planificată este de 25 kW.
Cipurile fotovoltaice sunt montate într-un radiator oferind un agent de răcire lichid la o distanță de doar zeci de micrometri de la suprafața celulei solare. Această soluţie se bazează pe sistemul de răcire a calculatoarelor Aquasar de înaltă performanță, dezvoltat de IBM în colaborare cu centrul egiptean de cercetări nanotehnologice. Acest lucru va permite să folosim căldura degajată, ceea ce este de 10 ori mai eficient decât răcirea pasivă a aerului.
Prototipul structurii de răcire microfluidică a servit o reţea de canale cu o ramificare ierarhică asemănătoare cu sistemul sanguin din organismul uman. Pentru a menține circulația este nevoie de o capacitate foarte mică, totodată temperatura cipurilor până la 2000x rămâne în limitele de siguranță până la 5000x.
Pentru ieftinirea maximă HCPVT planifică să renunțe la utilizarea elementelor de oțel scumpe și a oglinzilor, înlocuindu-le cu structuri ușoare din beton și staniol presat. Cu excepția elementelor mici high-tech produse în Elveția, mai multe componente de centrală solară vor fi fabricate și asamblate la locul de instalare.
Potrivit participanților la proiect, toate aceste măsuri vor permite de a menţine preţul construcţiei sub 250 de dolari pe un metru pătrat de suprafaţă, ceea ce este de trei ori mai puțin decât la cele mai apropiate sisteme comparabile. Prețul mediu al energiei produse va fi mai mic de 10 cenţi pe kilowatt oră. Pentru comparație, tarifele la electricitate din Germania actuală depăşesc 25 de cenți pe 1 kWh, iar costul de bază la termocentrale electrice pe cărbune este de 5-10 cenţi pe 1 kWh .
În prezent prototipul HCPVT este testat în laborator IBM Research din Zurich. În cadrul proiectului prototipuri suplimentare vor fi asamblate în Rüşchlikon şi Biasca (Elveția).
*Una dintre metodele opticii geometrice - investigarea sistemelor optice prin urmărirea interacțiunii razelor individuale cu suprafețele (trad.).
Sursa: ko.com.ua
200