Гибридная технология для сбора полного спектра солнечной энергии

Гибридная технология для сбора полного спектра солнечной энергииГибридная технология сочетает в себе фотоэлементы, которые преобразуют видимый и ультрафиолетовый свет в электрическую энергию, термоэлектрические устройства, которые преобразуют тепло в электричество, и паровые турбины для выработки электроэнергии.

Новая концепция может дать высокую эффективность солнечной энергии при объединении трех типов технологий, преобразующих различные части светового спектра, а также обеспечить хранение энергии для использования после захода солнца. Объединение технологий могло бы обеспечить использование и хранение гораздо большего спектра солнечного света, чем это возможно с помощью любой из технологий по отдельности.

«Сбор полного спектра солнечного света при использовании гибридной технологии имеет более высокий потенциал, чем любая другая технология сама по себе, для обеспечения более высокой эффективности, снижения затрат на производство электроэнергии, а также повышения совместимости с электросетью,» сказал Питер Бермеля, ассистент профессора в Школе электрической и компьютерной инженерии (School of Electrical and Computer Engineering) при Университете Пердью (Purdue University). «Идея заключается в том, чтобы использовать технологии, которые, по большей части, существуют в настоящее время, и объединить их творческим методом, который позволяет нам получить более высокую эффективность, чем обычно.»

Технология сочетает в себе фотоэлементы, которые преобразуют видимый и ультрафиолетовый свет в электрическую энергию, термоэлектрические устройства, которые преобразуют тепло в электричество, и паровые турбины для выработки электроэнергии. Приводом для термоэлектрических устройств и паровых турбин является тепло, собранное и сохраненное на недавно разработанном «селективном поглотителе и отражателе солнечного света» с использованием зеркал для фокусировки солнечного света.

«Это спектрально-селективная система, именно поэтому она способна эффективно использовать максимум спектра,» сказал он. «Тепловое хранения обеспечивает значительную гибкость в момент выработки электроэнергии, поэтому система может вырабатывать энергию в течение нескольких часов после захода солнца, обеспечивая бесперебойный источник электроэнергии в течение дня.»

«Как правило, домохозяйства в США имеют низкий уровень использования электроэнергии в течение ночи, затем существенно повышается утром, немного падает днем, и затем резко идет вверх около 5 часов вечера,» сказал Бермель. «Солнечные электростанции очень хорошо справляются с нагрузкой в течение дня, но не во время пикового потребления. Таким образом, идея заключается в том, чтобы сохранить энергию в течение нескольких часов, что поможет вам пережить время пикового спроса».

В идеале система может достичь КПД на 50% больше, чем при использовании реально применяемых материалов по сравнению с 31% для одних только фотоэлементов.

Новый селективный поглотитель и отражатель солнечного света является краеугольным камнем такой технологии и будет выполнять две важные роли: повышение эффективности за счет отражения видимого света, но при поглощении фотонами ближнего инфракрасного диапазона, а также повышение температуры хранимого тепла, которое затем используется в качестве электроэнергии, когда необходимо на протяжении всего дня.

Все еще нужны экспериментальные исследования для проверки теоретической конструкции системы в целом.

«Я думаю, что такая гибридная технология является выполнимой,» сказал Бермель. «В принципе, мы понимаем, что нужно делать, но нам нужно провести эксперименты для проверки как компонентов, так и всей системы вместе.»

 

Источник: https://solarthermalmagazine.com/2016/08/19/hybrid-system-designed-harvest-full-spectrum-solar-energy/

Написать нам