Ученые разработали новый способ сохранения тепловой энергии

Команда исследователей из Мадрида разрабатывает систему хранения тепловой энергии использующую расплавленный кремний, которая может вместить в 10 раз больше энергии, чем существующие варианты аккумуляторов тепла. Ученые надеются разработать технологию нового поколение недорогих солнечных тепловых станций для хранения солнечной энергии в городских центрах.

Аккумуляция энергии в настоящее время является основной проблемой возобновляемых источников энергии, таких как ветровая и солнечная энергия — так что для реальной конкуренции с страдиционными видами энергии необходимо работать и совершенствовать технологии аккумуляции избытков энергии, которые  города могут использывать в ночное время ипасмурные дни или когда безветрянная погода.





Современные технологии  просто недостаточно развиты, так что исследователи всех отраслей промышленности изучают целый ряд новых идей для улучшения хранения энергии, в том числе коммерциализированную солнечную систему хранения тепловой энергии, которая сохраняет концентрированное тепло от солнца в виде расплавленных солей ( калия, кальция, нитратов натрия  и т.д.), и преобразует тепло обратно в электричество с помощью теплогенератора.

Системы на основе соли работают достаточно хорошо, но они требуют насосов, трубопроводов и жидких теплоносителей для выработки электроэнергии, что делает их дорогими и уязвимыми в вопросах безопасности. Однако системы основаны на достаточно редких материалах. Именно поэтому исследователи во всем мире ищут более безопасные альтернативы, которые используют более дешевые и распространенные материалы.





 Решение, предложенное группой из  Политехнического университета Мадрида (UPM), на основе кремния, может стать очень успешным, так как кремний является одним из самых дешевых и самых распространенных в мире элементов — уступает только кислороду.

Предлагаемая новая система хранения тепловой энергии заключается в нагревании кремния концентрированным солнечным светом. Температуры расплавленного кремния могут достигать  1400 ° C (2552 ° F) —  после чего материал изолируют от окружающей среды до тех пор, пока не потребуется энергия для преобразования тепла  в электричество. Уникальные свойства кремния позволяют ему хранить более 1 МВт*ч энергии на кубический метр объема — в 10 раз больше энергии, чем могут хранить соли.

«Ключом  к созданию новой технологии, по словам руководителя исследования Алехандро Датаса (Alejandro Datas), было использование термофотоэлектрических ячеек — относительно новой технологии, которая  генерирует электричество от тепла также как это делают солнечные панели из света».





«При таких высоких температурах, кремний интенсивно излучает бодобно Солнцу» говорит Датас. «Таким образом термофотоэлектричество  может использоваться для преобразования этого излучения в электричество.»

Термофотоэлектрические ячейки могут достичь эффективности преобразования энергии более чем в 50 % и может производить в 100 раз больше электроэнергии на единицу площади по сравнению с обычными солнечными элементами. Датас говорит, что они играют ключевую роль в системе — не в последнюю очередь потому, что они могут работать при экстремальных температурах, в отличие от других генераторов.

Система использует распрастраненные, недорогие материалы, способна сохранять в 10 раз больше энергии, чем существующие решения и чрезвычайно компактная и тихая, без движущихся частей.

Исследователи полагают, что их изобретение поможет значительно снизить стоимость хранения и производства энергии в тепловой энергетике. Она также могла бы предложить безопасный и экономически эффективный выход для накопления энергии секторе возобновляемых источников энергии, а также может быть использовано как для обогрева, так и для производства электричества.

Команда UPM в настоящее время ищет пути коммерциализации системы. С этой целью они создали бизнес-проект под названием SILSTORE и начали строить лабораторный прототип. опубликовано  

 

.

Источник: newatlas.com/cheap-solar-energy-molten-silicon/45833/?li_source=LI&li_medium=default-widget#gallery