Хранение солнечной энергии выходит на новый уровень и сулит большие перспективы для индустрии в целом
Хранение солнечной энергии – ключевой вопрос для развития данного направления электроэнергетики (гелиоэнергетики). Все дело в том, что прерывистый характер возобновляемых источников энергии ложится большим бременем на электросети. В этой связи, создание гибкого и экономичного накопителя такой энергии является весьма перспективным и желанным решением для индустрии. Технология, способная решить данную задачу была разработана группой ученых из университетов Орегона и Флориды.
Исследователи, возглавляемые Ником У Йонгом, нашли более экономичный и эффективный способ, который позволит создать интеллектуальную систему накопления, хранения и распределения энергии солнца. По сути, речь идет о создании “умной” электросети.
В то время, как стандартные солнечные панели преобразуют свет нашей звезды в электричество, концентрированные солнечные электростанции (разработанные учеными) будут состоять из массива зеркал, которые будут сосредотачивать солнечный свет на специальном приемнике. Накопленное тепло будет использоваться для генерирования электроэнергии при помощи паровых турбин. Такие системы, как правило, обладают низкой себестоимостью получаемой энергии, большей надежностью, стабильностью и коэффициентом полезного действия. Но, чтобы работать на полную мощность, такие системы должны работать в единой связке с мощным и гибким хранилищами энергии.
Имеющиеся, на сегодняшний день, системы хранения концентрированной солнечной энергии слишком громоздки и дороги, чтобы быть практичными и перспективными. Но новый метод, известный, как термохимическое хранение энергии, обещает десятикратное увеличение плотности хранения энергии на долю стоимости! Данная технология работает по аналогии с обычной батарейкой, за тем исключением, что химические процессы (в данном случае) ведут к сохранению или выделению большого количества тепла при каждом цикле заряд – разряд (соответственно).
Новая система может хранить энергию неопределенно долгое время. Когда устройство разряжается, начинается процесс рекомбинации химических элементов, в результате которой выделяется большое количество тепла, которое может использоваться для питания турбин.
Исследователи подчеркивают, что эффективность систем термохимического хранения энергии тесно связана с их максимальной рабочей температурой. И в то время, как существующие, на сегодняшний день, системы достигают своего пика эффективности при температуре в 600 градусов по Цельсию, новая разработка с легкостью удваивает этот показатель.
Команда разработчиков сообщает, что их система способна хранить внушительные 1450 МДж энергии на 1 кубический метр (403 Вт ч/л), что сопоставимо с объемной плотностью литий-ионных аккумуляторов. Правда, в отличие от батареи в вашем смартфоне, новая разработка все еще не стабильна – испытания показали снижение эффективности на 15% после 45 циклов заряд / разряд.
Ученые уже работают над решением данной проблемы и планируют (в дальнейшем) приступить к созданию промышленного образца, на котором будут проводиться более предметные тестовые испытания. Одно уже можно сказать точно, подобные разработки сделают хранение солнечной энергии более эффективным, что поспособствует более активному развитию гелиоэнергетики.