Инженеры компаний Airlight Energy и IBM Research создали установку, которая в состоянии конвертировать в электричество и тепло до 80% солнечного света. Недорогая и невероятно эффективная энергетическая система может выйти на международный рынок через 3 года, в 2017 году. Прототип энергетической установки, которая в состоянии изменить облик современной энергетики уже был представлен общественности. Комбинированная установка, над которой работали инженеры IBM, сочетает в себе функции солнечного коллектора, который собирает тепло, и фотоэлектрической панели, которая отвечает за производство электричества.
В свое время компании Airlight Energy, IBM Research, ETH Zurich и Межгосударственный университет прикладных наук и технологий получили 2,4 миллиона долларов от Комиссии по технологиям и инновациям Швейцарии. Данные денежные средства были выделены на проведение исследований и создание высокопроизводительной фотоэлектрической системы, которая получила обозначение High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT).
 |
| Прототип High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT). |
| Источник: Военное обозрение |
Представленная специалистами Airlight Energy и IBM Research установка внешне похожа на большой подсолнух. Его зеркало составлено из 36 параболических зеркал сверхмалой толщины (всего 0,2 мм) общей площадью 40 квадратных метров. Зеркало установлено на бетонной опоре, которая изготовлена из специального волокнистого бетона. «Энергетический подсолнух» в состоянии концентрировать солнечный свет и усиливать его сразу в 2000 раз, направляя пучок света на специальную фотоэлектрическую панель, которая оснащена микроканалами для охлаждения. Данная панель состоит из маленьких ячеек размерами всего 1х1 см, каждая такая ячейка в состоянии вырабатывать до 57 Вт электроэнергии. Всего панель в состоянии производить до 12 кВт электроэнергии в погожий солнечный день, а система охлаждения такого «подсолнуха» собирает до 20 кВт солнечного тепла.
Мощности данной энергосистемы вполне достаточно для снабжения электричеством и горячей водой нескольких обычных жилых домов. При этом опора данной установки является недорогой в строительстве и может производиться под конкретные объекты архитектуры. Поверхность зеркала покрыта специальным слоем тонкого пластика, который выполняет функцию защиты отражающей поверхности от атмосферных осадков в виде града, дождя, снега, а также от посягательств животных.
Согласно заявлениям представителей IBM, самой сложной частью энергетической установки стало проектирование системы охлаждения фотоэлектрических панелей, которые солнечный концентратор устройства нагревал до 2000 градусов Цельсия. Эту сложную проблему удалось решить при помощи использования микроканальной системы охлаждения. Данная система была разработана совместно специалистами компании IBM и компании Airlight Energy из Швейцарии. Именно благодаря внедрению данной системы «энергоподсолнух» в состоянии работать достаточно долгое время, а его фотоэлектрические панели не сгорают в течение нескольких секунд. По заверению инженеров компании IBM, фотоэлектрическую панель необходимо будет заменять каждую четверть века, а общий срок службы «подсолнуха» должен составить 60 лет.
В отличие от всех существующих моделей фотоэлектрических систем, которые в состоянии вырабатывать только электроэнергию, а лишнее тепло просто отводят в атмосферу, система HCPVT, наоборот, использует тепловую энергию для кондиционирования воздуха и опреснения воды. Предложенная система может быть построена в любом месте, в котором есть насущная потребность в подаче электроэнергии, питьевой воды и холодного воздуха. При этом сообщается, что затраты на постройку подобной установки в 3 раза ниже, чем у аналогичных систем. Новая разработка ученых может пригодиться жителям южной Европы, Аравийского полуострова, Австралии, юго-запада Северной Америки, Южной Америки. То есть всех тех мест, которые нуждаются в охлаждении воздуха и опреснении воды.
Для получения пресной воды инженеры компании IBM применяют технологию, которая разработана ими же, но для высокопроизводительных вычислительных машин с водяным охлаждением. К примеру, вода, которая поглощает тепло от работы суперкомпьютера компании Aquasar и SuperMUC, в дальнейшем используется в целях отопления помещений.
Согласно заявлениям авторов проекта энергетического «подсолнуха», затраты на изготовления подобной конструкции не превышают 250 долларов на каждый квадратный метр, что в 3 раза ниже стоимости систем-аналогов. При этом устройство обеспечивает выработку электроэнергии стоимостью менее 10 центов за один киловатт-час. В качестве сравнения приводится льготный тариф на электроэнергию, действующий в Германии и равный 25 центам. При этом стоимость энергии, которая производится угольной электростанцией, составляет примерно 5-10 центов за один киловатт-час.
На данный момент времени прототип установки HCPVT испытывается в лабораторных условиях в Цюрихе. Специалисты компании IBM Research обещают, что на рынке их энергоустановку можно будет увидеть уже в 2017 году, при этом окончательная ее стоимость не раскрывается. Но сам «подсолнух» производится из недорогих материалов и обладает простой конструкцией, что должно способствовать достижению достаточно низкой стоимости устройства.
Сообщается, что подобные «подсолнухи» можно будет использовать не только в городах, но и в географически удаленных уголках планеты. При этом система не подходит для установки на крыши зданий. Сказывается большой вес — порядка 10 тонн и размеры — 40 квадратных метров. При этом изобретение может быть достаточно полезным для крупных гостиниц, торговых центров и разнообразных курортов.
Источники информации:
http://zoom.cnews.ru/rnd/news/top/energopodsolnuh_ibm_vyjdet_na_rynok_cherez_3_goda
http://hi-news.ru/technology/na-grani-vozmozhnogo-ibm-razrabotala-vysokoproizvoditelnyj-solnechnyj-kollektor.html
http://energysafe.ru/alternative_energy/alternative_energy/1570
http://elektrovesti.net/34577_ibm-razrabotal-solnechnuyu-panel-kotoraya-ochishchaet-vozdukh-i-vodu
Юферев Сергей