Pierwszy argument, który podnosi każdy sceptyk energii odnawialnej, brzmi z reguły: "ale co się dzieje w nocy lub gdy nie wieje wiatr?". Rozwiązaniem są tu systemy magazynowania, które pozwalają zaoszczędzić energię m.in. na pochmurne i deszczowe dni. W kategorii tej znajdziemy zarówno klasyczne rozwiązania, takie jak baterie litowo-jonowe, jak i bardziej eksperymentalne projekty, takie jak systemy żelazo-powietrze, woda w soli, baterie przepływowe lub różne systemy oparte na grawitacji.

Jednym z najbardziej obiecujących sposobów jest magazynowanie energii w postaci ciepła. Przy czym samo medium może być różnorodne – piasek, stopiona sól, popiół wulkaniczny, bloki węglowe, gliniane cegły i wiele innych. Największą bolączką projektów, które ujrzały już światło dzienne, jest niestety wciąż odzyskanie energii z ciepła i przekształcenie jej w energię elektryczną.

W tym miejscu pojawia się projekt nowego systemu. Opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Michigan urządzenie działa na zasadzie termofotowoltaiki. Jest to rozwiązanie podobne do ogniw słonecznych, które generują energię elektryczną ze światła słonecznego. Termofotowoltaika dodaje do tego systemu ciepło. W praktyce oznacza to, że pochłaniają one fotony z podczerwonej części widma, a nie fotony światła widzialnego o wyższej energii, które wychwytują ogniwa słoneczne.

Nowe ogniwo termofotowoltaiczne zostało przetestowane z węglikiem krzemu, jako materiałem magazynującym ciepło, choć można go zastąpić dowolnym innym materiałem. Jest on otoczony materiałem półprzewodnikowym wykonanym z indu, galu i arsenu, starannie zaprojektowanym w celu wychwytywania najszerszego zakresu fotonów, w szczególności tych wytwarzanych przez podgrzewany materiał.

Gdy zespół podgrzał materiał do temperatury 1435°C, zaczął on emitować fotony termiczne o różnych poziomach energii, z których 20-30% mogło zostać wychwyconych przez półprzewodnik. Aby wykorzystać niektóre z tych o wyższej lub niższej energii, ogniwo zawiera cienką warstwę powietrza za półprzewodnikiem, a następnie złotą warstwę odblaskową. Powoduje to odbicie niektórych fotonów z powrotem do półprzewodnika w celu przekształcenia ich w energię elektryczną, podczas gdy inne odbijają się z powrotem do materiału magazynującego ciepło, dając im kolejną szansę na emisję jako odpowiedni rodzaj fotonu.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Energetyka

Inteligentny system do zarządzania energią elektryczną

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom rynkowym, firma NMG stworzyło system do efektywnego zarządzania energią elektryczną w małych i średnich obiektach. Dzięki wykorzystaniu autorskich innowacyjnych algorytmów oraz sztucznej inteligencji można automatycznie sterować wytwarzaniem i zużywaniem energii,  jednocześnie odpowiednio bilansując i minimalizując jej koszty.

Energetyka

Energia z wiatru otrzyma w Polsce "drugie życie"

Nie tylko branża wiatrowa, ale także samorządy i przemysł czekają na odblokowanie lądowej energetyki wiatrowej – taki wniosek płynie z premiery raportu autorstwa ekspertów Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej, firmy doradczej TPA Poland i kancelarii DWF.

Konstrukcja ta zapewnia całkowitą sprawność konwersji energii na poziomie 44%. To czyni ją znacznie bardziej wydajną niż inne działające w tej samej temperaturze, które osiągają 37%. Inne konstrukcje przekroczyły już 40%, ale działają w znacznie wyższych temperaturach, które mogą być trudniejsze do osiągnięcia w wielu sytuacjach.

Pomysł polega na tym, że materiał magazynujący można podgrzać za pomocą energii elektrycznej generowanej przez farmę wiatrową lub słoneczną lub bezpośrednio pochłaniając nadmiar ciepła z procesów przemysłowych lub systemów energii słonecznej. Rozwiązanie to może mieć tylko połowę wydajności akumulatorów litowo-jonowych, ale jednocześnie jest znacznie bezpieczniejsze i tańsze w produkcji i eksploatacji. Według twórców tego projektu, jest jeszcze potencjał na dalszy rozwój tego systemu.

Źródło: Uniwersytet Michigan