80%-эффективные солнечные "батареи"

Современные энергоустановки, собирающие тепло от солнца, могут концентрировать строго ограниченное количество энергии, чтобы не допустить перегрева коллекторов. Группа исследователей под руководством IBM работает над солнечной тарелкой, которой перегрев и повреждения не страшны. А это означает значительное повышение производительности. В рамках мероприятия День Земли (Earth Day), посвященного вопросам защиты окружающей среды, ученые объявили о разработке доступной фотоэлектрической системы, способной собирать 80 процентов поступающей солнечной радиации и преобразовывать ее в полезную энергию. Предложенная система может быть возведена в любом месте, где существует потребность в непрерывной подаче энергии, питьевой воде и холодном воздухе. Затраты на строительство такой установки втрое ниже, чем у аналогичных систем.

IBM Research, Airlight Energy, ETH Zurich и Межгосударственный университет прикладных наук и технологий получили от Комиссии по технологиям и инновациям Швейцарии грант в размере 2,4 миллиона долларов на исследование и разработку высокопроизводительной фотоэлектрической системы, которая имеет название High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT).

 Прототип HCPVT использует огромное параболическое зеркало из множества фацетных зеркал. Встроенная система слежения за солнцем определяет оптимальный угол тарелки. Зеркала направляют отражаемые солнечные лучи на приемник с сотнями фотоэлектрических чипов, оборудованных микроканальной системой жидкостного охлаждения. Каждый чип размером 1 х 1 см в среднем за 8 часов солнечного дня способен генерировать 200-250 ватт электроэнергии, в то время как весь концентратор — 25 киловатт.

 Система охлаждения сохраняет одинаковую температуру чипов при концентрации солнечного излучения, усиленной в 2000 раз. Температура может поддерживаться на безопасном уровне, даже если концентрация возрастет в 5000 раз, говорится в официальном сообщении.

 В отличие от существующих фотоэлектрических систем, которые собирают только электроэнергию, а лишнее тепло выбрасывают в атмосферу, система HCPVT использует тепловую энергию для опреснения воды и кондиционирования воздуха.

 Для получения пресной воды исследователи IBM используют технологию, разработанную ими же для высокопроизводительных вычислительных машин с водяным охлаждением. Например, вода, которая поглощает тепло, вырабатываемое суперкомпьютерами Aquasar и SuperMUC, используется в системе отопления помещений.

 По словам авторов проекта, затраты на производство такой установки не превышают 250 долларов на один квадратный метр, что втрое ниже стоимости аналогичных систем. Нормированная стоимость энергии составляет менее 10 центов за киловатт-час энергии. Для сравнения, льготный тариф на электричество в Германии превышает 25 центов за киловатт-час, а стоимость энергии, производимой угольной электростанцией, варьируется в пределах 5-10 центов за киловатт-час.

 В настоящее время прототип HCPVT проходит тестирование в лаборатории IBM Research в городе Цюрих (Швейцария).