Powstaną elektrownie słoneczne nowego typu

Wyglądają jak wzięte z filmu science fiction. Elektrownie słoneczne nowego typu trafią na rynek za trzy lata.

Publikacja: 25.09.2014 01:50

To na razie tylko wizualizacja elektrowni słonecznych. Pierwsze prawdziwe „słoneczniki” zaczną dział

To na razie tylko wizualizacja elektrowni słonecznych. Pierwsze prawdziwe „słoneczniki” zaczną działać w przyszłym roku.

Foto: Airlight Energy/dsolar/IBM Research

Wysokie na dziesięć metrów „słoneczniki" to wspólny pomysł IBM oraz szwajcarskiej firmy Airlight Energy. Paraboliczna „antena" o powierzchni 40 metrów kwadratowych może wyprodukować 12 kilowatów energii elektrycznej oraz do 20 kilowatów energii cieplnej w ciągu jednego słonecznego dnia. To wystarczy, aby zaopatrzyć w prąd kilka domów. Instalacja może również posłużyć do ogrzewania i chłodzenia budynków oraz do odsalania wody. Ma być tańsza niż obecnie używane panele.

– Wszystko się zaczęło, kiedy pojawił się raport o zmianach klimatu i ich wpływie na ekonomię – mówi dr Bruno Michel z IBM Research pod Zurychem. – Postanowiliśmy zredukować ilość energii potrzebnej do działania superkomputerów.

Od kilku lat IBM pracuje nad pomysłem chłodzenia układów elektronicznych wodą. Taki superkomputer już zresztą działa. Ten sam pomysł przeniesiono do chłodzenia ogniw fotowoltaicznych. ?36 luster „słonecznika" koncentruje promieniowanie słoneczne na układach o powierzchni 1 cm kw. Bez chłodzenia rozgrzewałyby się do 1500 st. Celsjusza. Ale płynąca mikrokanalikami woda pozwala im pracować w temperaturze ok. 100 st. C.

Doktor Michel pokazuje niewielki układ – ma wielkość paczki papierosów. Jest złoty i wygląda jak coś, co przeniesiono żywcem z filmów o Jamesie Bondzie. To właśnie chłodzony wodą czip produkujący 57 watów w typowych warunkach. Słonecznik ma wiele takich układów.

– W zwykłych instalacjach tylko ok. 30–40 proc. energii słonecznej jest przetwarzane na energię elektryczną. Ale jeżeli wykorzystamy do tego energię cieplną, którą teraz po prostu tracimy, będziemy mieli kompleksowe rozwiązanie. Ta energia może się przydać do odsalania wody albo do... chłodzenia. Jesteśmy w stanie przetworzyć aż 80 proc. energii słonecznej.

Pomysł został sprawdzony w Egipcie w 2013 roku. Później IBM nawiązał współpracę z Airlight Energy, która opracowała nietypowe w kształcie „anteny" i resztę instalacji.

– Słoneczniki są wykonane ze specjalnego cementu – tłumaczy mi Ilaria Besozzi z Airlight Energy. – Możemy wykonać z niego dowolne kształty i jest on tak wytrzymały jak aluminium. A kosztuje pięć razy mniej. Lustra nie są ze szkła, ale z metalizowanej folii. Takiej, w jaką pakujemy nasze szwajcarskie czekoladki.

W zaskakujący sposób rozwiązano kwestie magazynowania energii. Przechowywanie energii elektrycznej jest kosztowne, dlatego słoneczniki są podłączone do sieci elektrycznej. Ale energia cieplna to co innego. Pod elektrownią jest wykopany dół wylany cementem. W środku są... kamienie, które po prostu zalewa się gorącą wodą.

Jak zwraca uwagę dr Michel, z typowymi panelami słonecznymi jest jeszcze jeden problem. – To niewygodna prawda, ale panele w rzeczywistości podnoszą temperaturę otoczenia. Widzimy to na przykład w miastach. Im więcej mają paneli słonecznych, tym większą wyspę ciepła stanowią. W tym sensie skuteczniejsze jest malowanie dachów na biało i odbijanie promieniowania słonecznego. Chłodzony wodą układ konwertujący energię słoneczną na elektryczną i cieplną jest rozwiązaniem tego dylematu. Nasz słonecznik jest odpowiedzią na problemy z elektrycznością, ciepłem, odsalaniem wody i chłodzeniem naraz – przekonuje dr Michel.

Pracownicy IBM pokazują mapę, na której zaznaczono regiony świata, gdzie zastosowanie takich urządzeń ma ekonomiczny sens. To cała Afryka i południowa Azja. Także spora część Europy (Polska niestety się nie kwalifikuje) oraz Ameryki Północnej. W odróżnieniu od znanych nam płaskich paneli słonecznych ten system z koncentratorem wymaga bezpośredniego promieniowania słonecznego – pozycja Słońca jest namierzana i cały „kielich" ustawia się pod odpowiednim kątem.

– To rozwiązanie głównie dla krajów rozwijających się, gdzie brakuje zasilania i wody dla szpitali, a nawet całych miast – przekonuje Ilaria Besozzi. – 20 proc. populacji świata nadal nie ma dostępu do elektryczności. To 1,3 mld ludzi. Blisko 800 mln nie ma dostępu do czystej wody. Słonecznik może wyprodukować dziennie w procesie odsalania ok. 1,5–2 m sześc. wody do picia.

Słonecznik ma wytrzymać nawet 60 lat – obiecuje Besozzi. – Jest pokryty przezroczystą kopułą z tworzywa sztucznego chroniącą lustra przed zanieczyszczeniami oraz zwierzętami. Przezroczysty bąbel jest napełniany powietrzem. Niewielkie nadciśnienie w bąblu powoduje również, że lustra delikatnie się wyginają, stają się paraboliczne i skuteczniej koncentrują promieniowanie słoneczne.

Na razie Szwajcarzy mają tylko jeden działający prototyp. Do końca tego roku ma powstać pierwsza gotowa instalacja. W 2015 roku ruszą testy systemów w różnych miejscach świata. Na rynek słoneczniki trafią w 2017 roku. Co ciekawe, IBM uruchomił wczoraj stronę internetową, na której miasta mogą się zgłaszać do instalacji słoneczników. Otrzymają je w ramach testów w 2016 roku.

Ile to będzie kosztować? Tego przedstawiciele Airlight Energy i IBM nie chcą powiedzieć. W porównaniu z podobnymi, lecz mniej wydajnymi konstrukcjami słonecznik ma być od trzech do pięciu razy tańszy.

Piotr Kościelniak ?z Zurychu

Wysokie na dziesięć metrów „słoneczniki" to wspólny pomysł IBM oraz szwajcarskiej firmy Airlight Energy. Paraboliczna „antena" o powierzchni 40 metrów kwadratowych może wyprodukować 12 kilowatów energii elektrycznej oraz do 20 kilowatów energii cieplnej w ciągu jednego słonecznego dnia. To wystarczy, aby zaopatrzyć w prąd kilka domów. Instalacja może również posłużyć do ogrzewania i chłodzenia budynków oraz do odsalania wody. Ma być tańsza niż obecnie używane panele.

Pozostało 90% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska