Новый подход к солнечной энергии: гибридная солнечно-термоэлектрическая система

Автор: kolinos | Рубрика: Энергия солнца

Системы, которые используют энергию солнца, обычно генерируют либо электричество, либо тепло в виде пара или горячей воды. Однако, новое исследование ученых из Массачусетского технологического института показывает, что наилучшей эффективностью обладают системы, которые могут производить и электрическую, и тепловую энергию одновременно. В своей новой работе ученые интегрировали термоэлектрики – устройства, которые могут производить электрический ток от температурного градиента – в концентрирующую солнечную тепловую систему. В такой системе используются длинные, изогнутые зеркала (корыта), которые фокусируют солнечный свет на стеклянную трубку вдоль осевой линии корыта. Жидкость, прокачиваемая через трубку, нагревается на солнце, а затем используется для производства пара, который приводит в движение турбину.

По мнению одного из исследователей, Эвелины Ван, доцента кафедры машиностроения в MIT, интеграция термоэлектрической системы в центральную трубку параболического корыта солнечно-тепловой установки дала поразительные результаты. Теперь вся система производит не только горячую воду, но и электричество. Ключевую роль в ее функционировании играет устройство под названием «термосифон», которое отводит тепло от «холодной» части термоэлектрической системы, тем самым поддерживая ее температурный градиент. Термосифон, как правило, заполнен жидкостью с фазовым переходом, которая может переносить тепло из одного места в другое.

Действительно, в новой системе центральная трубка представляет собой ряд концентрических труб: узкая трубка внутри внешней содержит термоэлектрический материал, а еще более узкая трубка в центре является термосифоном, который за счет пассивного отвода тепла от холодной части термоэлектрика практически исключает потребность в накачке охлаждающей жидкости, как в обычных параболических корытах. Отводимое термосифоном тепло можно использовать для нагрева воды, отопления помещений или в промышленных процессах.

Благодаря использованию термоэлектриков, новая система имеет много преимуществ. Во-первых, термоэлектрики в разы дешевле, чем фотоэлектрические материалы. Во-вторых, термоэлектрикам не страшны высокие температуры, наоборот, они работают лучше всего в жарких условиях, которые позволяют им создавать наибольший температурный градиент.

Поделиться в соц. сетях