Фотоелектричні соняшники від ibm виробляють електрику і воду
Науково-дослідницька організація IBM Research спільно з приватною швейцарською компанією Airlight Energy, що спеціалізується на виробництві та постачанні сонячних технологій для великомасштабного виробництва, оголосили про випуск новго тарілкового параболічного відбивача, який підсилює сонячне випромінювання в 2000 разів, одночасно виробляючи прісну воду і очищаючи повітря.
Нова концентраторних Фотоелектрична Система (Concentrator PhotoVoltaics (CPV)) використовує щільний масив охолоджуваних водою сонячних елементів які преобразовует до 80% сонячного випромінювання в корисну енергію.
CPV виглядає як 10-метровий соняшник, який може генерувати 12 кіловат електроенергії і 20 кВт тепла в сонячний день - досить для енергоживлення декількох середніх будинків, за словами Бруно Мішель (Bruno Michel), провідного вченого даного проекту в IBM Research, Швейцарія.
Дзеркала фокусують сонце на сонячних елементах для отримання електрики. Точка спалаху кремнієвих сонячних елементів знаходиться в районі 1500 градусів Цельсія. Але вчені IBM, застосовуючи досвід побудови суперкомп`ютерів, змогли добитися відносно не високою робочої температури в 105 градусів Цельсія, охолоджуючи елементи водою.
Дуже щільний масив фотоелектричних елементів, дзеркал і електричного ресивера накриті надувним прозорим пластиковим куполом для захисту від погодних умов.
IBM і Airlight Energy в даний час працюють над технологією, перші продажі якої плануються в 2017 році.
Іларія Бесоззі (Ilaria Besozzi), менеджер з розвитку бізнесу в Airlight Energy, каже, що система CPV буде позиціонуватися на ринку для використання в міських умовах і в географічно віддалених районах.
Система не підходить для установки на дахах, так як важить близько 10 тонн і займає 47 квадратних метрів-замість цього система відмінно впишеться як джерело електроживлення для торгових або комерційних центрів, готелів і курортів.
Системи CPV існували приблизно з 1970-х років і використовували або лінзи або вигнуті дзеркала, щоб зосередити сонячне світло на невеликій площі фотоелектричних елементів, збільшуючи кількість вироблюваної електроенергії.
Традиційні фотоелектричні сонячні системи, які зазвичай встановлюються на дахах будівель, мають ефективність близько 15-20%. Як правило, система CPV збільшує випромінювання від сонця приблизно в 500 разів, система IBM / Airlight збільшує цей показник в 2000 разів, досягаючи при цьому ефективності в 80%.
Оскільки сонячні промені виявляються гранично сконцентровані на фотоелектричних елементах, весь масив вимагає інтенсивного охолодження для того, щоб залишатися в робочих температурних межах. Запоненая водою радіаторна система, призначена для охолодження «соняшника», одночасно може постачати гарячу воду для обігріву і забезпечувати кондиціювання повітря за допомогою абсорбційного охолоджувача.
Гаряча вода потім може бути використана в приєднаної системі опріснення, що створює питну воду, шляхом пропуску її через мембрану, подібну Gortex ( «дихаючі» водонепроникні мембрани, використовуються в одязі та взутті).
Система CPV, що займає 40 квадратних метрів, може виробляти майже 1320 літрів води в день, за словами Бесоззі.
IBM і Airlight стверджують, що CPV система виробляє від 30 до 40 літрів питної води на один квадратний метр ресивера за день, виробляє при цьому електрику з ефективністю більше ніж 25% або 2 кВт * год за день - «трохи менше половини добової потреби води середньостатистичного людини ».
У своїх рекламних проспектах компанія стверджує, що «велика многотарелочная інсталяція зможе забезпечити водою ціле місто».
«Оскільки проект знаходиться в пілотній фазі, компанія поки не розкриває ціни», - говорить Бесоззі. Але оскільки новий відбивач виготовлений з менш дорогих цементу і алюмінію, він стоїть в 4-5 разів дешевше аналогічних систем - зазвичай CPV системи виробляють зі скла і алюмінію.
Параболічна тарілка відбивача має 36 еліптичних дзеркал з товщиною в 0.2 міліметра, вироблених з фольги отриманої з переробленого алюмінію і покритої сріблом. Товщина елементів трохи більше, ніж фольга для загортання шоколаду.
Фотоелектричні елементи, аналогічні використовуваним на супутниках, що обертаються на орбіті Землі, змонтовані на мікроструктурах, що складаються з мініатюрних трубок, товщиною в кілька десятих мікрона, через які прокачується вода, поглинають тепло і забирає його від елементів до теплообмінника. За словами IBM така система «в 10 разів ефективніше пасивного повітряного охолодження».
Виходячи з наявного дизайну, інженери IBM припускають, що термін служби системи складе близько 60 років за умови правильного обслуговування.
Протягом цього часу, проте, виготовлені з алюмінієвою фольги дзеркала доведеться міняти кожні 10-15 років в залежності від умов оточення. Також компанія уточнила, що самі фотоелектричних елементи зажадають заміни кожні 25 років.
