Исследователи Массачусетского технологического института разработали уникальную концепцию хранения энергии солнца и ветра, которая буквально позволяет запереть свет и тепло в резервуарах с белым кремнием и при необходимости преобразовывать излучение в электричество.
Новая система хранения, получившая название TEGS-MPV, состоит из двух специальных емкостей из графита, диаметром 10 м. В первом резервуаре находится «холодный» кремний, температура которого поддерживается на уровне 1900 °C. При подаче избыточной электроэнергии, она поступает в нагревательные элементы, взаимодействующие с трубами, через которые вещество начинает перекачиваться в «горячее» хранилище. Попадая во второй резервуар, его температура уже превышает 2350°C и он излучает яркий белый свет.
При необходимости (после захода солнца или в безветренную погоду), раскаленный кремний прокачивается через еще один набор трубок, где с помощью многопереходных фотогальванических элементов, исходящее от него излучение преобразуется обратно в электричество, которое поступает в энергосеть. Охлажденное вещество возвращается в первую емкость, где он находится до следующего цикла. Для работы с условиях высоких температур был разработан специальный насос, который занесен в книгу рекордов Гинеса.
Эта система фактически является эффективным аккумулятором и, по словам разработчиков, ее применение намного дешевле, чем использование литий-ионных устройств или гидроаккумулирующех накопителей. Несмотря на то, что внутри емкости находится раскаленное вещество, снаружи она имеет комнатную температуру. По расчетам исследователей, одна такая система хранения способна поддерживать стабильную подачу электроэнергии от возобновляемых источников в 100 тыс. домов.
На изображении показана модель системы хранения.
Исследователи опасались, что в экстремальных условиях, кремний начнет вступать в химическую реакцию с графитом, из которого сделан резервуар, постепенно разрушая его. В ходе испытаний было установлено, что в результате такого взаимодействия действительно образуется карбид кремния, но после формирования тонкого слоя, он начинает защищать стенки от дальнейшей коррозии.
Большой размер конструкции не позволяет использовать цельный кусок графита, поэтому чтобы избежать утечки расплавленного вещества, отдельные элементы соединяли с помощью болтов из углеродного волокна, а для герметизации использовали терморасширенный графит.
Шведские физики разработали другую не менее интересную концепцию хранения солнечной энергии. Они создали жидкость, которая способна поглощать энергию солнечного света в молекулярных связях, хранить ее в течение нескольких лет и при необходимости высвобождать.
текст: Илья Бауэр, фото: Unsplash