Непрекращающийся прогресс возобновляемых источников энергии, особенно ветровой и фотоэлектрической энергии, породил глобальную проблему в энергетическом секторе: хранение такой рассредоточенной и прерывистой энергии. В последние годы для этой цели разработано большое количество устройств. Некоторые из этих устройств достигли стадии расширенного тестирования и даже стадии коммерциализации.
И это в случае солнечной тепловой энергии, в которой солнечный свет накапливается в виде расплавленной соли, а затем энергия преобразуется в электричество по запросу с помощью теплового генератора.Однако по-прежнему существуют проблемы с существующими решениями из-за чрезмерных затрат, проблем с безопасностью или нехватки материальных ресурсов в будущем.
Поэтому исследовательские центры и компании по всему миру ищут альтернативные решения, используя недорогие и доступные материалы, не представляющие больших рисков для безопасности людей.Исследователи из Института солнечной энергии в UPM разрабатывают новую систему хранения энергии, в которой энергия, поступающая от солнечной энергии или излишка электроэнергии от возобновляемых источников энергии, сохраняется в виде тепла в расплавленном кремнии при очень высокой температуре, около 1400 ° C.Кремний обладает уникальными свойствами, которые дают возможность хранить более 1 МВт-ч энергии в кубическом метре, что в десять раз больше, чем при использовании солей. Расплавленный кремний термически изолирован от окружающей среды до тех пор, пока не потребуется такая энергия, когда это происходит, накопленное тепло преобразуется в электричество.
Алехандро Датас, инициатор исследования этого проекта, сказал: «При таких высоких температурах кремний интенсивно светит так же, как и Солнце, поэтому фотоэлектрические элементы, в данном случае термофотовольтаические элементы, могут быть использованы для преобразования этого раскаленного излучения в электричество. Использование термофотоэлектрических элементов является ключевым моментом в этой системе, поскольку любой другой тип генератора вряд ли будет работать при экстремальных температурах.Кроме того, эти элементы могут производить в 100 раз больше электроэнергии на единицу площади, чем обычные солнечные элементы. Эти термофотовольтаические элементы могут достигать более высокой эффективности преобразования, даже более 50%.
Конечным результатом является чрезвычайно компактная система без подвижных частей, бесшумная и способная накапливать до 10 раз больше энергии, чем существующие решения с использованием обильных и недорогих материалов.Ожидается, что первое применение этих устройств будет в секторе солнечной тепловой энергии, что позволит избежать сложных систем, в которых используются теплоносители, клапаны и турбины для производства электроэнергии. Упростив настройку, можно значительно снизить затраты на генерируемую энергию, а вместе с более высокой емкостью хранения можно превратить это решение в рентабельную систему решений и подходящую альтернативу возобновляемой генерации.Эти системы также могут использоваться для хранения электроэнергии в жилищном секторе и для управления всеми энергетическими потребностями (электричество и отопление) в городских районах в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Команда исследователей UPM недавно получила финансирование в рамках проекта EXPLORA Министерства экономики и конкурентоспособности. Теперь они начинают производство первого прототипа в лабораторных условиях.Параллельно исследователи начали бизнес-проект SILSTORE, цель которого — индустриализировать эти результаты.
Проект признан одним из лучших стартапов, родившихся в 2015 году в UPM.
