Φωτοβολταϊκά σε σχήμα ηλιοτρόπιου για ενέργεια εκτός δικτύου!

Εμφανισιακά μοιάζει με ηλιοτρόπιο ύψους 10 μέτρων! Τα θερμικά φωτοβολταϊκά υψηλής συγκέντρωσης (HCPVT) της ΙΒΜ συγκεντρώνουν την ηλιακή ακτινοβολία με ένα συντελεστή της τάξης των 2.000 και στη συνέχεια μετατρέπουν το 80% της σε αξιοποιήσιμη ενέργεια.

Με έδρα την Ελβετία, ο προμηθευτής τεχνολογίας ηλιακών Airlight Energy συνεργάστηκε με την IBM Research για να αναπτύξει και να παράγει το άνωθι σύστημα. Χρησιμοποιώντας υγρόψυκτος διαύλους εξοπλισμένους με μια σειρά φωτοβολταϊκών τσιπ πολλαπλών διασταυρώσεων, κάθε HCPVT μπορεί να παράγει ενέργεια, νερό και ψύξη για μια πλειάδα σπιτιών.

Χρησιμοποιώντας ένα παραβολικό πιάτο 40 τετραγωνικών μέτρων επικαλυμμένο με 36 ελλειπτικά κάτοπτρα πάχους μόλις 0.2 χιλιοστών, το πρωτότυπο σύστημα HCPVT συγκεντρώνει την ηλιακή ακτινοβολία πάνω σε υγρόψυκτους δέκτες. Κάθε ένας από αυτούς περιέχει μια σειρά από τσιπ μεγέθους ενός τετραγωνικού εκατοστού και παράγει έως 57 watts την ώρα, κατά μέσο όρο, σε μια ηλιόλουστη μέρα. Σε συνδυασμό, το όλο σύστημα παράγει συνολικά 12 kW ηλεκτρικής ενέργειας και 20 kW θερμότητας κατά την ίδια περίοδο.

Μικρο-δομημένοι αγωγοί αντλούν το επεξεργασμένο νερό γύρω από τους δέκτες, ώστε να μεταφέρουν την περίσσεια θερμότητας σε ένα ποσοστό που φέρεται να είναι 10 φορές πιο αποτελεσματικό από την παθητική ψύξη αέρα. Παρόλο που το νερό είναι ακόμα ζεστό σε θερμοκρασίες περίπου 85-90° C, η απομάκρυνση της θερμότητας από τα τσιπ τα κρατά σε μια σχετικά δροσερή, ασφαλή θερμοκρασία λειτουργίας, περίπου στους 105° C. Χωρίς αυτή την ψύξη, η συγκεντρωμένη ενέργεια του ήλιου θα ανέβαζε τη θερμοκρασία των τσιπ πάνω από 1.500° C. Η συγκεκριμένη τεχνολογία άμεσης ψύξης είναι εμπνευσμένη από το ανθρώπινο σύστημα αιματικής κυκλοφορίας.

Όλες οι παραπάνω λειτουργίες, μαζί με το σύστημα παρακολούθησης του ήλιου, το οποίο καθ όλη τη διάρκεια της μέρας γυρίζει το πιάτο στη βέλτιστη γωνία, συνδυάζονται για να παράγουν το 80% της ενεργειακής απόδοσης. Το σύστημα HCPVT θεωρείται εξαιρετικά αποδοτικό, μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες πολλών κατοικιών, αποτελώντας μια λύση μεσαίας κλίμακας για ενεργειακές ανάγκες εκτός δικτύου.

Οι εκτιμήσεις για τη διάρκεια λειτουργίας του συστήματος HCPVT είναι περίπου στα 60 έτη, με την κατάλληλη συντήρηση, συμπεριλαμβανομένης της αντικατάστασης του φύλλου θωράκισης, των ελλειπτικών κάτοπτρων κάθε 10 με 15 χρόνια και των φωτοβολταϊκών κυττάρων, τα οποία θα απαιτούν αντικατάσταση στο τέλος της λειτουργίας τους, περίπου στα 25 χρόνια.

Πατήστε εδώ για να δείτε το πρωτότυπο σύστημα σε δράση!