Инженеры из университета Хьюстона разработали новое гибридное устройство для сбора и хранения солнечной энергии. Его описание появилось в среду в журнале Joule. Там описываются разнообразные варианты применения этого устройства, включая генерирование энергии, дистилляцию и опреснение воды.
В отличие от технологии на фотогальванических элементах, где солнечный свет преобразуется в электричество, новое гибридное устройство сохраняет в себе тепловую энергию. Фотогальванические солнечные панели становятся всё более экономичными, но они работают только солнечным днём. Даже если облаков мало, электричество не может вырабатываться по ночам.
Таким образом, зависимость от времени суток является главным недостатком солнечной энергии. Новое устройство лишено этого недостатка и может работать круглосуточно. Исследователи описывают своё изобретение как гибридное, поскольку тут сочетаются две технологии: хранение молекулярной энергии и тепла.
Нынешние технологии сохранения тепловой энергии по большей части полагаются на системы оптической концентрации. Такие системы дорого стоят и не могут похвастаться хорошей эффективностью. Устройства хранения тепловой энергии обычно более эффективны, но хранится эта энергия не слишком долго.
Новое устройство обеспечивает одновременное накопление и хранение энергии 24 часа в сутки 7 дней в неделю. При тестировании гибридной технологии в небольших масштабах уровень эффективности в течение дня достигал 73%. В более крупных масштабах эффективность увеличилась до 90%. По ночам эффективность хранения достигает 80%.
Тепловая энергия собирается из полного светового спектра, позволяя тут же использовать накопленную энергию и хранить избыток в уникальном материале молекулярного хранения под названием норборнадиен-квадрициклан.
Этот синтетический материал хорош не только при эффективном накоплении и хранении тепловой энергии, но и эффективно отдаёт тепло. При этом энергия хранится не в виде тепла, а в молекулярной форме. Это уменьшает тепловые потери, которые есть у современных коммерческих устройств подобного рода.
В течение дня солнечная тепловая энергия может собираться при температурах до 120 градусов Цельсия. По ночам, при почти полном отсутствии солнечной радиации, энергия хранится в молекулярном материале, где может передаваться от низкоэнергетических молекул к высокоэнергетическим.
Технология позволяет получать хранящуюся энергию при более высоких температурах по ночам, нежели днём, что повышает эффективность.
