Идея, реализованная инженерами MIT, выросла из проекта по повышению эффективности станций концентрированной солнечной энергии, которые используют огромные зеркала или линзы для сосредоточения солнечных лучей на центральной башне, где свет превращается в тепло, а потом — в электричество. Такие станции хранят тепло в огромных баках с расплавленной солью. Когда нужно получить электроэнергию, соль пропускают через теплообменник, тепло превращается в пар, который вращает турбину.
Этот метод известен давно, но он не считался достаточно выгодным по сравнению с природным газом. Разве что получилось бы поднять температуру плавления соли, чтобы повысить производительность системы. Однако, в таком случае соль начинает разъедать баки из нержавеющей стали, пишет MIT News.
Поэтому команда профессора Асегана Генри нашла замену соли — кремний способен выдержать температуру до 2200 градусов Цельсия.
Ученые также разработали насос с рекордной жароустойчивостью, подходящий для такой температуры, и смогли с его помощью закачать жидкий кремний в баки. Новое хранилище энергии назвали TEGS-MPV (Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics). Оно превращает в тепло энергию из любого возобновляемого источника через процесс джоулева нагрева — когда электрический ток проходит через нагревательный элемент.
Система состоит из графитовой цистерны диаметром 10 м, заполненной жидким кремнием, разогретым до 1900 градусов. Трубопровод соединяет ее со второй цистерной, температура кремния в которой еще выше. Когда поступает электричество от солнечных панелей или ветровой турбины, оно преобразуется в тепло. Жидкий кремний выкачивается из «холодного» бака, движется по трубам, разогреваясь и попадая в горячий, где его температура достигает уже 2200 градусов.
Когда электричество снова нужно — скажем, после захода солнца — специальные фотоэлементы улавливают яркий свет, который испускает раскаленный кремний. Постепенно он охлаждается, пар вращает турбины, вырабатывая электричество.
По оценкам экспертов, такая система позволит обеспечить чистой энергией 100 000 односемейных домов.
Установка окажется более экономически выгодной, чем дорогие литий-ионные аккумуляторы — и даже в два раза дешевле, чем энергия гидроэлектростанций.
Весной этого года американские инженеры сообщили о разработке универсального инвертора, который одновременно обеспечивает и генерацию, и хранение энергии. Он преобразует постоянный ток от солнечных панелей в переменный ток среднего напряжения.
