Один из способов получения энергии солнца — концентрация лучистой энергии с помощью системы зеркал или линз. Они фокусируют лучи в одной точке, температура в которой поднимается до 800 ºC и более. Тепло используется для получения раскаленных газов, которые запускают генераторы электроэнергии.

Эта технология прекрасно работает в ясную погоду днем, но что делать, когда солнце садится? Можно ли каким-то образом накопить тепло для дальнейшего использования? На этот вопрос дало ответ многолетнее исследование трех команд ученых из Сандийской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США, рассказывает Clean Technica. Перед ними поставили задачу определить, какие материалы лучше всего использовать для хранения тепла при температурах от 700 ºC с точки зрения эффективности и безопасности: жидкие, твердые или газообразные.

В марте 2021 ответ был объявлен: наилучшими были признаны твердые материалы. Их внедрение позволит к 2030 году сократить себестоимость концентрированной солнечной энергии до 5 центов за кВт*ч. Следующим этапом исследовательского проекта стало строительство опытной станции для проведения испытаний. На прошлой неделе оно официально началось.

«Гелиоконцентратор следующего поколения станет прорывом, — сказал Алехандро Морено, помощник руководителя отдела энергетической эффективности и возобновляемой энергии Министерства. — Эта пилотная станция продемонстрирует, как системы концентрации солнечной энергии обеспечивают долгосрочное хранение энергии, снижая стоимость и трудоемкость солнечной тепловой энергии. В то же время, она показывает путь к коммерциализации промышленного технологического тепла».

Большинство современных гелиоконцентраторов применяют в качестве теплоносителя расплавы солей и работают при температуре около 560 ºC, хотя более высокая температура дает большую эффективность, а значит, цена на электроэнергию будет ниже. На новой станции отказались от расплавов солей в пользу частиц керамического боксита. Под действием сил притяжения они будут опускаться с вершины башни через так называемый приемник падающих частиц, проходя по пути через луч концентрированной энергии, который их нагревает.

Горячие частицы можно использовать сразу для выработки электроэнергии в цикле Брайтона или сохранить на потом, когда солнца не будет. Затем частицы поднимаются на вершину башни, и цикл повторяется. Самое важное преимущество этого материала в том, что он достигает очень высоких температур (более 800 градусов).

В начале года SpaceX вывела на орбиту первый демонстратор технологии сбора и передачи солнечной энергии на Землю. С его помощью будет проверена работа ключевых элементов будущих орбитальных солнечных электростанций. В перспективе это позволит передавать значительные объемы энергии на Землю.