Разработали устройство, которое запасает солнечную энергию

Новости МирТесен

Специалисты разработали устройство, совмещающее в себе свойства солнечной панели и накопителя энергии.

Солнечные батареи, несмотря на свое название, не накапливают энергию, получаемую от солнца. Они используют фотоэлектрическую технологию для непосредственного производства электричества. Исследователи из Университета Хьюстона предложили инновационную технологию, которая улавливает тепло от солнца и сохраняет его в виде тепловой энергии. Это решение позволит преодолеть существующие проблемы солнечной энергетики, такие как невозможность использования солнечной энергии в течение суток, ограниченное время солнечного освещения и пасмурная погода. Статья о технологии опубликована в издании Joule.

Инновационная конструкция включает в себя «молекулярное хранилище» и материал с фазовым переходом, расположенные рядом друг с другом. Между ними размещен аэрогель на основе диоксида кремния, обеспечивающий поддержание необходимой температурной разницы. Разработанное приспособление способно запасать энергию как в молекулярном виде, так и за счет скрытой теплоты – энергии, высвобождаемой или поглощаемой во время фазового перехода при постоянной температуре. Подобная система сбора и хранения открывает возможности для создания источника питания, работающего без перерывов круглосуточно.

Показатели эффективности преобразования солнечной энергии достигают 73-90%, в зависимости от размера установленного оборудования. В ночное время удается извлекать до 80% накопленной энергии; в дневное время этот показатель еще выше. Исследователи отмечают, что такая результативность обусловлена способностью устройства улавливать весь спектр солнечного излучения.

Для хранения энергии был выбран норборнадиен-квадрициклан — соединение из двух изомеров полициклических углеводов, способных изменять свою структуру под воздействием солнечного света. Ученые отмечают, что это вещество характеризуется высокой удельной энергией, эффективным выделением тепла и стабильностью при длительном хранении.

Повышенная эффективность достигается благодаря нескольким факторам: энергия солнца сохраняется в молекулярной форме, а не преобразуется в тепло, что предотвращает ее постепенное рассеивание. Кроме того, поскольку накопленная энергия хранится непосредственно в месте сбора, исключаются потери энергии, связанные с транспортировкой.

Новое устройство обладает ценным свойством – способностью функционировать в условиях недостаточного или отсутствующего солнечного света, что особенно важно в темное время суток. Ранее накопленная энергия запасается в норборнадиен-квадрициклане, который затем переходит в состояние с повышенной энергией. Благодаря этому устройство, по мнению доктора Т. Рэндалла Ли, автора статьи, способно вырабатывать тепловую энергию ночью даже с большей эффективностью, чем днем.

Ранее ученые из США создали«наноподсолнухи» используются для оптимизации поглощения солнечного света, а их коллеги из Сколково разработали высокоэффективный прозрачный гибкий проводник.