«Солнце в коробке»: новая система поможет хранить возобновляемую энергию

Инженеры Массачусетского технологического института разработали концептуальный дизайн системы хранения энергии от возобновляемых источников и подачи ее в сеть при необходимости. Технология позволяет обеспечивать электричеством небольшой город круглосуточно, а не только в ветреную или солнечную погоду.

Система хранит тепло, генерируемого излишками электричества ветряных или солнечных установок, в больших емкостях с раскаленным расплавленным кремнием, сообщает eurekalert.org. При необходимости она преобразует свет мерцающего металла обратно в энергию. По оценкам исследователей система будет намного более доступной, чем литий-ионные батареи, используемые как сравнительно недорогой способ хранения электричества от возобновляемых источников. Они также считают, что технология обойдется в 2 раза дешевле гидроаккумулирующих структур. Это, на сегодняшний день, самый бюджетный способ хранения большого количества энергии.

«Даже если бы мы захотели сейчас полностью перевести сеть на возобновляемые источники, то не смогли бы, так как они неспособны подавать энергию по запросу, — сказал профессор Асеган Генри. – Мы разрабатываем новую технологию, которая, в случае успеха, решит основные проблемы энергетики и глобального потепления».

Результаты проекта представлены в Energy and Environmental Science.

Гелиотермальные электростанции хранят тепло в больших баках с расплавленной солью, нагретой примерно до 1000° F. При потребности в энергии она прокачивается через теплообменник, превращающий жар в пар. Последний используется турбинами для выработки электричества.

«Технология существует уже какое-то время, но считалось, что она никогда не подешевеет настолько, чтобы конкурировать с природным газом, — сказал Генри. – Мы решили перейти на более высокие температуры, чтобы повысить эффективность и снизить расходы».

Из-за этого ученым пришлось отказаться от соли, заменив ее веществом, не разрушающим емкость из нержавеющей стали при сильном нагреве. Таким продуктом стал кремний, выдерживающий более 4000° F. В прошлом году команда разработала насос, рассчитанный на такие условия.

Система, названная TEGS-MPV, не использует привычных полей зеркал и центральной башни для концентрации тепла. Вместо них электричество превращается в жар за счет джоулевого нагрева. Система должна состоять из графитовой теплоизолированной емкости, шириной 10 м, где кремний хранится при «холодной» температуре почти 3500 ° F. Трубопровод с нагревателями соединяет его с «горячим» баком, где продукт находится уже при 4300 ° F. Свет от раскаленного металла превращается в электричество специальными солнечными батареями. Технология совместима с существующими установками возобновляемой энергетики. Раскаленный кремний реагирует с графитом, создавая тонкий защитный слой, предотвращающий разрушение бака.