Pozajmljivanjem tehnologija sa sofisticiranih teleskopskih ogledala, kao i sa visoko efikasnih solarnih ćelija koje se koriste za istraživanje svemira, grupa studenata i istraživača sa Univerziteta u Arizoni (University of Arizona) je uspela da stvori novi tip solarne elektrane koji obećava da će generisati obnovljivu energiju duplo efikasnije od standardne tehnologije solarnih panela uz visoko konkurentnu cenu i veoma mali uticaj na životnu sredinu.
Zakrivljena ogledala u solarnim elektranama obično koncentrišu sunčave zrake duž cevi sa vodom, zagrevajući vodu i pretvarajući je u paru sa kojom se zatim pokrežu turbine. Ali, umesto da distribuiraju solarnu energiju na površinu cevi sa vodom, istraživači sa Univerziteta u Arizoni rade na tome da fokusiraju što je više moguće zarobljene sunčeve energije na precizne tačke u prostoru.
Cilj je mala staklena kugla koja je samo 13cm u prečniku. Kugla sadrži specijalno obložene objektive koji preusmeravaju svetlost na niz od 36 malih, visoko efikasnih, solarnih ćelija, koje su prvobitno razvijene za primenu u svemiru i koje mogu da apsorbuju svetlost u širem spektru od standardnih ćelija. I umesto korišćenja ogledala u obliku cilindra, tim je morao da razvije ogledala u obliku tanjira koja fokusiraju svetlo u jednu tačku.
"Korišćenjem ogledala kako bi se fokusirala svetlost na malu ali izuzetno efikasni fotonaponsku ćeliju, imamo potencijal da napravimo duplo više struje od najboljih fotonaponskih panela", kaže profesor Rodžer Ejndžel (Roger Angel), koji koordinira istraživanjem.
Zato što se zraci koncentrišu na malom prostoru, proces stvara veoma visoke temperature - toliko visoke, u stvari, da bi mogle da istope solarne ćelije u sekundi. Da bi ovo sprečili, tim je dizajnirao efikasni sistem za hlađenje: jednostavnu kombinaciju ventilatora i radijatora koji održavaju temperaturu solarne ćelije na 20 stepeni Celzijusa.
Svaki modul ima dva visoko reflektujuća, zakrivljena staklena ogledala, dimenzija 3 puta 3 metara montirana na čeličnoj konstrukciji. Modul se automatski usmerava ka Suncu radi maksimalne učinkovitosti: ujutru se okreće ka istoku, prati putanju Sunca tokom celog dana, a nakon zalaska, predviđa gde će se Sunce pojaviti ujutru i priprema se za naredni dan sakupljanja čiste energije.
Prototip sa sva ogledala je generisao 2,5 kilovata električne energije, što je dovoljno da zadovolji potražnju za energijom dva prosečna američka domaćinstava, ali tim planira da postavi osam ogledala na svakom modulu.
Proizvodni proces za ogledala u obliku tanjira biće optimizovan za masovnu proizvodnju kako bi se smanijili troškovi. Materijali koji se koriste su relativno jeftini i, pošto ovom metodom nije potrebna voda za generisanje električne energije, ekološki uticaj same elektrane će biti manji od konvencijalnih solarnih elektrana.
"Naša tehnologija sadrži u sebi obećanje smanjenja cene solarne energije do onog nivoa gde ona može biti korišćena u velikom obliku bez zavisnosti od subvencija i gde bi bila konkurentna na tržištu električne energije", komentariše profesor Ejndžel. On kaže da bi mreža ovih modula na površini od 11 puta 11 kilometara mogla da generiše 10 gigavata struje tokom sunčanih sati - koliko i velika nuklearna elektrana - i predlaže da se sistem rasporedi po pustinjama radi maksimalnog efekta.
Istraživači su već patentirali svoj proces proizvodnje njihovih zakrivljenih, visoko reflektujućih staklenih ogledala, i tim sada traži dodatne primene za ovu tehnologiju.
Jedna obećavajuća perspektiva, koja bi zahtevala malo prilagođavanja, bi bila istraživanje termalnih osobina modula. Pošto temperature postižu tako visoke stope, Ejndželov tim planira da prilagodi svoj sistem u novu, ekološku peć koja bi mogla da topi staklo u sekundi. Istraživači su nedavno nagrađeni sa donacijom od 1,5 miliona dolara od Ministarstva za energetiku (DOE - Department of Energy) Sjedinjenih Američkih Država kako bi istražili upravo tu mogućnost.
Video ispod ilustruje neke od izazova sa kojima se tim suočavao u razvijanju ovog sistema.
Linkovi:
