Niebywała sprawność ogniwa termofotowoltaicznego. Prawie jak turbiny parowej
Uczeni są bliscy stworzenia alternatywnego, sensownego ogniwa elektrycznego, które napędzane jest ciepłem. Jest przy tym wytrzymałe i nie zawiera żadnych ruchomych elementów.
Ogniwa termofotowoltaiczne (TPV) produkują energię elektryczną, jak ich nazwa sugeruje, z ciepła. Za sprawą podgrzewania materiałów półprzewodnikowych zwiększa się w nich energię fotonów. Jeżeli ta zostanie zwiększona do odpowiedniego poziomu, fotony te są pochłaniane przez diody fotowoltaiczne, gdzie są zamieniane w elektryczność.
Czytaj też:
Konwersja ciepła na prąd w teorii brzmi atrakcyjnie i można wymyślić wiele zastosowań dla ogniw, które taką konwersję realizują. Niestety, technologia nie nadąża za ideą. Do tej pory najlepsze ogniwa termofotowoltaiczne cechowały się raptem 32-procentową sprawnością. Innymi słowy, zbyt wiele ciepła jest marnowane, by te ogniwa miały ekonomiczny sens - nie licząc niszowych potrzeb.
Jest przełom. Nowe ogniwo termofotowoltaiczne działa z 40-procentową sprawnością.
Ośmioprocentowa różnica względem najlepszego do tej pory tego rodzaju ogniwa nie brzmi jak wiele. Ale ta sprawia, że TPV zaczyna być porównywane do turbin parowych jak równy z równym. Co więcej, ma względem nich bardzo istotną przewagę. Ogniwa termotowoltaiczne nie zawierają żadnych ruchomych elementów. Są nieporównywalnie trwalsze i tańsze w utrzymaniu.
Nowe ogniwo to wspólny projekt uczelni MIT i National Renewable Energy Laboratory. Wspomniana 40-procentowa sprawność osiągana jest w temperaturach od 1900 do 2400 stopni Celsjusza. Może więc tym samym działać w temperaturach nieporównywalnie wyższych niż turbiny parowe.
Wedle założenia, zespół baterii termofotowoltaicznych będzie mógł pobierać energię ze źródeł odnawialnych, takich jak Słońce i przechowywać ją w izolowanym gorącym graficie. Następnie, jeśli zajdzie potrzeba wykorzystania tej energii, ogniwa termofotowoltaiczne zaczną konwertować zmagazynowane ciepło na prąd, który zostanie dostarczony do sieci energetycznej. Każda poprawa sprawności TPV zapewni zatem ogromne oszczędności.
