Nový spôsob využitia a skladovania koncentrovanej slnečnej energie

Slnečná energia je lacná, čistá a je jej dostatok, ale prekážkou je jej variabilnosť. Uhlie alebo plyn môžeme spaľovať vždy, keď to potrebujeme, ale slnko sa riadi vlastným harmonogramom. Skladovanie prebytočnej slnečnej energie môže pomôcť tento problém vyriešiť. Niektoré solárne elektrárne ukladajú prebytočnú elektrinu vyrobenú zo slnka do obrovských lítiovo-iónových batérií, ktoré sa dajú použiť neskôr, ale má to svoje nevýhody: sú drahé, samovoľne sa vybíjajú a občas sa aj vznietia. Preto potrebujeme ďalšie riešenia na dlhodobejšie skladovanie energie.

Jedna z možností je ukladať slnečnú energiu ako teplo, a nie ako elektrinu. Je známe, že koncentráciou do úzkeho lúča možno výrazne zvýšiť teplotu slnečného svetla. Energetici preto vytvorili systémy koncentrovanej solárnej energie. Tie využívajú skupiny obrovských zrkadiel na zaostrenie slnečného svetla na jeden cieľ. Táto koncentrovaná solárna energia sa potom používa na zahriatie materiálu, zvyčajne roztavenej soli, ktorá môže pôsobiť ako batéria a dočasne držať energiu, kým nebudeme chcieť použiť teplo napr. na vytvorenie pary na roztočenie turbíny.

Austrálska národná vedecká agentúra CSIRO testuje vo výskumnom zariadení koncentrovanej solárnej energie v Newcastli iný spôsob skladovania, ktorý umožňuje, aby drobné keramické častice padali cez lúč koncentrovanej slnečnej energie. Agentúra oznámila, že touto metódou sa jej podarilo dosiahnuť čiastočky s teplotou 803 stupňov Celzia. Potom mohla uskladniť tepelnú energiu až na 15 hodín uložením keramických častíc do sila. Na porovnanie, roztavená soľ môže zvyčajne dosiahnuť teplotu len okolo 600 °C a udržať teplo približne 10 hodín.

Keramické častice akumulujúce teplo v tomto systéme boli pôvodne vyvinuté na použitie pri „frakovaní“ zemného plynu. Sú lacné, pevné a dostatočne stabilné, aby vydržali mnoho cyklov intenzívneho zahrievania a chladenia. Keby tím jednoducho nasmeroval slnečnú energiu na nádobu obsahujúcu tieto častice, časť tepla by sa stratila pri prechode materiálom nádoby, čo sa stáva pri oceli, ktorá drží roztavenú soľ v tradičných systémoch koncentrovanej slnečnej energie. Tým, že častice padajú cez lúč, sa eliminuje odpor kontajnera a presným nastavením rýchlosti, ktorou častice padajú, sa tímu CSIRO podarilo zvýšiť množstvo tepla, ktoré mohli uložiť.

Veria, že ďalšou optimalizáciou systému budú schopní dosiahnuť ešte vyššiu teplotu, keramika je totiž schopná vydržať teploty nad 1000 °C. CSIRO nie je jediná skupina, ktorá skúma tento prístup k solárnemu skladovaniu. Americké ministerstvo energetiky od roku 2015 testuje zahrievanie padajúcich keramických častíc a vo februári položilo základný kameň nového „niekoľkomegawattového" zariadenia v Novom Mexiku. Jeho výstavba by sa mala dokončiť v roku 2024. Hoci sa keramické častice ukazujú ako sľubné, nemusia byť najúčinnejším úložným médiom pre koncentrovanú solárnu energiu. Iné tímy skúmajú použitie skál, piesku a ďalších materiálov.

Zdroj: freethink.com.