Tým výzkumníků z Institutu sluneční energie na Universidad Politécnica de Madrid (UPM) vyvíjí nový systém, který umožňuje akumulaci energie v roztaveném křemíku, který je nejhojnějším prvkem v zemské kůře. Systém, který byl nedávno publikován v Energy Journal a má status patentu ve Spojených státech, má za cíl vyvinout novou generaci levných solárních tepelných stanic a stát se inovativním systémem skladování elektřiny a kogenerace pro městská centra.
Nezastavitelný pokrok obnovitelné energie, zejména větrné a fotovoltaické energie, vyvolal v energetickém sektoru globální výzvu: skladování takto rozptýlené a přerušované energie. V posledních letech bylo pro tento účel vyvinuto velké množství zařízení. Některá z těchto zařízení dosáhla pokročilé testovací fáze a dokonce i fáze komercializace. A to je případ solární tepelné energie, ve které se sluneční světlo uchovává jako tepelně roztavená sůl a poté se energie přeměňuje na elektřinu na vyžádání prostřednictvím tepelného generátoru.
Stále však přetrvávají problémy se stávajícími řešeními kvůli nadměrným nákladům, bezpečnostním problémům nebo nedostatku materiálních zdrojů v budoucnu. Proto výzkumná centra a společnosti po celém světě hledají alternativní řešení pomocí levných a hojných materiálů, které nepředstavují velká rizika pro bezpečnost lidí.
Výzkumníci z Solar Energy Institute v UPM vyvíjejí nový systém skladování energie, ve kterém je vstupní energie, ať už ze sluneční energie nebo přebytečná elektřina z výroby obnovitelné energie, uložena ve formě tepla v roztaveném křemíku při velmi vysoká teplota, kolem 1400 °C.
Křemík má jedinečné vlastnosti, které propůjčují schopnost uložit více než 1 MWh energie v metru krychlovém, desetkrát více než použití solí. Roztavený křemík je tepelně izolován od svého okolí, dokud není taková energie požadována, když k tomu dojde, je uložené teplo přeměněno na elektřinu. Alejandro Datas, propagátor výzkumu tohoto projektu, řekl: "Při tak vysokých teplotách křemík intenzivně září stejným způsobem jako Slunce, takže fotovoltaické články, v tomto případě termofotovoltaické články, mohou být použity k přeměně tohoto žhavého záření na elektřinu. Použití termofotovoltaických článků je v tomto systému klíčové, protože jakýkoli jiný typ generátoru by při extrémních teplotách stěží fungoval.
Navíc mohou tyto články produkovat 100krát více elektrické energie na jednotku plochy než běžné solární články. Tyto termofotovoltaické články jsou schopny dosáhnout vyšší účinnosti konverze, dokonce i přes 50 %.
Konečným výsledkem je extrémně kompaktní systém bez mobilních částí, tichý a schopný uložit až 10krát více energie než stávající řešení využívající bohaté a levné materiály.
Očekává se, že první aplikace těchto zařízení bude v sektoru solární tepelné energie, čímž se vyhneme složitým systémům, které k výrobě elektřiny využívají teplonosné kapaliny, ventily a turbíny. Zjednodušením nastavení by se generované náklady na energii mohly dramaticky snížit a spolu s vyšší skladovací kapacitou mohou toto řešení proměnit v ziskový systém řešení a vhodnou alternativu obnovitelné energie.
Tyto systémy by mohly být také použity pro skladování elektřiny v sektoru bydlení a pro řízení všech energetických potřeb (elektřina a vytápění) v městských oblastech ve střednědobém a dlouhodobém horizontu.
Tým výzkumníků UPM nedávno získal finanční prostředky prostřednictvím projektu EXPLORA Ministerstva hospodářství a konkurenceschopnosti. Nyní začínají vyrábět první prototyp v laboratorním měřítku.
Současně výzkumníci zahájili obchodní projekt SILSTORE, jehož cílem je industrializovat tyto výsledky. Projekt byl uznán jako jeden z nejlepších startupů zrozených v roce 2015 na UPM.
