Новый керамический материал сделает солнечную тепловую энергию дешевле

Суббота, 20 Октября 2018
Новый керамический материал сделает солнечную тепловую энергию дешевле

Исследователи из Университета Пердью и Технологического института Джорджии создали новый композитный материал, который в сочетании с новым производственным процессом мог бы более эффективно генерировать электричество от солнечного тепла. По словам исследователей, инновация является важным шагом для того, чтобы превратить солнечное производство тепла в электричество в конкурентную борьбу с ископаемым топливом.

 - Хранение солнечной энергии в качестве тепла уже может быть дешевле, чем хранение энергии в батареях, поэтому следующий шаг - это сокращение затрат на выработку электроэнергии от солнечного тепла и выгодой от отсутствия выбросов парниковых газов, - сказал Кеннет Сандадж, профессор по материалам из Университета Пердью.

Наряду с солнечными батареями, обычно используемыми на фермах и крышах, концентрационные фотоэлектростанции, работающие на тепловой энергии, вырабатывают электроэнергию с помощью зеркал или линз, чтобы сосредоточить значительное количество света на небольшой площади. Это вырабатывает тепло, которое затем переходит на расплавленную соль.

Затем тепло из расплавленной соли переносится в рабочую жидкость - сверхкритический диоксид углерода, который расширяется и вращает турбину, которая и вырабатывает электроэнергию.

Однако, чтобы сделать этот процесс более дешевым, турбинный двигатель должен будет работать более горячее, чтобы генерировать больше электроэнергии с использованием того же количества тепла.

Но теплообменники, которые переносят тепло от горячей расплавленной соли в рабочую жидкость, изготовлены из сплавов на основе нержавеющей стали или никеля, которые становятся слишком мягкими при более высоких температурах и повышенном давлении сверхкритического диоксида углерода.

Чтобы преодолеть эти препятствия, исследователи объединили керамический карбид циркония и металл вольфрама для создания пластин, в которых размещаются настраиваемые каналы, адаптированные к обмену теплом.

После проведения механических и коррозионных испытаний команда обнаружила, что новый композитный материал в конечном итоге может успешно выдерживать как более высокую температуру, так и сверхкритический диоксид углерода высокого давления, необходимый для более эффективного генерирования электроэнергии.

Исследователи также провели экономический анализ нового процесса и обнаружили, что производство новых теплообменников может быть проведено по сопоставимой или даже более низкой цене, чем теплообменников из нержавеющей стали или никелевых сплавов.

Солнечная энергия в настоящее время составляет менее 2% от всей электроэнергии в США, а ископаемое топливо генерирует более 60%. Исследователи полагают, что солнечная энергия может в один прекрасный день сможет производить более половины электроэнергии в стране, если затраты будут сокращены.

Следите за новостями в социальных сетях:

Спасибо, я уже в группе