Tesztek Android Google Apple Microsoft Samsung Huawei Nokia Linux Biztonság Tudomány Facebook Film
ga
https://androbit.net/ContentUploads/A848/img_5500_back_1500px.jpg

5000 Nap erejével támad a Sunflower

2015.09.01. 09.18
Egyszer nagyon régen már írtam az Androbitre a Sunflower névre hallgató, akkor még csak koncepció szintjén létező szuper-napelemről. Mint kiderült, ha nem is nagy sajtónyilvánosság előtt, de az ötlet fejlesztése nem állt le, mára már működőképes példányai is léteznek az összesen 33 kilowatt energia előállítására képes napraforgóknak.

Egyik kedvenc játékom, ha valakivel sétára indulok, hogy rámutatok háztetőkre és azt kérdezem: „Elem vagy kollektor?” Kívülről mind a kettő egy fekete téglalapnak néz ki – oké, ha vákuumcsöves a kollektor akkor nem feltétlen – de a kettő teljesen mást csinál. A napelem a Nap fényét különböző mértékben vezető rétegekre vetítve feszültséget (elektromos áramot) generál, a napkollektor pedig ugyanazon fény segítségével vizet (vagy egyéb más folyadékot, ipari mennyiségben sót, sóoldatot) melegít. Nos egy ilyen Sunflowerre nézve nem tehetném fel a kedvenc kérdésem, ugyanis mindkét feladat elvégzésére alkalmas.

Ebben a kombinált esetben a fent említett 33 kilowatt két értékből adódik össze. Az eszköz egyrészt 12 kilowatt elektromos áramot, másrészt 21 kilowatt hőenergiát képes csúcsra járatva termelni. Ez sok. Nagyon sok. Összeszámolva a kétféle kinyert energiát a torony együttes hatékonysága a 80 százalékot veri!



Kellett is egy-két technikai csavar, hogy ezt a teljesítményt összehozzák. Én pedig elég érdekesnek találtam ezeket a megoldásokat ahhoz, hogy bemutassam nektek. Lássuk!

Először is, egy eléggé speciális napelemet használnak az áram előállítására. A hagyományos napelemek helyett itt egy gallium-arzenid (GaAs) alapú elem szerepel, ami 38 százalékos hatékonyságra képes, ami bőven fölötte van a szilícium alapú elemek 20 százalékának. Viszont drágább is. Sokkal-sokkal drágább. Úgyhogy a fejlesztők úgy döntöttek, viszonylag keveset használnak fel belőle, helyette inkább a Nap fényét terelgetik arra a kis helyre, ahová a kevés, de drága napelemet pozicionálták.



Ezeket a kerek tükröket használják a napfény irányítására. Többféle anyaggal való kísérletezés után végül a műanyaggal megerősített alumíniumfólia tükörnél maradt a csapat, ezt találták az ideális középútnak súly, ár és tükröződés szempontjából. Egy ilyen palacsinta 2000 wattnyi fény továbbítására képes, a többi pedig a sok kicsi sokra megy klasszikus esete. Olyannyira, hogy a koncentrációs pontokban a sima földi napsütés fényerejének ötezerszeresét képesek elérni. Ez csak körülbelüli érték, mivel ekkora hőmérsékletet nem tudtak megmérni, egyszerűen elolvadt a mérőeszköz. Próbaképpen egy-egy tányér teljesítményét mérték le, és beszorozták az értéket 36-tal, mert ennyi tányér van egy állomáson.



A fenti képen a napelem látható. Ennyi. Ebből a végső változaton hat darab teljesít majd szolgálatot. A probléma az elképzeléssel a hő. Ezek a napelemek nem bírják a meleget. Minél melegebb van, annál rosszabb a hatásfokuk. Ez a speciális darab például egész jól bírja – konkrétan 105 °C-ig működőképes – viszont ez esetben ennél jóval magasabb lesz a hőmérséklet. Pontosan nem tudják mennyi, de egy teszt során egy vastömbbe szép kis lyukat égettek, szóval 1538 °C-nál biztosan több, ugyanis a vas ezen a hőmérsékleten olvad.

Hűtési megoldásért az egész ötlet fő szponzorához és kiagyalójához, az IBM-hez fordultak, akik egy kísérleti processzorhűtési technikát adtak kölcsön a csapatnak.



Itt látható a hűtés rajza. Az ötlet zsenialitása két dologból tevődik össze. Egyrészt a hatékonyság: a mindenki által ismert, vastag alumínium hűtőbordákat egy vékony szilíciumlapkára cserélték, amit telelyuggattak pár mikron méretű járatokkal. Ebben folyik a víz, hihetetlen hatékonysággal átvéve a hőt a hozzá tapasztott processzortól, vagy ebben az esetben napelemtől. A másik fele a dolognak a hő kezelése: értékként gondolnak a forró vízre és fel is használják azt. Itt nyilván ipari méretekről beszélgetünk, nem a haverod Core i5 géming PC vízhűtéséről. Például a Zürichi Egyetem szuperszámítógépét már ezzel a módszerrel hűtik, fedezve az egyetem épületeinek fűtési és melegvíz-igényét.

Ezt a kombinált áram és hő kinyerésére alkalmas technikát HCPVT-nek nevezték el. Az amerikaiak imádják a rövidítéseket, mondjuk voltak már jobban sikerült mozaikszavaik is. A jelentése: „High Concentration PhotoVoltaic Thermal”, azaz nagy hatásfokú, koncentrált fotovoltaikus hő. Igen impresszíven cseng!

Természetesen nem eszik olyan forrón a kását, itt is akad két nagy probléma, bár (szerencsére?) inkább gazdasági jellegűek. Amikor elkezdték fejleszteni az elképzelést, a hagyományos napelem ostyáját 1,6 dollárban mérték a gyártók, ez mostanra kevesebb mint a felére esett vissza és a hatékonyságuk is nőtt valamelyest. Ez alapvetően egy remek hír, de nem ennek a projektnek. Betonozással, összeszereléssel és mindennel drágábban jön ki, mint sok-sok hektárt beteríteni sima napelemmel, hogy kijöjjön ugyan az a megtermelt energiamennyiség. Csak az csúnya, ez meg izgi, jól néz ki és technikai diadal, valamint több hely marad fáknak, vagy további naperőműveknek. Az ár ellenére a hatékonysága továbbra is verhetetlen, az általa előállított, 90 fokos vízről nem is beszélve, amit elektromos felfűtéssel megoldani borzasztóan energiapocsékoló dolog.

A másik nagy problémára (mint arra jelenlegi kormányunk szakértői is rámutattak), hogy ezek a fránya naperőművek nem nagyon akarnak fény nélkül működni. Igaz, Elon Musk mutatott erre egy megoldást, aminek cselesen az akkumulátor nevet adta, de még nem biztos, hogy ez egy üzletileg sikerre vihető modell.

Sajnos el fog jönni az az idő (ami amúgy már itt van, csak még nem látványos), amikor az anyagi megtérülés kénytelen lesz háttérbe szorulni a túlélés javára. Akkor talán egy ehhez hasonló, kevésbé kifizetődő megoldást is életképesnek látunk majd.

A lényeg, hogy a Sunflower fejlesztői hisznek a sikerükben – mérjék azt bármiben is – és töretlen lelkesedéssel fejlesztik tovább a projektet. Olyannyira, hogy 2016-ban pár darabot már értékesíteni is terveznek a lelkesebb és vállalkozószelleműbb cégeknek, településeknek és gazdag magánszemélyeknek. Ha érdeklődsz a megoldás iránt és van fölös 30 000 fontod, megtalálod a cég honlapját a források között!

Forrás: Ars Technica
Forgalmazó: Airlight Energy
Fotó: Sebastian Anthony