Нов соларен материал преобразува 90 на сто от уловената светлина

Мултидисциплинарен инженерен екип от Университета на Калифорния в Сан Диего е разработил нов материал за CSP централи, базиран на наночастици, който усвоява и конвертира в топлина повече от 90 процента от слънчевата светлина, която улавя. Новият материал може да издържи на температури, по-високи от 700 градуса по Целзий, и да издържи много години на открито. Своята работа, финансирана от Министерството енергетиката в САЩ, учените публикуваха наскоро в две отделни статии в списание „Нано-енергетика“.

Използваните в момента материали за абсорбиране на слънчевата топлина работят при по-ниски температури и трябва да се подменят почти всяка година заради работата при висока температура.

„Искахме да създадем материал, който абсорбира слънчевата светлина и не й позволява да избяга. Искаме да направим „черна дупка“ за слънчевата светлина“, казва Сунхо Джин, професор в катедрата по механоелектротехника и аерокосмически инженеринг в Калифорнийския университет.

Новият материал има „многоизмерна“ повърхност, създадена от частици с различни размери, вариращи от 10 нанометра до 10 микрометра. Многоизмерните структури могат да улавят и поглъщат светлината, което допринася за високата ефективност на материала при работата с по-високи температури.

Концентрирането на слънчева енергия (CSP) е относително нова алтернатива на пазара за чиста енергия, който произвежда около 3,5 гигавата мощност по целия свят – достатъчно, за да захранва повече от 2 милиона домакинства. Още доста CSP централи са в процес на изграждане и ще осигуряват около 20 гигавата мощност през следващите години. Една от забележителностите на технологията е, че може да се използва за модернизиране на съществуващите електроцентрали, които използват въглища или други изкопаеми горива. И двете технологии използват един и същ процес за генериране на електрическа енергия – чрез пара.

Традиционните централи горят въглища или други изкопаеми горива, за да създават топлина, която да изпарява водата и да я превръща в пара. Парата задвижва турбина, която генерира електричество. CSP централите създават необходимата за задвижване на турбината пара чрез използване на слънчевата светлина за затопляне на разтопена сол, която от своя страна изпарява водата. Разтопената сол може да се съхранява в резервоари в продължение на много часове. Затова тази технология позволява да се генерира електричество 24 часа в денонощието. Това е значително предимство пред фотоволтаичните системи, които престават да произвеждат енергия с изчезването на слънцето.

Един от най-често срещаните видове CSP системи използва повече от 100 000 отразяващи огледала, за да насчочва слънчевата светлина към кула, която е боядисана с „боя“ от материал, поглъщащ светлината. Материалът има за задача да свежда до минимум загубата на светлина. Затова откритието на учените от Университета в Калифорния е от голямо значение за развитието на технологията.