Какие могут быть аккумуляторы в солнечной энергетике

01.08.2012 | Служба новостей Росфирм

Какие могут быть аккумуляторы в солнечной энергетике

Пожалуй, главная проблема солнечной энергетики – это то, что солнечного тепла больше всего как раз в тот период, когда зданиям меньше всего нужно отопление. И наоборот, когда требуется отопление, зимой или ночью, – солнца, как правило, не хватает. Для того, чтобы использовать солнечную энергию в тот сезон, когда она нужна, требуется эффективная система её сохранения и преобразования – проще говоря, солнечный аккумулятор. При этом он должен быть способен работать и летом, и зимой, и днем, и ночью, круглые сутки и семь дней в неделю. Разумеется, такая система является достаточно сложной и дорогостоящей.

Однако есть и дешевые способы, которыми пользуется сама мать-природа. Так, даже в зимнюю пору многие области европейского и американского континентов остаются теплыми благодаря океану, который отдает земле тепло, аккумулированное им в другой части планеты. А вода, текущая глубоко под грунтом, никогда не замерзает благодаря естественной изоляции, которую обеспечивает прослойка земли. Это – базовые принципы, по которым человек догадался изготовить аккумуляторы солнечной энергетики на базе воды. Сейчас такая технология является самой дешевой и распространенной, её повсеместно применяют в Китае и Израиле, экономя сотни миллионов долларов на отоплении и водонагреве. Один кубометр чистой воды способен сохранить 1000 ккал/°С. Такая технология, кстати, иногда применяется и в ветроэнергетике.

У водных резервуаров существует только два недостатка. Это коррозия и сложности с достаточной теплоизоляцией. Чтобы избежать потерь, зачастую в качестве хранителя используется камень (галька) и дополнительная теплая вода, что обеспечивает достаточно хороший коэффициент сохранения энергии. При этом вода, при использовании тепловых насосов, может эффективно отдавать тепло при температуре от 80 °С до 4 °С – что и делает её почти идеальным аккумулятором для базовой ветроэнергетики и любой (даже продвинутой) солнечной энергетики. Хорошо изолированный дом, в котором проживает одна семья, в соответствии с исследованиями Фишера, может отапливаться зимой при помощи заранее нагретого резервуара горячей воды объемом всего в 200 м3.

Есть и другие виды аккумуляторов – которые уже больше используются в ветроэнергетике, однако находят свое применение и при сохранении солнечной энергии. Это, к примеру, аккумуляторы химического типа. Они были изобретены в 1944 году, профессором Марией Телкес из университета Делавэра. Её устройство содержало глауберову соль и, при повышении температуры в комнате с 27 °С до 38 °С, было способно сохранять в восемь раз больше энергии, чем тот же самый объем воды. Казалось бы, этот метод «консервирования» куда эффективнее, но и тут есть одна проблема: при температуре выше 38 °С глауберова соль плавится, и всё тепло уходит на её отвердение. То есть, подъема температуры до такого уровня ни в коем случае нельзя допускать.

За счет экономии на объеме аккумулятора и, соответственно, на изоляционных материалах, такое устройство в некоторых ситуациях (например, в условиях более прохладного климата) оказывается выгоднее, чем обычный водный резервуар. Возможно, именно за этой технологией и скрывается будущее российской солнечной- и ветроэнергетики.

Предыдущая | Следующая