211service.com
Sol i en låda
Annu Kilpeläinen
MIT-ingenjörer har kommit fram till en konceptuell design för ett system som kan lagra förnybar energi och leverera den tillbaka till ett elnät på begäran. Ett sådant system skulle kunna driva en liten stad inte bara när solen är uppe eller vinden är hög, utan dygnet runt.
Den nya designen lagrar värme som genereras av överskottsel från sol- eller vindkraft i stora tankar med smält kisel och omvandlar sedan ljuset från den glödande metallen tillbaka till elektricitet när det behövs. Forskarna förväntar sig att det skulle vara mycket billigare än litiumjonlagringssystem.
Systemet består av två stora, kraftigt isolerade, 10 meter breda tankar tillverkade av grafit. Den ena är fylld med flytande kisel, hålls vid en kall temperatur på nästan 3 500 °F (1 927 °C). En samling rör, utsatta för värmeelement, ansluter sedan denna kalla tank till den andra, varma tanken. När el från stadens solceller kommer in i systemet omvandlas denna energi till värme i värmeelementen. Samtidigt pumpas flytande kisel ut ur den kalla tanken, samlar upp värme från värmeelementen när den passerar genom rören och går in i den varma tanken, där den nu förvaras vid en mycket högre temperatur på cirka 4 300 °F (2 371 °C) ).
När elektricitet behövs (säg efter att solen har gått ner) pumpas det varma flytande kiselet - så varmt att det lyser vitt - genom en rad rör som avger det ljuset. Specialiserade solceller, kända som multi-junction solceller, förvandlar sedan ljuset till elektricitet, som kan levereras till stadens elnät. Det nu kylda kislet kan pumpas tillbaka till den kalla tanken fram till nästa lagringsomgång—så systemet fungerar effektivt som ett stort uppladdningsbart batteri.
Ett av de kärleksfulla namn som folk har börjat kalla vårt koncept är 'sol i en låda', säger maskinteknikprofessor Asegun Henry. Det är i grunden en extremt intensiv ljuskälla som allt finns i en låda som fångar värmen.
Henry säger att systemet kan placeras var som helst, oavsett platsens landskap. Detta till skillnad från pumpade vattenkraftsystem, för närvarande den billigaste formen av energilagring, som kräver platser som kan ta emot stora vattenfall och dammar för att lagra energi från fallande vatten.
Detta är geografiskt obegränsat och är billigare än pumpad vattenkraft, vilket är väldigt spännande, säger Henry. I teorin är detta nyckeln till att möjliggöra förnybar energi att driva hela nätet.