Prawie sześć lat temu futurysta Ray Kurzweil przewidział, że w ciągu 20 lat technologia energii słonecznej osiągnie poziom, w którym będzie w stanie zaspokoić wszystkie światowe potrzeby energetyczne. Jego optymistyczna prognoza nie była zbyt daleko idąca, biorąc pod uwagę, że ilość energii, którą Ziemia otrzyma w ciągu zaledwie jednej godziny, wystarczyłaby, by zasilić ludzkie życie przez cały rok. Ale teraz nawet najbardziej zagorzali zwolennicy nie są już gotowi pomóc w dotowaniu tej niegdyś jasnej wizji przyszłości.
powiązana zawartość
- W przyszłym roku smartfon może się faktycznie naładować za pomocą energii słonecznej
- Sonic Bloom! Nowa rzeźba zasilana energią słoneczną
- To nowe urządzenie może sterylizować narzędzia medyczne za pomocą samej energii słonecznej
Jak się okazuje, efektywne wykorzystanie ogromnego potencjału Słońca jest niezwykle kapryśnym przedsięwzięciem. Tylko niektóre kraje są geograficznie szczęśliwe, aby przez cały rok otrzymywać dużo światła słonecznego, a niesprzyjająca pogoda dodatkowo rozprasza, a tym samym zmniejsza ilość energii użytecznej, która dociera do systemów pozyskiwania energii słonecznej poniżej. Co ważniejsze, maksymalna teoretyczna wydajność konwersji konwencjonalnych ogniw fotowoltaicznych na bazie krzemu wynosi około 33, 7 procent, co oznacza, że 33, 7 procent całego światła słonecznego padającego na ogniwo można przekształcić w elektryczność. Mówiąc najprościej, najbardziej optymalny sposób wytwarzania energii słonecznej jest nadal zbyt kosztowny, aby konkurować.
Niemiecki architekt André Broessel, który długo i intensywnie zastanawiał się nad tymi niedociągnięciami, twierdzi, że wynalazł model urządzenia zaprojektowanego w celu ominięcia tych wąskich gardeł. Zasadniczo jego koncepcja Betaray nie jest radykalnym odejściem od innych technologii paneli, ponieważ wykorzystuje również ogniwa słoneczne do gromadzenia światła słonecznego. Energia przybywa jednak w postaci gęstej wiązki energii, która jest skoncentrowana do 10.000 razy. Nad miniaturowym układem ogniw słonecznych znajduje się duża szklana kula wypełniona wodą, która działa podobnie do szkła powiększającego, skupiając światło, które jest obecne w różnych warunkach mniej niż idealnych, na przykład gdy niebo jest zachmurzone lub gdy dostępne jest tylko światło to oświetlenie o niskim natężeniu odbijane przez księżyc.
Broessel ocenia, że przezroczysta „soczewka kulkowa” pomaga poprawić wydajność nawet o 50 procent rocznie - wszystko przy zastosowaniu układu ogniw, który stanowi mniej niż 25 procent obszaru ogniw krzemowych w większości układów. „Większość kosztownych aspektów układów słonecznych pochodzi z produkcji ogniw, co również prowadzi do dużego śladu węglowego” - mówi Broessel. „A gdy jest kiepska pogoda, produkcja jest odpowiednikiem orzeszków ziemnych, nawet gdy są w doskonałej pozycji”.
Betaray wykorzystuje to, co Broessel nazywa funkcją śledzenia dwuosiowego, do monitorowania stale zmieniającej się pozycji słońca i dostosowywania odpowiednio, aby zmaksymalizować dane wejściowe. W przeciwieństwie do systemów ze skomputeryzowanymi modułami śledzącymi energię słoneczną, często stosowanymi w dużych farmach słonecznych, zmontowane przez niego prototypy można stosować w pomieszczeniach. Można je zamontować wzdłuż ściany budynku zamiast okien, biorąc pod uwagę, że są one w 99 procentach przezroczyste.
Urządzenie jest kompatybilne z całą gamą istniejących systemów ogniw słonecznych, chociaż może być szczególnie odpowiednie dla wysokosprawnych wielofunkcyjnych ogniw słonecznych, które również wymagają użycia soczewek koncentracyjnych do pracy. Te bardziej zaawansowane systemy cechują się 43-procentową wydajnością konwersji przy maksymalnej wydajności teoretycznej wynoszącej 70 procent. Broessel twierdzi, że testy wewnętrzne wykazały już, że najnowszy model Betaray wytwarza około 150 watów na metr kwadratowy, gdy jest on prostopadły do słońca. Ta stawka jest na równi z niektórymi z najbardziej wydajnych systemów PV na rynku.
Juris Kalejs, dyrektor ds. Technologii w firmie Solar Capital, twórcy systemów słonecznych, American Capital Energy, przyznaje, że koncepcja Broessel daje pewne korzyści - szczególnie dla konsumentów szukających prostszych, bardziej wszechstronnych alternatyw - ale wyraziła pewien sceptycyzm. „Jest to bardzo trudny system” - powiedział Discovery News - i trzeba go wdrożyć na dużą skalę, aby był opłacalny ”.
(Źródło: Rawlemon) Broessel nie zgadza się jednak i twierdzi, że Betaray może być opłacalny, biorąc pod uwagę nie tylko koszty produkcji, ale także przewidywane oszczędności na rachunkach za energię w długim okresie. Wskazuje na przykład, że budowa urządzenia wymaga „bardzo podstawowych materiałów”, takich jak woda i szkło, które kosztują mniej niż produkcja ogniw fotowoltaicznych.
„Możesz zoptymalizować konwersję światła w energię przez cały rok, nawet przy złej pogodzie” - mówi. „Myślenie, że za rok może podwoić wydajność energetyczną, nie jest nierealne.”
Na razie Broessel ma nadzieję zebrać pieniądze poprzez sprzedaż nienazwanego „gadżetu” będącego wciąż w fazie rozwoju. Oczekuje, że w ciągu trzech lat zgromadzi wystarczające fundusze, aby rozpocząć produkcję sferycznego generatora energii słonecznej. Ale jest to trudny cel, jak stwierdził.
„Cała Europa wie o moim projekcie” - deklaruje Broessel. „Mam miesiąc na opłacenie praw patentowych, w przeciwnym razie stanie się open source. I do tego czasu wszyscy będą o tym wiedzieć”.
