Hybrydowy system wytwarzania energii odnawialnej
Niestabilny charakter energii słonecznej stanowi jedno z najpoważniejszych utrudnień, za sprawą których nie może ona odgrywać większej roli w koszyku energetycznym. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu HRC POWER (Hybrid renewable energy converter for continuous and flexible power production) pracowali nad tym, aby energia słoneczna mogła być wykorzystywana przez całą dobę. Nowatorska koncepcja opiera się na hybrydowym systemie łączącym szereg technologii z zakresu energii odnawialnej. Hybrydowy konwerter odnawialny (HRC) jest ogrzewany albo przez mikrospalanie, w którym w sposób wydajny uzyskuje się wysokie temperatury przy pomocy biogazu lub wodoru, albo przez koncentrację promieni słonecznych. Wygenerowane ciepło jest przemieniane w elektryczność przy użyciu zjawisk termoelektrycznych lub termofotowoltaicznych. Duży nacisk położono na opracowanie nowych materiałów funkcjonalnych do budowy zaawansowanych, odpornych na działanie wysokich temperatur elementów konstrukcyjnych oraz technologii ich łączenia. Uczeni przeprowadzili symulacje ciekłych nośników ciepła i spalania, a także symulacje termiczne, aby zaprojektować komponenty, które zapewniałyby sprawne działanie przy skoncentrowanych promieniach słonecznych, jak i spalaniu wewnętrznym. Dużo uwagi poświęcono ograniczeniu strat ciepła i zwiększeniu temperatur roboczych. Opracowano cały przebieg procesów umożliwiających uzyskanie mikro-/nanostrukturalnych ogniotrwałych metamateriałów absorpcyjnych opartych na foliach molibdenowych. Zbadano też różne uporządkowane materiały metaliczne w oparciu o ich zdolność do emitowania światła podczerwonego o energiach większych niż pasma wzbronione istniejących ogniw termofotowoltaicznych. Omawiany projekt przyniesie korzyści w dziedzinie badań materiałowych dzięki postępom w zakresie materiałów ceramicznych, integracji wielu materiałów pod kątem pracy w wysokich temperaturach oraz nowych metamateriałów do absorpcji energii słonecznej. Drugim ważnym osiągnięciem jest nowa koncepcja konwerterów hybrydowych pracujących w bardzo wysokiej temperaturze, które są bardzo elastyczne dzięki wykorzystaniu spalania wodoru oraz modyfikacji ilości energii słonecznej przy pomocy zwierciadeł. Projekt HRC POWER przyczyni się do złagodzenia skutków globalnego ocieplenia dzięki zaproponowaniu nowego hybrydowego rozwiązania umożliwiającego efektywne wykorzystanie źródeł energii odnawialnej.
Słowa kluczowe
Energia odnawialna, HRC POWER, hybrydowy konwerter odnawialny, mikrospalanie, termofotowoltaiczne
