Urządzenie integrujące baterię słoneczną i baterię może przechowywać energię elektryczną poza siecią

November 13, 2018

Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Arabii Saudyjskiej wykorzystali możliwości ogniwa słonecznego i baterii w jednym urządzeniu - "baterię słoneczną", która absorbuje światło słoneczne i skutecznie przechowuje ją jako energię chemiczną do późniejszego wykorzystania na żądanie. Ich badania, opublikowane 27 września w czasopiśmie Chem , mogą sprawić, że energia elektryczna stanie się bardziej dostępna w odległych regionach świata.

Podczas gdy światło słoneczne zyskuje coraz większą popularność jako czyste i obfite źródło energii, ma jedno oczywiste ograniczenie - jest tylko tyle światła słonecznego dziennie, a niektóre dni są dużo bardziej słoneczne niż inne. Aby energia słoneczna była praktyczna, oznacza to, że po przekształceniu światła słonecznego w energię elektryczną należy ją przechowywać. Zwykle wymaga to dwóch urządzeń - ogniwa słonecznego i baterii - ale bateria słoneczna jest zaprojektowana tak, aby działać jak obie.

"W porównaniu z oddzielnymi urządzeniami do konwersji energii słonecznej i elektrochemicznych urządzeń magazynujących energię, połączenie funkcji oddzielonych urządzeń w jedno zintegrowane urządzenie może być bardziej wydajnym, skalowalnym, kompaktowym i opłacalnym sposobem wykorzystania energii słonecznej" - mówi Song Jin, profesor chemii na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. Jin i jego zespół opracowali urządzenie we współpracy z Jr-Hau He, profesorem inżynierii elektrycznej na Uniwersytecie Nauki i Technologii Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej.

Bateria przepływu słonecznego ma trzy różne tryby. Jeśli energia jest potrzebna od razu, może działać jak ogniwo słoneczne i natychmiast zamienić światło słoneczne na energię elektryczną. W przeciwnym razie urządzenie może pochłaniać energię słoneczną w ciągu dnia i przechowywać ją jako energię chemiczną, aby dostarczyć ją później jako energię elektryczną, gdy zapada noc lub gdy niebo staje się mętne. W razie potrzeby urządzenie może być również ładowane energią elektryczną, podobnie jak typowa bateria. Najnowszy model baterii słonecznej zespołu jest w stanie bardziej wydajnie przechowywać i dostarczać energię elektryczną z energii słonecznej niż jakiekolwiek inne zintegrowane urządzenie, które obecnie istnieje.

Jin jest przekonany, że bateria słoneczna może pomóc przekroczyć ograniczenia sieci elektrycznej, zwiększając dostępność energii elektrycznej dla mieszkańców obszarów wiejskich i zapewniając alternatywne źródło energii, gdy tradycyjne systemy elektryczne zawiodą.

"Te zintegrowane baterie słoneczne będą szczególnie odpowiednie jako rozproszone i samodzielne systemy do konwersji i magazynowania energii słonecznej w odległych lokalizacjach i umożliwiają praktyczne elektryzowanie poza siecią" - mówi Jin.

Produkcja obecnych baterii słonecznych jest nadal zbyt kosztowna na rynkach świata rzeczywistego, ale Jin wierzy w prostsze projekty, tańsze materiały ogniw słonecznych, a postęp technologiczny może pomóc obniżyć koszty w przyszłości. Podczas gdy obecny model jest dość wydajny, zespół ma plany dalszego ulepszania swojego projektu. Niektóre z obecnych prądów urządzenia nadal będą marnować się - co oznacza, że ​​naukowcy mogą potrzebować zmodyfikować gatunki redoks i materiały fotoelektrodowe, które działają w tandemie, aby zamieniać energię słoneczną na energię elektryczną. Ale Jin uważa, że ​​dzięki dalszym badaniom baterie słoneczne mogą wkrótce stać się praktyczne.

"Wierzymy, że możemy ostatecznie osiągnąć 25% wydajności dzięki nowym materiałom solarnym i nowej elektrochemii" - mówi Jin. "W tym zakresie wydajności, bez korzystania z drogich ogniw słonecznych, powinien on być dość konkurencyjny w stosunku do innych technologii energii odnawialnej." Myślę, że komercjalizacja mogłaby być możliwa. "

z: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180927145525.htm