Solenergi kan få mer muskler
av Ragnhild Artimo Forum 2010-07-08, sida 42, 26.08.2010
FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK
VETENSKA ikoncept för omvandling av både I
NR 7-8 2810 h värme till el. En modellenhet > PHOTON ENHANCED THERMIONIC EMISSICN
Bm PETE ljusförstärkt termisk emission; ä ett solenergikoncept utvecklat av NICHOLAS
MELOSH Och bygger på att kombinera fotovol taisk och termisk solenergi för elproduktion.
Bm Konventionella halvledarsolceller mvandlar endast ett smalt spektrum av soltrålningen till elenergi. Värmeenergin so ssen kaninte utnyttjas, uta rlorad. Temperaturer p skadar halvledarmaterialet i solcellerna och änker deras verkningsgrad.
B Teameth anbringa ett tunt cesiumskikt på ett halvledar material - galliumnitrid - framställt en solcel som utnyttjar alstras ipr ljus och värme för att alstra mer elän med enbart fotovoltaiska celler.
Bm PETE-processen fungerar optimalt vid temperaturer mellan 200 och1 000 C.Melosh vill kombinera PETE-anläggningar med bl.a. stora solkoncentratorer och värmeväxlar för att uppnå verkningsgrader 50-60 procent högre än dagens solkoncept. Det betyder att
PETE-solceller inte är en lösning för stugtaket.
Solenergi kan få mer muskler
RAGNHILD ARTIMO TEXT Solenergi kan bli ett realistiskt alternativ till olja, menar professor NICHOLAS MELOSH vid STANFORD UNIVERSITY. Dagens solceller nöjer sig med att omvandla solljus till elektricitet och utnyttjar bara cirka 15 procent av energin i solstrålningen; resten går förlorad som ‘spillvärme! Solens ljusstrålning kan poolas med dess värmestrålning med en ny teknik som Melosh och hans team tagit fram. PETE, termisk emission som förstärks av ljus, omvandlar ett bredare spektrum av solstrålningen till el, ger högre verkningsgrad än dagens solceller och kan ge ett rejält prismässigt konkurrenslyft åt denna sektor av förnybar energi. Konceptet beskrivs i augustinumret av NATURE MATERIALS.
Materialet i fokus. Nicholas Melosh har demonstrerat den fysikaliska principen med en provanläggning med en solcell av halvledaren galliumnitrid överdragen med ett skikt av metalllen cesium. Materialet valdes för att det tål hög temperaturer; PETE kräver temperaturer på över 200 grader C, medan solceller av kisel vägrar fungera vid den temperaturgränsen. Prototypen omvandlar 25 procent av ljusstrålningens energi till el vid 200 grader C; effekten höjs med högre temperatur.
Teamet ska också testa andra material, bland annat galliumarsenid, och arbetar på me z toder att behandla materialen så att PETE sk fungera optimalt vid 400-600 grader C.
Extravärme leds till ångmaskin? Också vid högre temperaturer genererar PETE-konceptet mera värmeenergi än själva processen kan utnyttja. Melosh ställer i sikte att denna värme kunde kopplas till en ångmaskin varvid man kunde uppnå en minst 50 procents verkningsgrad vid omvandlingen av solenergi till elektricitet.
Han ser möjligheter för PETE-konceptet att kombineras med existerande termiska solenergikoncept, som solkoncentratorer, värmeväxlare och så kallade soltorn, till stora solfarmer som genom skalfördelar sänker kilowattpriset på denna energiform till en nivå som kan konkurrera med energi baserad på konventionella fossila bränslen.
Melosh strävar efter att ha en marknadsklar PETE-anläggning inom tre år.