V lete vyrába elektrinu, v zime vykuruje. Nové zariadenie rieši najväčší problém fotovoltiky

Solárne technológie majú dlhodobý problém. Vyrábajú energiu bez ohľadu na to, či ju práve potrebuješ vo forme elektriny alebo tepla. Vedci teraz prichádzajú s riešením, ktoré tento prístup obracia naruby a reaguje priamo na aktuálne podmienky.

Solárny systém, ktorý sa prispôsobí sám

Výskumníci z Harvard University vyvinuli zariadenie, ktoré dokáže automaticky prepínať medzi výrobou elektriny a produkciou tepla. Bez senzorov, motorov či elektroniky. Celý princíp stojí na jednoduchej fyzike, konkrétne na zmene skupenstva vody.

Zariadenie funguje ako takzvaný dvojrežimový solárny zberač. V lete produkuje elektrinu, v zime dodáva priamo teplo do interiéru. Prepínanie prebieha pasívne na základe teploty prostredia.

Jednoduchá konštrukcia, prekvapivý efekt

Technológia má pomerne jednoduchú skladbu. Tvorí ju tenká Fresnelova šošovka, uzavretá dutina s vodou a fotovoltický článok. Kľúčové je správanie vody vo vnútri systému.

Pri vyšších teplotách sa voda nachádza v plynnom stave. To umožňuje šošovke sústrediť slnečné svetlo priamo na solárny článok, ktorý vyrába elektrinu. Keď teplota klesne a voda skondenzuje, optické vlastnosti systému sa zmenia. Svetlo sa už nesústredí na článok, ale prechádza ďalej a ohrieva interiér.

Systém tak automaticky reaguje na prostredie bez potreby riadenia.

Výrazne vyššia účinnosť pri vykurovaní

Laboratórne testy simulujúce podmienky podobné mestu Boston ukázali, že zariadenie sa dokáže samo prispôsobiť pri rosnom bode približne 15 °C. Od mája do októbra uprednostňuje výrobu elektriny, od novembra do apríla prechádza do režimu vykurovania.

Pri ohrevnom režime dokáže premeniť približne 90 percent dopadajúceho slnečného žiarenia na teplo. To je podľa autorov približne päťnásobne viac než kombinácia klasického fotovoltického panelu a elektrického ohrievača.

Technológia zatiaľ naráža na jeden praktický problém. Keďže zariadenie je pevne umiestnené, najefektívnejšie funguje len pri určitom uhle dopadu slnečného žiarenia. Pri menej ideálnych uhloch sa systém automaticky prepína do režimu vykurovania.

salatainstitute.harvard

Tím pracuje na riešeniach, ktoré by rozšírili čas, počas ktorého je možné efektívne využívať oba režimy. Cieľom je vytvoriť cenovo dostupné riešenie, ktoré sa dá integrovať napríklad do skleníkov, vozidiel alebo priamo do okien a fasád budov.

Nový smer pre solárnu energiu

Nový prístup ukazuje, že budúcnosť solárnych technológií nemusí byť len o vyššom výkone, ale aj o inteligentnejšom využití energie podľa aktuálnych potrieb. Namiesto jedného účelu môže jedno zariadenie pokrývať viacero funkcií bez zložitej elektroniky.

Čítajte viac z kategórie: Novinky