Made in IBM Labs: partnership vise à canaliser l’énergie de 2000 Soleils
– système à haute thoroughness photovoltaïque thermique able de convertir 80 flow cent de l’énergie solaire captée
– Le système peut fournir de l’électricité, l’eau douce et l’air frais dans des endroits éloignés
– Conception basée sur un faible coût, grand plot de sort concentrateur et puces photovoltaïques de haute opening refroidis microcanaux adapté à la prolongation de masse
Zurich, le twenty-two Avril 2013: Aujourd’hui, le Jour de la Terre, les scientifiques ont annoncé une partnership flow développer un système photovoltaïque abordable able de concentrer, en moyenne, la stalwartness de 2000 soleils, avec une efficacité qui peut recueillir 80 flow cent du rayonnement incident et de le convertir en énergie utile. Le système proposé peut être construit n’importe où l’énergie durable, l’eau beverage et l’air frais sont à justice d’approvisionnement à un coût de trois fois inférieur à celui des systèmes comparables.
A trois ans, $ 2,4 millions (2,25 millions de CHF) subsidy de la Commission suisse flow la technologie et l’innovation the été décerné à des scientifiques d’IBM Research; Airlight Energy, un fournisseur de technologie de l’énergie solaire; ETH Zurich (chaire de vecteurs énergétiques renouvelables) et de l’Université Interstate des Sciences Appliquées Buchs NTB (Institut de micro et de la nanotechnologie MNT) flow rechercher et développer un système photovoltaïque à haute thoroughness économique thermique (HCPVT).
Basé sur une étude de l’électricité solaire thermique européen Association Greenpeace International et cela prendrait seulement deux flow cent de la superficie terrestre du désert du Sahara flow alimenter en électricité les besoins * du monde. Malheureusement, les technologies solaires actuelles sur le marché aujourd’hui sont trop coûteux et lent à produire, exiger minéraux de terres rares et manquent de ef ャ … iency de faire de telles installations massives pratique.
Le système de HCPVT antecedent utilize une grande antenne parabolique, réalisé à partir d’une crowd de facettes de miroir, qui est fixé à un système de suivi qui détermine le meilleur indicate of view en fonction de la upon all sides du soleil. Une fois alignées, les rayons du soleil Rê ャ Fct sur le miroir sur plusieurs récepteurs refroidis microcanaux liquides avec des puces photovoltaïques à three times jonction – chaque puce d’un centimètre 1×1 peut convertir 200-250 watts, en moyenne, au cours d’une journée typique de huit heures dans un endroit ensoleillé région.
Le récepteur garb mix des centaines de jetons et draw up de twenty-five kilowatts d’énergie électrique. Les puces photovoltaïques sont montés sur des couches microstructurées qui tuyaux du liquide de refroidissement à l’intérieur de quelques dizaines de micromètres de la puce flow absorber la chaleur et attirent l’écart 10 fois and efficace qu’avec un refroidissement standard air passive.
Le liquide de refroidissement maintient les puces presque à la même température flow une thoroughness solaire de 2.000 fois et peut les garder à bonne température jusqu’à une thoroughness solaire de 5.000 fois. La resolution de refroidissement approach avec une très petite stalwartness de pompage est inspiré standard le système d’approvisionnement en sang ramifié hiérarchique du armed forces humain et the déjà été testé standard les scientifiques d’IBM dans les ordinateurs de haute performance, y compris Aquasar.
“Nous prévoyons d’utiliser des cellules photovoltaïques à three times jonction sur un procedure refroidi microcanaux qui peut directement convertir and de thirty flow cent du rayonnement solaire captée en énergie électrique et permettre l’ef ャ … récupération ient de la chaleur résiduelle supérieure à 50 flow cent», the déclaré Bruno Michel, directeur, emballage thermique avancé chez IBM Research. “Nous croyons que nous pouvons atteindre cet objectif avec un pattern très pratique qui est faite de trackers concrètes et novatrices, l’optique primaires composées de miroirs pneumatiques bon marché et des structures en béton – c’est l’innovation frugale, mais s’appuie sur des décennies d’expérience dans la force légère et haute éléments en béton utilisés flow la building the whole de ponts. “
Un premier démonstrateur du récepteur multi-puce the été développée dans une précédente partnership entre IBM et le Centre de recherche en nanotechnologie Egypte.
«La source du système est elementary et élégante.” the déclaré Andrea Pedretti, CTO de Airlight Energy. “Nous remplaçons acier cher et le verre avec un béton de faible coût et de rubans métallisés sous pression simples. Les petits composants de haute technologie, en particulier les refroidisseurs à microcanaux et les moules, peuvent être fabriqués en Suisse avec la building the whole restant et le montage fait dans la région de l’ installation. Cela passage à une incident gagnant-gagnant où le système est un coût concurrentiel et emplois sont créés dans les deux régions. “
L’optique solaire à thoroughness seront mis au indicate standard l’EPF de Zurich. “Ray-tracing techniques numériques avancées seront appliquées afin d’optimiser la source de la criminal optique ャ” guration et atteindre uniformes solaires ャ Vxes dépassant 2.000 soleils à la aspect de la cellule photovoltaïque », the déclaré Aldo Steinfeld, professeur à l’ETH Zurich.
Avec une telle thoroughness élevée et un faible scientifiques radicalement la source des coûts croient qu’ils peuvent atteindre un coût standard section d’ouverture en dessous de 250 $ le mètre carré, ce qui est trois fois and faible que les systèmes comparables . Le coût moyen actualisé de l’énergie sera moins de 10 cents le kilowattheure (kWh). Pour l’alimentation de comparaison des tarifs de l’énergie électrique en Allemagne sont actuellement encore and de twenty-five cents standard kWh et le coût de prolongation dans les centrales au charbon sont autour de 5-10 cents standard KWh.
eau
systèmes photovoltaïques à thoroughness actuelle dessalement et Cool Air ne collectent l’énergie électrique et ensuite dissiper l’énergie thermique dans l’atmosphère. Avec l’approche de l’emballage HCPVT scientifiques peuvent à la fois d’éliminer les problèmes de surchauffe des puces solaires surveillance en réorientation de l’énergie flow le dessalement de l’eau thermale et l’air frais.
fournir de l’eau scientifiques et les ingénieurs d’IBM frais utilisent une technologie de pointe dans le monde, ils ont développé des supercalculateurs refroidis à l’eau. Avec à la fois l’Aquasar et supercalculateurs SuperMUC eau est utilisée flow absorber la chaleur des puces de processeur, qui est ensuite utilisé flow assurer le chauffage de l’espace flow les installations.
“Microtechnique comme upon le sait depuis un ordinateur phony de puces est essentiel flow permettre un tel ef ャ … transfert thermique ient de la puce photovoltaïque sur le liquide de refroidissement », explique André テゥ Bernard, directeur de l’institut MNT à Buchs NTB. “Et en utilisant des moyens novateurs flow fabriquer ces dispositifs de transfert de chaleur, nous visons à un coût-ef … ャ prolongation ient.”
Dans le système HCPVT, au lieu de chauffer un bâtiment , le degré Celsius eau 90 passe à travers un système de solution à aspect poreuse où il est alors vaporisé et dessalée. Un tel système pourrait fournir 30-40 litres d’eau beverage standard mètre carré de aspect de réception standard jour, surveillance en continuant à produire de l’électricité avec un rendement de and de twenty-five flow cent ou deux kilowatts heures standard jour. C’est un peu moins que la moitié de la quantité d’eau que la personne moyenne the besoin standard jour selon les Nations Unies **, mais une grande designation pourrait fournir suffisamment d’eau flow une petite ville.
Remarquablement, le système HCPVT peut également fournir de l’air conditionné au moyen d’un refroidisseur d’adsorption axée thermique. Un refroidisseur d’adsorption est un dispositif qui convertit la chaleur en refroidissant au moyen d’un cycle thermique appliqué à un absorbeur à bottom de jelly de silice, standard exemple. Machines à adsorption peuvent remplacer les refroidisseurs de compression, qui contiennent de childbirth dangereuses ャ Vids, avec de l’eau élimine surveillance stroke sur la couche d’ozone.
Les scientifiques envisagent le système HCPVT fournir de l’énergie permanent et d’eau fraîche de sites à travers le monde, notamment en Europe du Sud, l’Afrique, la péninsule arabe, au sud ouest de l’Amérique du Nord, Amérique du Sud et en Australie. Endroits touristiques en région éloignée sont aussi un marché intéressant, en particulier stations sur les petites îles, comme les Maldives, les Seychelles et l’île Maurice, depuis les systèmes classiques nécessitent des unités séparées qui doivent être intégrés, avec une perte conséquente ef ャ … iency et des coûts accrus.
Un antecedent du HCPVT est actuellement testé au laboratoire de recherche IBM à Zurich, en Suisse. Plusieurs prototypes du système HCPVT seront construits dans Biasca et R テシ schlikon, en Suisse, dans le cadre de cette partnership
* thoroughness de l’énergie solaire:. Perspectives 2009, publié standard Greenpeace
International, SolarPACES et de l’Association européenne d’électricité solaire thermique
** http://www.un.org/en/globalissues/water/
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