Die Forschung im Bereich der alternativen Energietechnologie schreitet weltweit weiter voran. Wissenschaftler arbeiten zusammen, um immer innovativere Methoden zu entwickeln, um der Welt Macht zu verleihen.
Jetzt hat eine gemeinsame Anstrengung des MIT und der Universität von Houston die Zielpfosten für die Konzentration von thermoelektrischen Solorgeneratoren verschoben und die Systemeffizienz massiv verbessert.
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Solarenergie ist der große Traum vieler. Das scheinbar grenzenlose Potenzial unseres benachbarten Fusionsreaktors inspiriert Forscher dazu, faszinierende Technologien zu entwickeln, mit denen diese Energiequelle genutzt werden kann.
Geben Sie konzentrierende thermoelektrische Solargeneratoren ein. Diese Technologie wird auch als STEG bezeichnet und kombiniert konzentrierende Solarenergie mit Thermoelektrizität. Der Solarkonzentrator wandelt Sonnenlicht in Wärme um und ermöglicht die Stromerzeugung über die einzigartigen Eigenschaften speziell ausgewählter thermoelektrischer Materialien.
Das System wurde als kleine Alternative entwickelt, um den Strombedarf von netzunabhängigen Verbrauchern zu decken. Es produziert auch heißes Wasser. Der Autor des Forschungspapiers, Professor Zhifeng Ren, sagte gegenüber EurekAlert: ' Die Arbeit zeigt eine neue kostengünstige, ungiftige Methode zur Stromerzeugung. '.
Bei der Entwicklung der früheren Proof-of-Concept-Arbeit des Teams mussten bei dieser jüngsten Untersuchung Messinstrumente entwickelt werden, um den Unterschied zwischen der optischen Konzentration und der Gesamteffizienz des Systems zu bestimmen. Es wurde berichtet, dass die höchste vorherige Effizienz von STEGs vorliegt5,2%; das MIT-Houston-Team verzeichnete maximale Systemwirkungsgrade von 9,6%, reduziert auf 7,4% ' nach Berücksichtigung der optischen Konzentrationsverluste '.
Aus dem kürzlich veröffentlichten Papier in Nature Energy :
"Die Leistungsverbesserung wird durch die Verwendung segmentierter thermoelektrischer Schenkel erreicht, eines spektral selektiven Hochtemperatur-Solarabsorbers, der einen stabilen Vakuumbetrieb mit Absorbertemperaturen von bis zu 600 Grad Celsius ermöglicht und optische und thermische Konzentration kombiniert. Unsere Arbeit legt dies naheKonzentrierende STEGs solarthermoelektrische Generatoren haben das Potenzial, eine vielversprechende alternative Energietechnologie zu werden. "
Die Forscher konnten die Effizienz durch Verbesserung der Energiedichte steigern. Mit optischen Konzentratoren und einem Solarabsorber wurde die verfügbare Wärmeenergie verstärkt. Die thermoelektrischen Beine des Geräts bestehen aus zwei Materialien mit unterschiedlichen optimalen Betriebstemperaturen: Skutterudit über 200 Grad Celsius und Wismuttellurid unter 200 Grad Celsius.
Das Team erklärte: "Die rekordhohen Wirkungsgrade werden durch Segmentierung von zwei thermoelektrischen Materialien, Skutterudit und Wismuttellurid, erreicht, die durch kombinierte optische und thermische Konzentration des Sonnenlichts an eine spektral selektive Oberfläche gekoppelt sind, die bei nahe 600 Grad C betrieben wird.”
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Via : EurekAlert
Geschrieben von Jody Binns