10 najciekawszych innowacji w dziedzinie OZE w 2010 r.

Odnawialne źródła energii, pomimo licznych projektów badawczych, zaangażowania wielu środowisk i swoistej mody na OZE ciągle generują niewielki odsetek energii elektrycznej na świecie. W 2010 roku nastąpiło kilka dość znaczących przełomów w badaniach nad odnawialnymi źródłami energii, które jeśli zostaną dopracowane mogą okazać się przełomowe dla systemów energetycznych przyszłości. Poniżej prezentujemy 10 najbardziej istotnych dla energii odnawialnej wynalazków mijającego roku.

1. Ogniwo słoneczne IBM stworzone z tanich i łatwo dostępnych materiałów

Inżynierowie IBM stworzyli tanie ogniwa słoneczne z tanich jak barszcz, ogólnodostępnych na Ziemi materiałów. Warstwa absorbująca światło słoneczne i konwertująca w prąd elektryczny została wykonana z miedzi, cyny, cynku, siarki i selenu. Najbardziej istotną właściwością taniego panelu jest jego sprawność utrzymująca się na poziomie 9,6%, co jest wynikiem znacznie lepszym od osiąganych we wcześniejszych próbach stworzenia paneli z użyciem podobnych materiałów.

2. Koncentryczne panele słoneczne z MIT

Grupa naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowała metodę zbierania energii słonecznej 100 razy bardziej skoncentrowanej niż ma to miejsce w przypadku tradycjonalnych paneli słonecznych. System mógłby znacznie wpłynąć na instalacje fotowoltaiczne eliminując potrzebę budowania ogromnych farm słonecznych dla uzyskania dużej mocy systemu. Prace opierały się o węglowe nanorurki, będące głównym narzędziem podczas przechwytywania i skupiania energii świetlnej.

3. Ogniwo słoneczne z warstwą światłowodów

Naukowcy z Wake Forest University w USA dokonali niemniej znaczącego przełomu w dziedzinie organicznych paneli słonecznych. Stworzyli w konstrukcji panelu dodatkową warstwę zbudowaną ze światłowodów, dzięki której udało im się podwoić wydajność panelu. Prototypowy panel wykonał David Caroll, będący właścicielem firmy FieberCell ściśle związanej z projektem.

Problem, który dotyczy większości paneli to zjawisko odbicia promieni słonecznych, przez co powstają straty energii. Aby je zredukować, zespół umieścił warstwę światłowodów na polimerowym substracie. Warstwę światłowodów nazwano "rurkami świetlnymi". Otaczający je polimer powoduje rozproszenie światła na powierzchnię panelu. Światło może wchodzić do światłowodu pod dowolnym kątem. Fotony odbijają się od warstw wewnętrznych tak długo, zanim nie zostaną zaabsorbowane.

4.  Urządzenie do odzyskiwania energii ze strat dzięki piezoelektryce

W laboratoriach Louisiana Tech University powstał CNF-PZT Cantilever, będący przełomem w dziedzinie urządzeń zbierających energię, które utylizują energię strat cieplnych urządzeń elektronicznych do ich zasilania. Urządzenie wykorzystuje węglowe nanorurki w połączeniu z materiałami piezoelektrycznymi. Nanorurki absorbują ciepło, które następnie jest wykorzystane do zginania wspornika, co powoduje generowanie prądu elektrycznego. Urządzenie jest tak małe, że pozwala urządzeniom na przechwytywanie energii z własnych strat cieplnych.

5. Okna słoneczne

New Energy Technologies, amerykańska spółka zajmująca się badaniami i ewentualnie komercjalizacją nowych technologii pozyskiwania energii, opracowało działający prototyp pierwszego na świecie szklanego okna zdolnego do generowania prądu. Stało się to możliwe dzięki zastosowaniu najmniejszych działających organicznych ogniw słonecznych opracowanych przez dr Xiaomei Jiang z University of South Florida. W odróżnieniu od standardowych ogniw nowy system może generować prąd elektryczny zarówno z naturalnego, jak i sztucznego światła.

6. System zbierający ciepło z układów wydechowych samochodów

Naukowcy na Purdue University stworzyli system zbierający straty energii w postaci ciepła z systemu wydechowego samochodu do generowania prądu elektrycznego, który następnie będzie wykorzystany do zredukowania zużycia paliwa.

7. Piezoelektryczne IPEG PADy kolejowe

Po testach piezoelektrycznych generatorów, zdolnych do wytwarzania energii dzięki przejeżdżającym po autostradzie samochodom, izraelski start-up Innowattech wyszedł z podobną inicjatywą dla transportu kolejowego. W ramach projektu IPEG PAD - powstał element, który miałby stać się częścią inteligentnej sieci kolejowej.

W ramach projektu zainstalowano pod szynami kolejowymi 32 padów IPEG PAD, zawierających piezoelektryczne generatory, które mogą dostarczać energię dla lokalnych rozwiązań. Pad pochłania nacisk mechaniczny i wytwarza energię. Dodatkowo może być on używany w celu określenia ilości kół, jakie po nim przejechały, mierzenia nacisku wywołanego przez każde koło oraz pozycję kół. Przy podaniu wartości prędkości pociągu pady mogą określać również średnicę kół.

Na obszarach, gdzie w ciągu godziny przejeżdża od 10 do 20 składów pociągów o długości 10 wagonów każdy, ilość wygenerowanej energii wyniesie około 120 kWh. Energia ta może być wpuszczona do sieci energetycznej.

8. Personalizowanie szyby słoneczne SONY

Sony zademonstrowało nową propozycję designerską dla generujących energię słoneczną okien, dzięki czemu używane mogą być one jako istotny element wystroju. Estetycznie opracowane panele słoneczne mogą zwierać dowolne wzory przygotowane przez klienta w dowolnie wybranym kolorze.

9. Urządzenie wykorzystujące energię słoneczną do produkcji paliwa

Zespół badaczy z USA i Szwajcarii stworzył maszynę, która jak elektrownie tworzy paliwa przy użyciu energii słonecznej, które następnie może być wykorzystane w dowolny sposób. W procesie produkcji wykorzystywane są promienie słoneczne, tlenek metalu zwany "ceira" służący do konwersji dwutlenku węgla lub wody w paliwa, które mogą być magazynowane i transportowane. W odróżnieniu od paneli słonecznych urządzenie może przechowywać energię do późniejszych zastosowań.

10. Brayton Cycle Project

Australijska agencja naukowa CSIRO opracowała technologię wykorzystującą światło słoneczne i powietrze do generowania energii. System jest idealny dla obszarów z niedoborem wody. The Solar Brayton Cycle zastępuje wykorzystanie skoncentrowanych promieni słonecznych do ogrzewania wody, która następnie pod wysokim ciśnieniem napędzała turbinę wodną generującą energię. W projekcie pole luster służy do podgrzewania powietrza w 30m wieży, które zamiast wody napędza turbinę o mocy 200kW.