Поставлен рекорд эффективности конверсии солнечного света

Американская национальная лаборатория Сандия (Sandia National Laboratories) и её партнёры поставили мировой рекорд КПД конверсии солнечного света в электричество, отправленное в сеть.

На днях в испытательном центре Sandia в Нью-Мексико хорошая погода позволила установить рекорд по эффективности преобразования энергии солнечных лучей в ток, поставленный в электросеть: 31,25%. Причём в этом числе учтены потери системы на вспомогательные нужды: работу управляющих компьютеров, водяных насосов и систем слежения за солнцем.

Такого внушительного показателя добилось "поле" из нескольких параболических зеркал, в фокусе каждого из которых смонтированы двигатель Стирлинга и электрогенератор. Об этом проекте Sandia National Laboratories и компании Stirling Energy Systems (SES) мы рассказывали подробно.

Различные вариации этих установок Сандия испытывает несколько лет. Рекордный же показатель был достигнут благодаря сочетанию ряда факторов. И высокий теоретический КПД стирлинга — лишь один из них.


Очень солнечное (освещённость была на 8% выше, чем обычно) и чистое зимнее небо, сочетавшееся с холодным окружающим воздухом ("на улице" было около нуля по Цельсию), позволило стирлингу достичь высокой эффективности на практике.

Ещё более важным фактором оказалась замена оптической части. Новые зеркала с серебряной подложкой, сделанные из стекла с низким содержанием железа, теперь отражают 94% падающего света. А существенно увеличившаяся точность их формы позволила сфокусировать свет в пятно меньшего диаметра (всего 18 сантиметров), что повысило температуру горячей части агрегата.

Кроме того, партнёры установили более эффективные радиаторы и новые генераторы с более высоким КПД.

Во время рекордного теста 31 января, сообщает лаборатория, установки работали 2,5 часа, при этом измерения шли в течение часа (чтобы исключить влияние переходных процессов). Пик выходной мощности от одного "блюдца" составил 26,75 киловатта.

Другой способ превращения света в ток — солнечные батареи — может быть ещё более эффективным. Мировой рекорд КПД для фотоэлектрических панелей равен 42,8%. Но дело в том, что достижение, показанное в лаборатории экспериментальной солнечной батарейкой, к которой подсоединили вольтметр и амперметр, это далеко не то же самое, что достижение установки, работающей на местности и подключённой к сети. Массовые же "поля" солнечных батарей пока не столь эффективны.

Ныне проект "солнечных стирлингов" от Sandia и SES добрался до коммерциализации. SES подписала контракт с двумя крупными энергокомпаниями Южной Калифорнии, предусматривающий развёртывание на юге США целых 70 тысяч "блюдцев" со стирлингами-генераторами суммарной электрической мощностью в 1,75 гигаватта.

SES будет управлять этими "полями", а энергосети — покупать готовый продукт — электричество. Это один из крупнейших контрактов в области солнечной энергии в мире.