Novo material, processo de fabricação de utilizar a energia solar para eletricidade renovável mais barata

West Lafayette, Ind. - contas de energia solar para menos que 2 por cento — A energia solar representa. eletricidade, mas poderia fazer mais do que isso, se o custo de geração de eletricidade e de armazenamento de energia para uso em dias nublados e à noite eram mais baratos. Uma equipe liderada-Purdue University desenvolveram um novo processo material e fabricação que faria uma maneira de utilizar a energia solar - como energia térmica - mais eficiente na geração de energia elétrica.

A inovação é um passo importante para colocar a geração solar heat-to-eletricidade em concorrência directa de custos com combustíveis fósseis, que geram mais que 60 por cento — A energia solar representa.

“Armazenamento de energia solar na forma de calor já pode ser mais barato do que armazenar energia através de baterias, então o próximo passo é reduzir o custo da eletricidade geração do calor do sol com o benefício adicional de emissões de gases de efeito estufa de zero," disse Kenneth Sandhage, Professor Reilly de Purdue de Engenharia de Materiais.

A pesquisa, o que foi feito em Purdue em colaboração com o Instituto de Tecnologia da Geórgia, da Universidade de Wisconsin-Madison e Oak Ridge National Laboratory, publicado na revista Natureza.

Um desenvolvimento recente faria a geração de eletricidade a partir do calor do sol mais eficiente, usando placas de metal e cerâmica para a transferência de calor a temperaturas mais elevadas e a pressões elevadas. (Ilustração Universidade Purdue / Raymond Hassan)imagem Download

Este trabalho se alinha com Purdue do saltos gigantescelebração, reconhecendo os avanços globais da universidade feito para uma economia sustentável e do planeta como parte do 150º aniversário de Purdue. Este é um dos quatro temas da yearlong celebração do Ideas Festival, criado para mostrar Purdue como um centro intelectual resolver problemas do mundo real.

A energia solar é que não só gerar electricidade através de painéis em quintas ou em telhados. Outra opção é concentrada usinas que funcionam com energia térmica.

plantas de energia solar concentrada converter a energia solar em electricidade, usando espelhos ou lentes para concentrar uma grande quantidade de luz sobre uma pequena área, o que gera calor que é transferido para um sal fundido. O calor do sal fundido é então transferida para uma “trabalhando” fluido, dióxido de carbono supercrítico, que se expande e trabalha para girar uma turbina para gerar eletricidade.

Para produzir eletricidade por energia solar mais barata, o motor de turbina seria necessário para gerar ainda mais energia para a mesma quantidade de calor, o que significa que o motor precisa ser executado mais quente.

O problema é que os permutadores de calor, que transfere calor a partir do sal fundido quente para o fluido de trabalho, são actualmente feitos de ligas de aço ou níquel-base inoxidável que ficam muito suave a temperaturas mais elevadas pretendidas, à pressão elevada de dióxido de carbono supercrítico.

Inspirado pelos materiais seu grupo tinha previamente combinados para fazer “composto” materiais que podem lidar com alta temperatura e pressão para aplicações como tubeiras de foguetes de combustível sólido, Sandhage trabalhou com Henry Victor, agora no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, para conceber um composto semelhante para permutadores de calor mais robustas.

Dois materiais mostrou-se promissor em conjunto como um compósito: O carboneto de zircónio cerâmico, e o tungsténio de metal.

Purdue investigadores criado placas do compósito de metal e cerâmica. As placas hospedar canais personalizáveis ​​para adaptar a troca de calor, a partir de simulações de canais realizados na tecnologia de Geórgia pela devesh Ranjan'vapor.

Ensaios mecânicos por Edgar Lara-Curzio‘s da equipe no Oak Ridge National Laboratory e corrosão testes por Mark Anderson‘S equipe em Wisconsin-Madison ajudou a mostrar que este novo material composto pode ser adaptada para suportar com sucesso a temperatura mais alta, De alta pressão de dióxido de carbono supercrítico necessário para a geração de electricidade de forma mais eficiente do que o permutadores de calor de hoje.

Uma análise económica por pesquisadores Georgia Tech e Purdue também mostrou que a produção em larga escala do esses permutadores de calor pode ser realizado a um custo comparável ou inferior do que para o aço inoxidável ou aqueles à base de liga de níquel.

“Em última análise, com o desenvolvimento contínuo, esta tecnologia permitiria a penetração em larga escala de energia solar renovável na rede elétrica,”Sandhage disse. “Isto significa uma redução drástica das emissões de dióxido de carbono feitas pelo homem de produção de electricidade.”

Um pedido de patente foi arquivada para este avanço. O trabalho é apoiado pela U.S. Departamento de Energia, que também premiou recentemente um financiamento adicional para o desenvolvimento e ampliação da tecnologia.

Fonte: www.purdue.edu por Kayla Wiles