Przedstawiciele tamtejszego Narodowego Instytutu Technologii Kurukshetra, a także Narodowego Instytutu Energii Słonecznej Gurugram opracowali prototyp czegoś, co określają mianem gejzera słonecznego. Podstawę jego działania stanowi materiał, który jest powszechnie dostępny, a co za tym idzie – tani w pozyskiwaniu. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów członkowie zespołu badawczego ogłosili, że ich strategia służy do magazynowania ciepła, obniżając koszty energii do niecałych 10 groszy za kilowatogodzinę.
Czytaj też: Głębiej niż kiedykolwiek wcześniej. Technologia Quaise może odmienić energetykę geotermalną na całym świecie
Czym jest ten “magiczny” materiał? Odpowiedź jest bardzo prosta: piaskiem. Indyjscy inżynierowie wyjaśniają, że ich technologia zapewnia zrównoważone, przyjazne dla środowiska i ekonomiczne wyjście. Pozwala podgrzewać wodę z wykorzystaniem energii cieplnej gromadzonej w piasku. To cenny aspekt, wszak energia pochodząca z instalacji fotowoltaicznych cechuje się niską stabilnością ze względu na podatność na zmienne warunki pogodowe, a przede wszystkim – cykle dnia i nocy.
Z tego względu na wagę złota okazują się technologie przeznaczone do magazynowania takiej energii, zarówno w skali dobowej, jak i na przykład rocznej. W tym przypadku naukowcy postawili na ziarnka drobnego piasku, które zostały zintegrowane z prętem wykonanym z drutu nichromowego i okrągłego wymiennika ciepła. Później przyszła pora na sprawdzenie tej koncepcji w praktyce, o czym czytamy na łamach Energy Sources.
Gejzer słoneczny wykorzystuje piasek do magazynowania energii cieplnej, która może posłużyć na przykład do podgrzewania wody. Cechuje się przy tym bardzo niskimi kosztami obsługi
Autorzy tej publikacji opisują, jak energia dostarczana przez trzy 300-watowe polikrystaliczne panele słoneczne trafia do pręta grzejnego, który prowadzi konwersję elektryczności w ciepło. To ostatnie podgrzewa około 120 kilogramów drobnego piasku, który cechuje się bardzo dobrymi właściwościami z zakresu przechowywania energii w takiej formie. W grę wchodzi sprawny rozkład ciepła i wspomniana łatwa dostępność, która tym samym warunkuje niższe od dotychczasowych koszty.
A co w sytuacji, gdy ktoś będzie chciał w sposób praktyczny skorzystać z tej energii? Tutaj na pierwszy plan wysuwa się wymiennik ciepła wyposażony w żebra wykonane z aluminium. Przy jego udziale zmagazynowane ciepło podgrzewa wodę przepływającą przez rury. Takowa może być wykorzystana zarówno w sposób bezpośredni, jak i na przykład do zasilania turbin parowych i ponownego wytwarzania energii elektrycznej.
Czytaj też: Fotowoltaika stanie się bardziej opłacalna. Naukowcy z KAUST opracowali nową metodę
W toku testów ich autorzy określili, że o ile początkowo temperatura piasku wynosiła średnio 25,2 stopnia Celsjusza, to już pierwszego dnia wzrosła do 164,2 stopnia. Po upływie nocy temperaturą wyjściową było 94,7 stopnia Celsjusza, natomiast w ciągu kolejnego dnia udało się ją zwiększyć do 211,9 stopnia. Skuteczność opisywanej strategii jest więc widoczna gołym okiem. Jak dodają sami zainteresowani, ich gejzer słoneczny zmagazynował 14,02 MJ i 11,81 MJ energii cieplnej przy sprawności ładowania wynoszącej kolejno 97,41% i 90,76%. W ciągu pierwszego dnia dostarczono w ten sposób 140 litrów gorącej wody, a drugiego – 152 litry. Biorąc pod uwagę zredukowane koszty, okres zwrotu takiej inwestycji powinien wynosić około 4,45 roku, a żywotność całej instalacji – 25 lat.