EN
Istniejąca technologia energetyki słonecznej realizowana za pomocą klasycznych paneli energetycznych odchodzi do historii. Wynalazek hybrydowych ich odmian wytwarzających jednocześnie prąd elektryczny i wodór z pary wodnej w powietrzu, zasadniczo zmienia relacje ekonomiczne, na korzyść hybrydowych paneli słonecznych. Podobne rozwiązania bezłopatkowych turbin wiatrowych powodują eliminację wad dotychczasowych gigantycznych ich odmian, jednocześnie zwiększając sprawność energetyczną nowego modelu turbin wiatrowych.
Pomysły uniwersalnego wykorzystania paneli słonecznych do wytwarzania energii elektrycznej z jednoczesną produkcją wodoru zwane hydratacją nie są całkiem nowe. Według waszyngtońskiego czasopisma naukowego ACS Publications z 2016 roku, rozwiązanie to przedstawiono wtedy jako koncepcję, ponieważ przewidywano, że ma ono ogromny potencjał, który przez naukowców został przewidziany jeszcze wcześniej, bo już w 1992 roku.
Początek technicznych zastosowań tych zmian wiąże się z pracami naukowymi na belgijskim Katolickim Uniwersytecie Leuven, gdzie w minionym roku opracowano z udziałem belgijskiej firmy zajmującej się energią słoneczną projekt Solhyd, który jest innowacyjnym pomysłem na panele słoneczne, bezpośrednio produkującym wodór ze słońca i z wilgoci w powietrzu. To podejście do produkcji wodoru przyciągnęło zainteresowanie opinii publicznej i inwestorów, stawiając Solhyd w korzystnej sytuacji, aby stać się przełomowym graczem w branży energii odnawialnej.
Jedną z opatentowanych technik, która wyróżnia podejście Solhyd, jest technologia membranowa. Energia elektryczna z górnej warstwy panelu słonecznego jest wykorzystywana do obracania katalizatorów, które z kolei rozkładają wydobyte cząsteczki powietrza i wody. Proces ten zachodzi niezależnie od wody w stanie ciekłym, a także nie jest powiązany z siecią energetyczną, co czyni go samodzielnym systemem do wytwarzania wodoru.
W klimacie północno-zachodniej Europy jeden tego rodzaju moduł solarny może wytworzyć około 6 kilogramów wodoru rocznie, a nawet dwanaście kilogramów na moduł rocznie, szczególnie w miejscach nasłonecznionych. Roczna produkcja wodoru z paneli Solhyd zainstalowanych na dachu o powierzchni 1000 metrów kwadratowych waha się od 2 do 4 ton, co w przeliczeniu na krajową walutę w przybliżeniu odpowiada kwocie 100 tysięcy złotych rocznie.
System „hydricity”
Amerykański Uniwersytet Purdue w stanie Indiana oraz szwajcarski École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) od blisko 10 – ciu lat ściśle współpracują nad stworzeniem system „hydricity”, w którym energia słoneczna może jednocześnie wytwarzać energię elektryczną i wodór. System będzie dostarczał energię elektryczną przez całą dobę, a jego ogólna wydajność będzie lepsza niż w przypadku wielu paneli słonecznych. Obecnie, nowoczesne elektrownie słoneczne pracują w temperaturach do około 625º C. Naukowcy zauważyli, że elektrownie te są zazwyczaj bardziej wydajne w wyższych
temperaturach. Gdy osiągną temperaturę powyżej 725 ° C, mogą rozdzielić wodę na jej składniki, wodór i tlen. Ten sparowany system „hydryczności” wytwarza parę do produkcji energii elektrycznej i wodór do magazynowania energii, co skutkuje znaczną wydajnością. Będzie on też niezwykle pomocny w przypadku ekstremalnie katastrofalnych warunków pogodowych w USA , takich jak poważne susze, dostarczając w tym czasie wodę.
Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu
Drugie rozwiązanie o podobnych skutkach dla OZE dotyczy innowacyjnych rozwiązań dla energetyki wiatrowej. Na stronach internetowych amerykańskiego Uniwersytetu Bucknell (Pensylwania) już trzy lata temu poinformowano o pracach naukowych nad udoskonaleniem pionowej turbiny wiatrowej firmy Harmony Turbine z tego samego stanu w USA.
Craig Beal, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej i Nate Siegel, profesor inżynierii mechanicznej, niedawno rozpoczęli badania nad oceną nowego projektu turbiny wiatrowej o pionowej osi obrotu, wynalezionej przez Harmony Turbines, małą firmę z Lebanon w Pensylwanii. Zespół pod jego kierunkiem testuje również modele systemu w małej skali w jednym z tuneli aerodynamicznych obsługiwanych przez wydział inżynierii mechanicznej. Nowe rozwiązanie dla turbin wiatrowych krytycznie ocenia większość tradycyjnych rozwiązań, które opierają się wyłącznie na obracających się łopatach podczas, gdy nowe pionowe turbiny bezłopatkowe są w stanie wykorzystać energię wiatru poprzez oscylację.
Takie turbiny składają się ze stałych struktur, które mają tendencję do wibrowania w odpowiedzi na wiatr, jednocześnie zamieniając energię kinetyczną w energię elektryczną. Główną zaletą bezłopatkowych turbin wiatrowych jest to, że ich konstrukcja całkowicie eliminuje potrzebę stosowania ruchomych części, co z kolei zmniejsza zużycie i minimalizuje potrzebę konserwacji. Do zalet tego rodzaju turbin wiatrowych zalicza się ich cichą pracę, która jest kluczowym ich atutem. Nie mając ruchomych kół zębatych ani łopatek, turbiny bezłopatkowe wytrzymują znacznie mniejsze obciążenia mechaniczne, co czyni je turbinami wiatrowymi o niskich kosztach utrzymania i dłuższej żywotności.
Ogólnie rzecz biorąc, turbiny wiatrowe bezłopatkowe będą opłacalną opcją dla właścicieli domów, redukując wszystkie koszty utrzymania. Turbiny bezłopatkowe generalnie są dużo mniejsze od klasycznych turbin wiatrowych i o wiele bardziej estetyczne w porównaniu do innych odpowiedników. Elegancki wygląd oznacza, że turbiny bezłopatkowe można bez wysiłku zintegrować z różnymi środowiskami, nie powodując zanieczyszczenia wizualnego ani nie zakłócając w żaden sposób lokalnej przyrody.
