Возобновляемая энергия на первый взгляд кажется почти бесплатной, но на практике все сложнее. Что вы будете делать в период безветрия или в периоды, когда мало солнца? Использовать традиционные аккумуляторы можно, но они дороги — посмотрите хотя бы на электромобили, у которых на батарею приходится около 40% стоимости.
Можно держать наготове резервные мощности в виде тепловых или атомных электростанций, но процесс их запуска и остановки каждый раз требует времени. Существуют также гидроаккумуляторы, они помогают справиться с проблемой разницы спроса на электроэнергию днем и ночью. Но это масштабные сооружения, которые не везде можно возвести.
Применительно к частным потребителям можно вспомнить про аккумуляторы Tesla Powerwall. Увы, они стоят $11,5 тыс. и далеко не каждое домохозяйство может себе такое позволить. Так что вопрос хранения энергии, полученной от солнца и ветра, пока стоит остро.
Оригинальное решение проблемы предлагает команда инженеров из технологических компаний Sandia National Laboratories и CSolPower LLC из Нью-Мексико. Разработчики ставили во главу угла именно доступность хранения энергии от возобновляемых источников.
500 градусов и 20 часов
Суть технологии CSolPower заключается в использовании камня в качестве теплоносителя. Любопытно, что камень разработчики используют вполне доступный — это обыкновенный щебень для ландшафтного дизайна. Его помещают в контейнер, который обеспечивает термоизоляцию материала. Одновременно он может нагревать или охлаждать помещенный внутрь щебень за счет обдува воздухом. Воздух, в свою очередь, нагревается от электричества, который вырабатывают фотоэлементы.
Звучит примитивно? Пожалуй. Но весь фокус в уровне реализации идеи. На этапе тестирования камень в контейнере удалось нагреть до 500 оС. Энергосберегающий модуль удерживал эту температуру в течение 20 часов с минимальными потерями. Разработчики планируют увеличить время вплоть до нескольких месяцев. Заявленная цель CSolPower — сохранить излишки вырабатываемой днем электроэнергии, и использование ее для обогрева воды и домов в ночное время. На уровне домохозяйств, расположенных в регионах с большими перепадами температур, это вполне реальное решение.
Технология CSolPower обещает быть максимально доступной — как говорят разработчики, перед загрузкой в контейнер щебень даже не нужно мыть, на эффективность работы это не влияет. Выйти на рынок создатели планируют уже в 2024 году.
А если скрестить технологии?
С другой стороны, на ум приходит и другая технология, о которой мы писали ранее: эффективные термоэлектрические элементы на основе термопары — кремний или нитрид галлия. Они способны превращать тепло в электроэнергию, так что использование немытого щебня в качестве теплоносителя со временем может стать весьма перспективным.
Правда, аналитики считают, что в ближайшие годы традиционные аккумуляторы подешевеют. В то же время автопроизводители планируют использовать батареи с отслуживших свое электромобилей в качестве стационарных накопителей энергии.
