JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Energiantuotannossa siirrytään koko ajan enemmän uusiutuviin lähteisiin. Yksi iso ongelma yhtälössä on edelleen: energian varastointi. Nyt Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat ovat kehittäneet ongelmaan ratkaisun, joka perustuu nestemäisen piin käyttöön.

MIT:n tutkijoiden konseptissa aurinko- tai tuulivoimalan tuottama energia varastoidaan jättimäisiin nestemäistä piitä sisältäviin säiliöihin. Tutkijoiden mukaan ratkaisu olisi merkittävästi edullisempi kuin sähköenergian varastointi litiumioniakustoihin. Ratkaisu oli myös puolta halvempi kuin vesivoiman käyttö varastointiin.

Uusiutuvien energianlähteiden ongelma tällä hetkellä on se, että sen tueksi tarvitaan fossiilisiin polttoaineisiin perustuvia turbiineja. Muuten ei voida taata jatkuvaa energiansyöttöä verkkoon. MIT:n mekaniikkasuunnittelun professori Asegun Henryn mukaan nestemäinen pii voi ratkaista tämän suurimman haasteen uusiutumattomien energianlähteiden käytössä.

Henryn tiimeineen kehittämä ratkaisu on esitelty Energy and Environmental Science -tiedelehdessä. Toisin kuin perinteisessä aurinkopaneelifarmissa, jossa valo muunnetaan suoraan sähköksi, MIT:n ratkaisussa lähdettiin liikkeelle menetelmästä, jossa valo keskitetään suurilla peileillä ja muunnetaan lämmöksi. Lämmön varastointi on paljon edullisempaa kuin sähkön varastointi.

Auringon lämpö varastoidaan suuriin sulaa suolaa sisältäviin tankkeihin, jotka lämmitetään noin tuhanteen Fahrenheitiin eli yli 500 Celsius-asteeseen. Kun tarvitaan sähköä, kuumaa suolaa pumpataan mekanismin läpi, joka muuntaa kuumuuden höyryksi. Tämä hyödy muunnetaan turbiinissa sähköksi.

Menetelmä on ollut valmis jo pidemmän aikaa, mutta aiemmin ei ajateltu että sen kustannus voisi kilpailla luonnonkaasun kanssa. Mikäli suolaa lämmitetään paljon nykylämpötiloja kuumemmaksi, suola syövyttäisi varastointiin käytetyt ruostumattomasta teräksestä valmistetut säiliöt. Siksi tutkijat etsivät ainetta, joka voitaisiin varastoida paljon kuumemmassa.

Lopulta suolan tilalle löytyi pii, joka kestää yli 2000 asteen lämpötiloja. Viime vuonna MIT:n tiimi kehitti pumpun, joka kestää näin kovia lämpötiloja ja jonka avulla nestemäistä piitä voitaisiin pumpata järjestelmän läpi. Pumpun lämmönkestävyys on itse asiassa noteerattu jopa Guinessin ennätyskirjassa.

Innovaatioiden myötä tutkijat saivat valmiiksi konseptin, jota he kutsuvat nimell TEGS-MPV (Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics). Siinä mikä tahansa uusiutuva energia muunnetaan lämpöenergiaksi joulelämmittämisen avulla: siinä sähkövirta johdetaan lämmityselementin läpi. Järjestelmä voidaan liittää nykyisiin uusiutuvien energiamuotojen tuottojärjestelmiin. Iso muutos aiempaa on se, että esimerkiksi aurinkoenergiaa voisi käyttää asuntojen sähköntuotantoon myös silloin, kun aurinko ei paista.

Järjestelmä koostuu suuresta, vankasti eristetystä ja halkaisijaltaan 10-metrisestä grafiittitankista, joka olisi täytetty nestemäisellä piillä, jota säilytettäisiin reilun 1900 asteen lämpötilassa. Tämä ”kylmä” tankki on liitetty kuumempaan tankkiin lämmityselementteihin liitetyillä putkilla. Kun sähköä siirretään tankkiin, tämä energia muunnetaan lämmöksi lämmityselementtien avulla. Samaan aikaan nestemäistä piitä pumpataan kuumaan tankkiin lämmityselementtien läpi, jonka jälkeen lämpöenergiaa varastoidaan tankissa 4300 Fahrenheitin eli lähes 2400 asteen lämpötilassa.

Kun sähköä tarvitaan, nestemäinen valkoisena hohtama pii pumpataan valoa säteilevien putkien läpi. Tämä valo muunnetaan erikoisvalmisteisilla aurinkokennoilla sähköksi, joka voidaan syöttää kaupungin sähköverkkoon. Viilentynyt nestemäinen pii voidaan pumpata takaisiin ”kylmään” tankkiin odottamaan seuraavaa varastointijaksoa. Näin nestemäinen pii toimii ikään kuin suurena uudelleenladattavana akkuna.

MIT:n tutkijat kutsuvat konseptiaan lempinimellä ”aurinko laatikossa” (sun in a box).

 

 
 

ETNtv

Watch ECF18 videos

 

Tämän takia Huaweita pelätään

Maailmalla on käynnissä omituinen sota, jossa yhä useammat maat kieltävät kiinalaisten laitevalmistajien laitteiden käytön tulevissa 5G-verkoissa. Mutta miksi amerikkalaiset pelkäävät Huaweita? MIT Technology Review -lehti listaa kuusi syytä.

Lue lisää...

IoT-solmun voi toteuttaa valmiilla alustalla

Artikkelissa kuvataan, miten SoC-piirille suunnitellaan datankeruuseen, analyysiin ja ohjaukseen tarkoitettu IoT-solmu käyttäen Adesto Technologiesin SmartEdge-alustaa. Suunnittelussa paneudutaan erityisesti ohjaussilmukoiden nopeuttamiseen yhdistettynä tehokkaaseen tiedonsiirtoon ja parempaan turvallisuuteen.

Lue lisää...

LATEST NEWS

 

NEWSFLASH

 
ETN_fi The next Linux kernel will be called 5.0. See https://t.co/w0D75j9wCI and https://t.co/HkrVCuyfST
ETN_fi Digi-Key arpoi Electronicassa Chevy Camaro V8 -avoauton. Voittajaksi valikoitui regensburgilainen opiskelija Marco.… https://t.co/3P0cNN5wfZ
ETN_fi ams:n 3D-kasvontunnistus tulossa Snapdragonille: ams and Qualcomm Technologies to focus engineering strengths on ac… https://t.co/XpYvAvGEp1
ETN_fi Disobey-hakkeritapahtuma tammikuussa neljättä kertaa Helsingissä https://t.co/pBdYFx7jUr @Disobey_fi
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2