Tulane-Wissenschaftler bauen leistungsstarke Hybrid-Solarenergiekonverter

Tulane-Wissenschaftler bauen leistungsstarke Hybrid-Solarenergiekonverter

(Quelle: Pressemitteilung Tulane University, 15.07.2020)

Forscher der Tulane University sind Teil eines Wissenschaftlerteams, das einen hybriden Solarenergiekonverter entwickelt hat, der Strom und Dampf mit hohem Wirkungsgrad und geringen Kosten erzeugt.

Die Arbeit von Matthew Escarra, außerordentlicher Professor für Physik und technische Physik in Tulane, und Daniel Codd, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der Universität von San Diego, ist der Höhepunkt eines 2014 begonnenen ARPA-E-Projekts des US-Energieministeriums mit einer Finanzierung von 3,3 Mio. USD und jahrelanger Prototypenentwicklung in Tulane und Feldtests in San Diego.

Die Forschung wird diesen Monat in der Fachzeitschrift Cell Reports Physical Science detailliert beschrieben. An dem Projekt waren auch Forscher der San Diego State University, von Boeing-Spectrolab und Otherlab beteiligt.

“Wir freuen uns, den Hochleistungsbetrieb unseres Solarkonverters vor Ort demonstriert zu haben und freuen uns auf die weitere kommerzielle Entwicklung.”, sagt Matthew Escarra, außerordentlicher Professor für Physik und technische Physik an der Tulane. “Der Wärmeenergieverbrauch ist ein großer Teil der globalen Energiewirtschaft – viel größer als der Stromverbrauch. Das Interesse an solaren Kraft-Wärme-Kopplungssystemen zur Lieferung von Strom und Prozesswärme für eine Entwicklung ohne Nettoenergie und ohne Treibhausgas steigt.”

Der Hybridkonverter verwendet einen Ansatz, der das gesamte Spektrum des Sonnenlichts besser erfasst. Es erzeugt Strom aus hocheffizienten Mehrfachsolarzellen, die auch Infrarotstrahlen des Sonnenlichts zu einem Wärmeempfänger umleiten, der diese Strahlen in Wärmeenergie umwandelt.

Die Wärmeenergie kann gespeichert werden, bis sie benötigt wird, und zur Bereitstellung von Wärme für eine breite Palette von gewerblichen und industriellen Anwendungen wie Lebensmittelverarbeitung, chemische Produktion, Wasseraufbereitung oder verbesserte Ölrückgewinnung verwendet werden.

Das Team berichtet, dass das System einen Wirkungsgrad von 85,1 Prozent aufweist, Dampf bei bis zu 248 °C liefert und voraussichtlich systemgerechte Kosten von 3 Cent pro Kilowattstunde aufweist. Mit Folgefinanzierung durch das Louisiana Board of Regents und Reactwell, einen lokalen Vermarktungspartner, verfeinert das Team die Technologie weiter und strebt eine Validierung im Pilotmaßstab an.

“Wir freuen uns, den Hochleistungsbetrieb unseres Solarkonverters vor Ort demonstriert zu haben”, sagte Escarra, “und freuen uns auf die weitere kommerzielle Entwicklung.”