Nieuw materiaal voor zonnekracht-centrales

16-11-2014   |   Materiaal zet 90 procent van het zonlicht om in hitte

San Diego, Californië, 28 Oktober 2014 - Een team wetenschappers van de Universiteit van Californië in San Diego heeft een nieuw, op nano-deeltjes gebaseerd materiaal ontwikkeld voor Concentrated Solar Power (CSP) centrales. Het materiaal is ontworpen om meer dan 90% van de zonnestraling die er op valt om te zetten in hitte. Daarbij verdraagt het nieuwe materiaal tevens temperaturen van meer dan 700°C en overleeft het vele jaren in de buitenlucht ondanks blootstelling aan lucht en vochtigheid. 

Het gaat hier om de bekleding van de ontvanger (receiver) van de centrale toren van een CSP centrale. De toren is omringd door een veld van vele duizenden heliostaten. Dat zijn spiegels die elk afzonderlijk voortdurend zodanig worden gericht dat het zonlicht dat op de spiegels valt exact op de receiver terechtkomt die boven op de toren zit. De opgevangen hitte wordt overgedragen aan een transport-vloeistof, bijvoorbeeld vloeibaar zout, die de hitte naar de stoomketel van de stoomturbine overbrengt.

De gebruikelijke absorber-bekleding werkt bij lagere temperaturen en moet vrijwel jaarlijks worden vervangen als het voortdurend aan hoge temperaturen wordt blootgesteld. Kenmerkend voor het nieuwe materiaal is een oppervlak bestaande uit siliciumboride deeltjes met afmetingen uiteenlopend van 10 nanometer tot 10 micrometer. Bijgaand met een elektronenmicroscoop gemaakt beeld  geeft de structuur van het materiaal weer. De structuur met verschillende afmetingen kunnen licht invangen en absorberen, wat bijdraagt aan het hoge rendement van het materiaal bij hoge temperatuur.

Het researchteam mikt op een levensduur van vele jaren en gelooft dat ze dat binnenkort voor elkaar zal krijgen. Haar werk werd gefinancierd door het Sunshot programma van de US Department of Energy en is onlangs gepubliceerd in twee verschillende artikelen in het tijdschrift Nano Energy.

Concentrating Solar Power (CSP) is een opkomende alternatieve markt voor schone energie waarmee wereldwijd ongeveer 3,5 GW wordt geproduceerd - genoeg voor meer dan 2 miljoen huishoudens. Samen met de centrales die in aanbouw zijn zal dat in de komende jaren oplopen tot 20 GW.

 Gangbare CSP centrales worden ongeveer eenmaal per jaar stilgelegd om het versleten lichtabsorptie materiaal los te bikken, een nieuwe laag aan te brengen en uit te laten harden. Om deze reden werden de researchteams van UC San Diego door het SunShot programma uitgedaagd en gefinancierd om een materiaal te ontwikkelen met een substantieel langere gebruiksduur, en een hogere werktemperatuur om het energie-omzettingsrendement te verhogen.

 Het uitgebreide persbericht over deze vinding is terug te vinden in het persbericht van de San Diego Universiteit van Californië: New Solar Power Material Converts 90 Percent of Captured Light into Heat Lees ook het artikel in Jetson Green: Breakthrough News for improving Concentrated Solar Power plants



« Terug naar nieuwsoverzicht