Zařízení zachycující sluneční světlo může generovat teploty přes 1000 °C

Inženýři vyvinuli zařízení, které dokáže generovat teploty přes 1000 °C (1832 °F) účinným zachycováním energie z slunce. Jednou by mohl sloužit jako zelená alternativa ke spalování fosilních paliv při výrobě materiálů jako např ocelsklo a cement.

Výroba těchto materiálů zahrnuje zahřívání surovin na více než 1000 °C spalováním fosilních paliv, což je extrémně energeticky náročné. „Asi polovina energie, kterou používáme, není ve skutečnosti přeměněna na elektřinu,“ říká Emiliano Casati na ETH Zurich ve Švýcarsku. “Používá se k výrobě mnoha materiálů, které potřebujeme v našem každodenním životě a našich průmyslových odvětvích.”

Solární pece, které využívají řadu pohyblivých zrcadel k soustředění slunečního světla na přijímač dosahující vysokých teplot, by mohly být použity ve výrobních závodech jako alternativa ke spalování fosilních paliv. V současnosti jsou však při přeměně sluneční energie na teploty vyšší než 1000 °C značně neefektivní, říká Casati.

Pro zlepšení účinnosti takových zařízení Casati a jeho kolegové navrhli tepelný solární přijímač vyrobený z karbidu křemíku s 300 milimetrovou vrstvou křemene kolem něj.

Křemen je poloprůhledný materiál, který umožňuje průchod světelné energie, ale blokuje tepelnou energii. To znamená, že jak se karbid křemíku zahřívá koncentrovaným slunečním zářením, křemen zabraňuje úniku tepelné energie zpět, zachycuje teplo a snižuje energetické ztráty v systému.

Tým testoval upravený solární přijímač v zařízení, které simuluje sluneční světlo pomocí LED. Jejich počáteční experimenty zjistily, že absorbér snadno dosáhl 1050 °C.

Podle modelů přenosu tepla by mohl křemenný štít umožnit přijímačům dosáhnout teplot až 1200 °C a přitom zachovat 70 procent energetického vstupu v systému. Bez křemenného štítu klesá energetická účinnost na pouhých 40 procent při stejné teplotě.

I když se jedná pouze o zkušební zařízení, Casati doufá, že jednoho dne bude široce používáno jako ekologický způsob výroby vysokých teplot potřebných ve výrobě. „Opravdu se musíme vypořádat s výzvou dekarbonizace těchto průmyslových odvětví, a to by mohlo být jedním z řešení,“ říká.