IBM ontwikkelt superefficiënt zonnepaneel
Een nieuw soort zonnepaneel van IBM zet een veel hoger percentage van de opgevangen zonne-energie om in elektriciteit.
Als we twee procent van het oppervlakte van de Sahara-woestijn zouden bedekken met zonnepanelen, dan zouden we de hele wereld van stroom kunnen voorzien. Dat is echter nog steeds een utopie. De huidige technologie voor zonnepanelen is nog steeds te duur, inefficiënt en te moeilijk te produceren.
IBM en een Zwitserse universiteit denken dat probleem aan te kunnen pakken met een nieuw type zonnepaneel, of liever gezegd: een parabolische zonnespiegel die de zonnestralen tot 2 duizend maal concentreert en projecteert op een reeks 1x1 centimeter grote, vloeistofgekoelde fotovoltaische chips. Het prototype High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT) kan tot 80 procent van de geoogste zonnestralen omzetten naar elektriciteit en restwarmte. Bovendien maakt het systeem van zout water, drinkwater of kan het ingezet worden voor airconditioning.
Het HCPVT-systeem heeft iets weg van een grote satellietschotel. In de schotel bevinden zich een reeks spiegels. De schotel wordt via een sun-tracking systeem automatisch in de juiste stand geplaatst om optimaal de zonnestralen op te vangen. De spiegels projecteren de zonnestralen op een honderdtal kleine fotovoltaïsche chips die gekoeld worden met vloeistof die door microkanalen geperst wordt. Ieder chip van 1x1 cm kan in zonnige gebieden gedurende de dag zo’n 200 tot 250 watt genereren.
De zonnestralen die tot tweeduizend maal geconcentreerd op de chips vallen, zouden de chips doen verbranden. De IBM wetenschappers gebruiken echter een koelingssysteem met microkanalen die op tiende millimeters afstand langs de chips lopen. De vloeistof die door deze kanalen wordt gepompt koelt een factor tien beter als gewone luchtkoeling. IBM gebruikt dit koelingssysteem al een tijdje in hun Aquasar supercomputer.
De HCPVT heeft overigens honderden van deze chips ingebouwd en levert tot 25 kilowatt aan elektriciteit. De HCPVT is volgens de wetenschappers ook goedkoop te bouwen. Het dure glas en metaal van de huidige zonnepanelen wordt vervangen met goedkoop beton als pilaar en simpele metaal folies. Het systeem kost om en nabij de 250 dollar per vierkante meter. Volgens IBM is dat drie maal zo laag zoals vergelijkbare systemen.
Het unieke aan het systeem is dat de vloeistofgekoelde fotovoltaïsche chips tot 30 procent van de zonne-energie omzetten naar elektriciteit en nog eens 50 procent uit de restwarmte van het koelwater wordt gehaald. Het verwarmde koelwater kan bovendien ingezet worden om zoutwater op te warmen die vervolgens door een speciaal membraam wordt gepompt om het te ontzouten. Het systeem kan per vierkante meter om en nabij de 30 tot 40 liter zuiver drinkwater genereren.
Daarnaast zou de restwarmte juist ook gebruikt kunnen voor airconditioning van gebouwen en huizen. Het systeem gebruikt dan een speciale koeler die warmte als energiebron gebruikt om koele lucht te produceren. IBM test momenteel in zijn onderzoekslab in Zurich een prototype van het HCPVT-systeem.
<object width="385" height="313" data="http://www.youtube.com/v/FbGyAXsLzIc" type="application/x-shockwave-flash"><param name="data" value="http://www.youtube.com/v/FbGyAXsLzIc"><param name="src" value="http://www.youtube.com/v/FbGyAXsLzIc"></object>