Konwersja energii termofotowoltaicznej TPV to proces konwersji ciepła na energię elektryczną za pośrednictwem fotonów. Podstawowy system termofotowoltaiczny składa się z gorącego obiektu emitującego promieniowanie cieplne oraz ogniwa fotowoltaicznego podobnego do ogniwa słonecznego, ale dostrojonego do widma emitowanego z gorącego obiektu. Systemy TPV zazwyczaj składają się ze źródła ciepła, emitera i systemu odprowadzania ciepła odpadowego. Ogniwa TPV są umieszczane między emiterem a układem chłodzenia.
Amerykańska firma Antora Energy, lider w dziedzinie bezemisyjnego ogrzewania i zasilania dla sektora przemysłowego, zbudowała w Kaliforni pierwszą na świecie dedykowaną linię produkcyjną ogniw termofotowoltaicznych (TPV), osiągając kamień milowy w produkcji i skalowalności technologii TP. Linia w zakładzie posiada wydajność 2 MW ogniw TPV rocznie, co czyni firmę największym na świecie producentem ogniw tego typu.
Jak twierdzi Antora Energy, wskaźnik wydajności technologii TPV wynosi powyżej 40%. Wynik ten ustanawia nowy punkt odniesienia dla branży. Dzięki tym przełomowym osiągnięciom firmy technologia ogniw TPV może zrewolucjonizować przetwarzanie i magazynowanie energii, przyczyniając się w kluczowy sposób do dekarbonizacji przemysłu i osiągnięcia zerowej emisji. Produkcja opiera się wyłącznie na amerykańskim łańcuchu dostaw materiałowych. Antora dokonała kilku przełomowych postępów inżynieryjnych, w tym pierwszej demonstracji na skalę przemysłową ogniwa TPV o dużej gęstości mocy. Pionierami tych innowacji byli światowej klasy inżynierowie firmy Antora, w tym dr Brendan Kayes, szef działu badań i rozwoju TPV, którego zespół pobił 18 światowych rekordów w dziedzinie fotowoltaiki słonecznej (PV).
Przez dziesięciolecia naukowcy postrzegali TPV jako alternatywę dla konwencjonalnych silników cieplnych w przemyśle, takich jak turbiny parowe i gazowe, które są drogie, wymagają ciągłej konserwacji, są wydajne i opłacalne tylko na dużą skalę, co zasadniczo ogranicza ich powszechne zastosowanie. TPV przetwarza światło emitowane z wysokotemperaturowego źródła ciepła za pomocą ogniw podobnych do fotowoltaiki słonecznej. Ta konwersja odbywa się bezpośrednio w lekkim, półprzewodnikowym urządzeniu bez ruchomych części. Ponadto, ponieważ ogniwa TPV są modułowe, ich wydajność i koszt są niezależne od skali, co umożliwia opłacalne wdrożenia od kilku kW do skali GW.
Do tej pory barierą w zastosowaniu technologii TPV była zbyt mała wydajność wymagana do konkurowania z tradycyjnymi silnikami cieplnymi oraz próg możliwości produkcyjnych dla dużej skali. Obecnie Antora Energy pokonała oba te krytyczne progi, wykazując sprawność konwersji ciepła na energię elektryczną większą niż 40% i wykazując zdolność do produkcji TPV na dużą skalę. Ten przełom pozwala firmie dostarczać tanią, bezemisyjną energię elektryczną na żądanie przy użyciu technologii akumulatorów termicznych. Energia cieplna zmagazynowana w blokach akumulatorów termicznych może być bezpośrednio dostarczana klientom przemysłowym jako bezemisyjne ciepło procesowe lub przekształcana za pośrednictwem wysokowydajnego systemu TPV firmy Antora z powrotem na energię elektryczną w dowolnym momencie.
– Spędziliśmy kilka lat, udoskonalając kolejne prototypy TPV w produkty nadające się do masowej produkcji w laboratoriach, a teraz zademonstrowaliśmy drogę do produkcji na sprzęcie komercyjnym. Innowacja firmy Antora umożliwi opłacalne zastąpienie na dużą skalę paliw kopalnych wykorzystywanych w dzisiejszych procesach produkcyjnych do produkcji ciepła i energii elektrycznej. To najszybsza i najtańsza droga dla sektora przemysłowego do osiągnięcia zera netto – powiedział Andrew Ponec, współzałożyciel i dyrektor generalny Antora Energy. – Ten przełom technologiczny może mieć poważne konsekwencje w sektorach poza produkcją, w tym w sieciach elektrycznych, środowisku zabudowanym i transporcie. Nowa klasa wydajnych, lekkich i skalowalnych silników cieplnych może zmienić sposób, w jaki przemysł myśli o energii cieplnej i wytwarzaniu energii elektrycznej – dodaje.
O Antora Energy
Założona w 2018 r. firma Antora Energy siedzibą w Sunnyvale w Kalifornii opracowała technologię baterii termicznej, która zamienia światło słoneczne i wiatr w niezawodne źródło bezemisyjnego ciepła i energii na żądanie. Opracowana i działająca technologia systemu pobiera energię o zerowej emisji z odnawialnych źródeł energii, takich jak farmy wiatrowe i słoneczne, a następnie przetwarza ją na ciepło. Jest ono przechowywane w stałych, izolowanych blokach węglowych, które stanowią rodzaj baterii termicznej. Baterie termiczne firmy Antora mogą dostarczać zmagazynowaną energię elektryczną i/lub ciepło przy zerowej emisji dwutlenku węgla. Technologia firmy Antora pozwala wyeliminować gigatony szkodliwych dla środowiska emisji, a jednocześnie zwiększa bezpieczeństwo energetyczne, zmniejszając zależność od globalnych łańcuchów dostaw.
Oprac. M. Grabania
Źródła: Antora Energy, The Free Encyclopedia
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
