Ciekawostki naukowe
Największy odwiert geotermalny w Polsce
Na Podhalu trwają badania pod zaplanowaną budowę infrastruktury wykorzystania ciepła z mającego tam powstać najgłębszego w Polsce odwiertu geotermalnego. Jest to konkretny zwrot w stronę odejścia od węgla w ciepłownictwie w regionie
Odwiert ma sięgać 7km i powstanie w Szaflarach na Podhalu, ma on dotrzeć do zbiornika używanego od lat w tym regionie do basenów geotermalnych i ogrzewania domów.
Woda z tego odwiertu ma temperaturę nawet 120C i zostanie wykorzystana do ogrzewania domów w gminie Szalfary i w miejscowościach Nowy Targ, Zaskala, Bór i oraz na potrzeby własne energii elektrycznej zakładu wydobywczego, zatem będzie to zakład samowystarczalny
W ciągu najbliższych miesięcy powinny ruszać wiercenia do zbiornika geotermalnego.
Inwestycja będzie w 100 proc sfinansowana przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Szacowany koszt inwestycji przekracza 45mln złotych
Bibliografia:
https://www.portalsamorzadowy.pl/gospodarka-komunalna/geotermia-na-podhalu-nowy-targ-i-szaflary-projektuja-sieci-cieplownicze,275905.htmlhttps://podhale24.pl/aktualnosci/artykul/72829/Najwiekszy_odwiert_geotermalny_w_Polsce__lada_moment_gmina_Szaflary_oglosi_przetarg.html
Składane łopaty turbin wiatrowych
Naukowcy z SNL we współpracy z University of Illinois, opracowali łopaty turbin które posiadają zmienną geometrię pracy. Dzięki temu, turbina może w dużym stopniu dostosowywać się do prędkości wiatru, co w znaczy sposób zwiększa jej parametry pracy wykorzystania wiatru. Powiększa to również zakres prędkości w jakich turbina może pracować. W przeciwieństwie do turbin klasycznych, jest ona ustawiana z wiatrem, a ruch łopat wzorowany był na ruchu liści palmowych na wietrze.
Turbiny o zmiennej geometrii mają dużą zaletę która pozwala na zastosowanie ich na morzu, jest to złożenie całkowite. To rozwiązanie pozwala korzystać z silnych morskich wiatrów, a na wypadek sztormu, łopaty składają się i są bezpieczne. Opracowywana turbina wyposażona jest w łopaty o długości 100 metrów, mocy teoretycznej 50MW oraz o 30% niższej wadze rotora i łopat w porównaniu do klasycznego rozwiązania
Bibliografia:
https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2405896317307218?token=6B9280978AF7D558834958E557F2F308CBA6279E5D7056C2E6E5F77FD05E22A21D6484A30A29E97185E847C0FF671566&originRegion=eu-west-1&originCreation=20210426073713
Palm Trees Inspire Wind Turbine Design
Solarny chodnik w Barcelonie
Chodnik ma powierzchnię 50m2, wytwarzać będzie energię elektryczną na Plaça de les Glòries. Ma generować 7560 kWh na rok, odpowiada to rocznemu zużyciu energii w trzech domach. Chodnik zawiera odporne szkło antypoślizgowe oraz moduły fotowoltaiczne z okablowaniem.
Miasto przeznaczyło 30 tysięcy euro na realizację inwestycji , natomiast resztę kosztów pokrył producent instalacji.
Po sześciu miesiącach funkcjonowania instalacji zostanie oceniona opłacalność inwestycji. Ocenie podlegać będzie między innymi stopień zużycia paneli, a także podatność na zarysowania i zniszczenie instalacji.
Aktualnie większość energii produkowanej w Hiszpanii pochodzi z dużych instalacji , które zlokalizowane są daleko od skupisk ludności. Hiszpania obecnie znajduje się na 11 miejscu na świecie pod względem mocy zainstalowanych w fotowoltaice (ok.11GW).
Hiszpania złożyła wniosek do Komisji Europejskiej o włączenie do planów klimatycznych na 2050 rok przejście w 100% na energię pozyskiwaną ze źródeł odnawialnych.
Przezroczyste ogniwa słoneczne rozwiązaniem przyszłości
Energia słoneczna dowiodła swojego ogromnego potencjału, jako czyste źródło energii. Naukowcy z Korei przedstawili projekt – przezroczyste ogniwo słonecznego o dużej mocy. Ta technologia jest krokiem w kierunku, zrównoważonej, zielonej przyszłości i systemów off-grid.
Ogniwa takie mogłyby być zintegrowane z oknami, pojazdami, ekranami telefonów komórkowych i innymi produktami konsumenckimi. Ale, aby było to możliwe, panele fotowoltaiczne muszą być lekkie i przeźroczyste.
W tym celu naukowcy od dawna starają opracować się w pełni przeźroczyste systemy PV – TPV. W przeciwieństwie do konwencjonalnie ogniw, które pochłaniają światło widzialne, TPV wykorzystują promieniowanie poza pasmem widzialnym, głównie w zakresie ultrafioletu (UV).
W tym celu naukowcy z Incheon National University w Korei stworzyli innowacyjny projekt modułu TPV na bazie tlenków metali.
Profesor Joondong Kim, który kierował badaniami, wyjaśnia: „Naszym celem było opracowanie przezroczystego ogniwa słonecznego wytwarzającego dużą moc. Zrobiliśmy to poprzez osadzenie ultracienkiej warstwy amorficznego krzemu pomiędzy tlenkiem cynku i tlenkiem niklu”.
Źródła:
https://sunvival.pl/porady/przezroczyste-ogniwa-sloneczne-rozwiazaniem-przyszlosci/
Stworzono przezroczyste ogniwo słoneczne o wydajności 2,1 proc.
OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion)
Technologia związana jest z odzyskiem energii cieplnej, która zgromadzona została w wodach oceanów. Wody oceanów pokrywają około 71% powierzchni Ziemi. Technologia polega na wykorzystaniu różnicy temperatur między wodami z głębin, a wodami powierzchniowymi. OTEC jawi się jako dość korzystne źródło energii. Jego zasoby są odnawialne. Nie produkuje zanieczyszczeń, a nawet wzbogaca ubogą odżywczo powierzchnię wody i dąży do pochłonięcia węgla.
W tym celu posłużono się silnikiem cieplnym, który ma na celu zmianę energii termicznej w energię mechaniczną lub elektryczną.
Technologia nie zawiera żadnych kosztów i komplikacji wynikających ze sztucznych systemów magazynowania energii.
Proces OTEC :
OTEC wykorzystuje ciepłą wodę powierzchniową oceanu o temperaturze około 25 ° C (77 ° F) do odparowania płynu roboczego, który ma niską temperaturę wrzenia, takiego jak amoniak. Para rozpręża się i obraca turbinę połączoną z generatorem w celu wytwarzania energii elektrycznej. Para jest następnie chłodzona wodą morską, która została wypompowana z głębszej warstwy oceanu, gdzie temperatura wynosi około 5 ° C (41 ° F). To skrapla płyn roboczy z powrotem w ciecz, dzięki czemu można go ponownie wykorzystać. Jest to ciągły cykl wytwarzania energii elektrycznej.
Wymagania:
Różnica temperatur między wodami głębinowymi, a powierzchniowymi to 20 stopni Celsjusza, wyspiarskie lokalizacje, batymetria dna, woda oceaniczna najlepiej na głębokości poniżej 1000 metrów.
Projekty:
W Bellefontaine na Martynice, Francja w 2014 roku zaprojektowano elektrownie lądową OTEC o statusie zainstalowanej mocy 20,7MW koszty inwestycji oszacowano na ok.183 miliony dolarów. Szacuje się, że roczna emisja CO2 wyniesie 80 892 ton. Elektrownia miała zostać oddana do użytku w 2020 roku.
Źródło: http://otecnews.org
Puerto Rico , w 2020 roku wniesiono wniosek o kwalifikacje do kompleksu technologii oceanicznej (PROTech). Między innymi w obiekcie ma się pojawić elektrownia OTEC ze specyfikacjami: sieć 500kW do pracy przy obciążeniu podstawowym, 2 moduły instalacji – aby zapewnić bezpieczeństwo zasilania, płyn roboczy z wyłączeniem CFC- wysoki wskaźnik potencjału niszczenia ozonu.
Produkty synergiczne:
– chłodzenie- zimna woda może zostać wykorzystana w systemach klimatyzacyjnych lub chłodniczych
– słodka woda – jest produktem ubocznym, mała hybryda OTEC o mocy 1 MW może wyprodukować blisko 4500 metrów sześciennych świeżej wody dziennie, wystarcza to na zaopatrzenie 20 tys. populacji w słodką wodę.
Źródła:
https://www.cire.pl/item,120673,2,0,0,0,0,0,nowoczesne-technologie-w-energetyce-wodnej.html
https://pl.wikipedia.org/wiki/OTEChttp://otecnews.org/what-is-otec/
https://www.akuoenergy.com/en/nemo
Wraz z szybkim rozwojem fotowoltaiki, powoli pojawia się problem braku miejsca pod nowe farmy.
Jako zapobiegawcze rozwiązanie tego problemu proponowana jest Agrofotowoltaika, czyli uprawianie na jednym obszarze zarówno energii jak i roślin. Instalacje tzw. Agro-Pv polegają na ustawianiu paneli fotowoltaicznych znacznie powyżej roślin w celu pełnienia funkcji zacienienia na otwartym polu. Istnieje też możliwość pokrywania panelami dachów szklarni. Wpływa to na wzrost jakości upraw w lata suche, bez konieczności dodatkowego nawadniania. Dodatkowo ustawianie paneli pozwala na ochronę upraw przez nawalnymi opadami bądź gradem. Jako dodatkowy atut wymieniane są również stałe wpływy wynikające z dzierżawy gruntów pod instalację fotowoltaiczną.
https://www.agropolska.pl/zielona-energia/energia-sloneczna/agrofotowoltaika-sposobem-na-utrzymanie-wzrostu-mocy,139.htmlhttps://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna/104877/agrofotowoltaika-osiagnela-konkurencyjnosc-kosztowa
Nanorurki węglowe jako elektroda w panelu fotowoltaicznym XXI w.
Przez ostatnie lata udało się naukowcom przełamać bariery izolowania rurek nanowęglowych w laboratorium za pomocą krezolu (grupa fenoli). Tak otrzymany związek zachowuje się jak polimer i dzięki swoim niezwykłym właściwościom przewodnikowym może stanowić zwrot w produkcji ogniw fotowoltaicznych przyszłości.
Naukowcy z Instytutu Technologii w New Jersey, udowodnili, że ładunki mogą przemieszczać się przez drobne kanały co wpływa na poprawę ruchliwości ładunku podczas jego rozdzielania w elektrodzie. Ma to bezpośredni wpływ na większą wydajność ogniwa.
Naukowcy z Uniwersytetu KAUST opracowali metodę chłodzenia ogniw żelem nanoweglowym połączonym z chlorkiem wapna za pomocą absorbcji wilgoci z powietrza. Zespół pokrył polimerem tył ogniwa, co spowodowało obniżenie temperatury o średnio 10C i zwiększenie sprawności ogniwa o 20%.
Kolejną możliwością jaką może otworzyć nanotechnologia, to stworzenie hybrydowych ogniw termo fotowoltaicznych (TPV). Badacze z Uniwersytetu Rice w Teksasie opracowali metodę na przechwytywanie fotonów światła podczerwonego i konwertowanie go na emitowanie światła. Taki zabieg może teoretycznie zapewnić 80% sprawności ogniwa.
Źródła:
https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/973/moisture-sucking-gels-give-solar-panels-the-chills
https://www.sciencealert.com/device-that-channels-heat-into-light-could-boost-solar-efficiency-to-80-percent
www.cire.pl/pliki/2/nanorurki_w_sluzbie.pdf&ved=2ahUKEwjJ5r34iqDvAhUH-6QKHR4bBQkQFjAAegQIExAC&usg=AOvVaw0eLbLJkAUcLVTwKtI6Sew4
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202002880