פריצת דרך בהפקת אנרגיה סולרית
טכנולוגיה שפותחה במעבדות יבמ תאפשר הפחתה משמעותית בעלויות הפקת חשמל מאנרגיית השמש
יבמ חשפה טכנולוגיה חדשה להפקה ישירה של חשמל מאור השמש, המתאפשרת בזכות פריצת דרך מדעית-טכנולוגית בתחום פיזור החום בשבבי מחשב, שהושגה במעבדות המחקר של החברה.
כמו ילדים המשתעשעים בזכוכית מגדלת על מנת ללכוד את אור השמש ולצרוב בעזרתו כתובת על גבי נייר מבלי לשרוף את הנייר כולו, כך הצליחו החוקרים ביבמ ללכוד את אור השמש, לרכז אותו פי כמה וכמה ועדיין לקרר את התא הפוטו-אלקטרי אליו הוא מכוון ולאפשר לו להפיק כמות חשמל גדולה במיוחד מבלי שהחום יגרום לו לנזק.
המדענים של יבמ השתמשו בעדשה מרכזת גדולה במיוחד, המאפשרת לקלוט 230 ואט בכל ס"מ רבוע של תא סולארי. האנרגיה הזאת מומרת ל- 70 ואט של אנרגיה חשמלית – פי חמישה מהאנרגיה המופקת מאותה יחידת שטח של תא פוטו-אלקטרי בטכנולוגיות קודמות, המשמשות כיום בתחנות כוח סולאריות.
החידוש במערכת אותה בנו החוקרים ביבמ הוא בשיטת הקירור של התא הסולארי הזעיר. עוצמת האור המרוכזת אל כל תא כזה באמצעות העדשות הגדולות, שקולה לזו של 2000 שמשות בצהרי היום. עוצמה כזאת מסוגל להתיך פלדה לנוזל, כפי שהוכח בתהליכי הניסוי השונים. חוקרי האנרגיה הסולארית ביבמ פנו אל עמיתיהם במעבדות המחשבים של החברה, המתמחים בפיזור חום בשבבים ובמערכות מחשוב. מדענים אלה עושים שימוש בטכנולוגיות המשמשות לקירור שבבים על מנת לצנן את התא הפוטו-אלקטרי הלוהט מ- 1,600 מעלות צלסיוס, לטמפרטורת עבודה של 85 מעלות בלבד.
החוקרים משתמשים בשכבה דקה במיוחד של מתכת נוזלית, המורכבת משילוב היסודות גאליום ואינדיום, ומונחת בין השבב לבין גוף הקירור. שכבה זו מעבירה את החום מהשבב אל גוף הקירור, תוך שמירה על טמפרטורה נמוכה יותר של השבב. פתרון המתכת הנוזלית של יבמ כבר הוכיח את יעילותו בקירור שבבי מחשב, עתה הוא עשוי לשמש לייצור אנרגיה סולארית.
תאים פוטו-אלקטריים להפקת חשמל המבוססים על אור מרוכז עשויים להציע את החלופה הזולה והיעילה ביותר להפקת חשמל מקרני השמש בהיקפים גדולים. בתנאי שאפשר יהיה לשמור על טמפרטורה נמוכה של השבבים, ולפתח מערכות אופטיות יעילות. החוקרים ביבמ צופים כי אם יצליחו להתגבר על שורת אתגרים טכנולוגיים נוספים במעבר מתנאי מעבדה לעבודה בסביבה תעשייתית, אפשר יהיה להוריד משמעותית את עלויות הפקת הכוח בתחנות אנרגיה סולארית. השימוש במספר קטן משמעותית של תאים סולאריים וריכוז כמות גדולה יותר של אור אל כל תא כזה בעזרת עדשה גדולה מבעבר מאפשר להקטין את מספר הרכיבים, ולחסוך בהוצאות ההקמה והתפעול.
קולטני שמש באוסטרליה
צילום: איי אף פי
