IBM רוצה לזרוע במדבר לוחות סולאריים אולטרה-יעילים

חברת IBM הודיעה אמש (א') כי היא פיתחה טכנולוגיה שתאפשר לה לרתום את אנרגיית השמש להפקת חשמל באופן יעיל במיוחד.

לטענת החברה, המערכת שלה מסוגלת לרכז עוצמה השקולה לזו של 2,000 שמשות – ביעילות שעשויה להוביל לאיסוף של עד 80% מהקרינה הנכנסת, לצורך המרתה לאנרגיה שימושית.

לפי IBM, המערכת המוצעת ניתנת להקמה בכל מקום בו נדרשים אנרגיה בת-קיימא, מי שתייה ומיזוג אוויר - בין אם מדובר במדבר לוהט או בשממה מרוחקת.

היתרון של המערכת שלה הן עלויות תפעול שנאמדות בכשליש מאלה של מערכות מקבילות. המערכת מתבססת על מערכת פוטו-וולטאית תרמית בריכוז קרינה גבוה, שפותחה בשיתוף חברת Airlight Energy המספקת טכנולוגיות חשמל סולאריות, ETH Zurich המאגד גופי אנרגיה מתחדשת והמכון למחקר שימושי וליישומי ננוטכנולוגיה בשוויץ.

תחנת כוח תרמו-סולארית. הטכנולוגיה של IBM תאפשר ייעול משמעותי של ייצור החשמל | צילום: בלומברג

על פי מחקר משותף למכון האירופי לאנרגיה תרמית ולארגון גרינפיס, כ-2% משטח הסהרה מסוגלים, תיאורטית, לספק את צריכת החשמל העולמית. לרוע המזל, הטכנולוגיות הסולאריות הנוכחיות הזמינות בשוק יקרות מדי, מאופיינות בתהליכי ייצור ארוכים, דורשות חומרי גלם נדירים ומציגות רמת יעילות נמוכה מכדי לאפשר יישום מעשי בהיקפים גדולים. 

איך זה עובד?

המערכת מכונה High Concentration Photovoltaic Thermal (או בקיצור, HCPVT) ותיושם בצלחת קעורה גדולה, שמורכבת ממספר גדול של מראות. יחידת קליטת האנרגיה מורכבת ממאות שבבים ומספקת 25 קילו-וואט חשמל. השבבים הפוטו-וולטאיים ממוקמים על גבי מבנה מיקרוני של צינוריות נוזל קירור, הממוקמות כמה עשיריות מיקרון מפני השבב.

כך, ניתן להתגבר על בעיית פיזור החום המשבשת את עבודת המערכות הפוטו וולטאיות שהיו מוכרות עד היום – ולהסיע את החום הזה ביעילות גבוהה פי 10 בהשוואה לקירור פאסיבי באמצעות אוויר בלבד.

בזכות נוזל הקירור, ניתן להגיע לריכוז עוצמת הקרינה בשיעורים של עד פי 5,000. מקלט האנרגיה הסולארית מרובה השבבים מבוסס על מערכות קירור שבבים שפותחו במסגרת שיתוף פעולה קודם, בין IBM ובין המרכז המצרי למחקר ננו-טכנולוגי.

מקירור מחשבים להתפלת מים

על מנת לספק מי שתייה שפירים, משתמשים חוקרי IBM בטכנולוגיה שפותחה בחברה למחשבי-על מקוררי מים. עד היום, שימשה הטכנולוגיה הזאת לחימום מבנים ציבוריים בעזרת אנרגיה המופקת ממי הקירור של מרכזי מחשוב.

מחשב העל ווטסון. המזגן שלו יוכל לסייע בהתפלת מים

עתה, יועברו המים - בטמפרטורה של 90 מעלות צלזיוס - בממברנות המשמשות להתפלה. מערכת כזאת עשויה להפיק מדי יום 30-40 ליטר של מים ראויים לשתיה לכל מטר רבוע של קולטי שמש ועדיין לייצר במקביל חשמל בתפוקה של יותר מ-25% מהאנרגיה הסולארית הנקלטת במערכת - שהם כשני קילו-ואט שעה ליום. בניית מספר אבות טיפוס כבר החלה והמערכת עוברת בימים אלו סדרת ניסויים במעבדות המחקר של IBM בציריך שבשווייץ.