Forskere fra University of Michigan har optimeret en lovende teknologi, der kan opbevare energi fra det grønne forsyningsnet ved hjælp af det, som forskerne selv kalder for 'en sol i en æske'.
Det lyder syret, men faktisk er teknologien relativt håndgribelig: Overskudsstrøm fra vindmøller og solceller bruges til at opvarme grundstoffet silicium til en så høj temperatur i en tank, at det smelter og begynder at lyse hvidt – deraf sammenligningen med en sol i en æske.
Når energien skal bruges, anvender anlægget særlige solceller til at høste det hvide lys fra den flydende silicium og omdanne den til elektricitet igen. Voilà.
Silicum er et gråt, stærkt glinsende halvmetal, der virker som en fremragende halvleder og derfor bruges til at føre strøm gennem alverdens elektronik. Silicum smelter ved 1410 grader og øger sin evne til at lede strøm i takt med temperaturen. Efter ilt er silicum det hyppigste grundstof i jordskorpen.
2.400 grader varm silicium lagrer energi
Anlægget består af to store, grundigt isolerede grafit-tanke forbundet af en række rør, hvoraf nogle er i kontakt med varmelegemer, mens andre er gennemsigtige og omringet af solceller.
Den ene tank er fyldt med “kold” silicium, som har en temperatur på godt 1.900 grader. Når elektricitet fra det grønne forsyningsnet ankommer til anlægget, bruges strømmen til at opvarme varmelegemerne.
Samtidig pumpes den koldere silicium gennem rørene og varmes op af varmelegemerne, hvorefter den ankommer til den varme tank, hvor den lagres med en temperatur på knap 2.400 grader.
Den varme silicium er hvidglødende. Når elektriciten skal bruges igen, køres den hvidglødende silicium gennem de gennemsigtige rør, som er omgivet af solceller. De opfanger det hvide lys og laver strøm af dem.
Solceller genbruger svage lyspartikler
Silicumanlægget har været kendt i nogle år, men forskerne fra University of Michigan har nu optimeret anlæggets solceller.
De særlige celler virker lidt anderledes end almindelige solceller, fordi det hvide lys udsender fotoner - dvs. lyspartikler - med en væsentligt lavere energi end Solen. Derfor skal solcellerne kunne optage lav-energi fotoner – og det kan de i et vist omfang – men nogle af fotonerne er alligevel for svage til at blive opfanget.
Derfor har forskerne udviklet en solcelle, som reflekterer 99 procent af de ubrugelige fotoner tilbage i silciumrørene, hvor de absorberes og får endnu en chance for at blive kastet op i solcellen med tilstrækkeligt høj energi.
Hidtil har de bedste solceller reflekteret 95 procent tilbage, og selvom en forbedring på fire procentpoint måske lyder af lidt, kan det gøre en stor forskel i det endelige regnestykke.
Et optimeret system leverer ifølge forskerne energiopevaring ti gange billigere end almindelige lithium-ion-batterier.