Firma IBM poinformowała o przełomie w badaniach nad układami fotowoltaicznymi dla farm słonecznych, dzięki którym będzie można znacznie ograniczyć koszt produkcji elektryczności ze światła słonecznego.
Naukowcy IBM wykorzystali dużą soczewkę, aby skupić światło słoneczne o mocy około 230 watów w ogniwie o powierzchni zaledwie jednego centymetra kwadratowego. Energia ta została następnie przekształcona w 70 watów użytecznej mocy elektrycznej. Jest to około pięć razy więcej niż w przypadku typowych ogniw słonecznych, które używają koncentratorowych układów fotowoltaicznych (tzw. CPV). Jest to najwyższa moc kiedykolwiek uzyskana z tak małego ogniwa.
Zdaniem ekspertów IBM, jeśli uda się przezwyciężyć dodatkowe problemy techniczne i rozpocząć masową produkcję nowych ogniw, to znacznie zmniejszy się koszt typowej słonecznej farmy CPV. Używając mniejszej liczby ogniw fotowoltaicznych i koncentrując większą ilość światła na każdej z nich przy użyciu bardziej pokaźnych soczewek, system IBM oferuje duże korzyści finansowe, ponieważ zmniejsza ogólną liczbę komponentów i tym samym oferuje zupełnie nowe możliwości produkcyjne.
\”Prace nad technologiami pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych są częścią działań Green IT realizowanej przez IBM. Nasza firma inwestuje ogromne środki
w badania nad rozwiązaniami mogącymi w niedalekiej przyszłości być odpowiedzią na takie problemy jak: wyczerpujące się źródła paliw kopalnych, zanieczyszczenie środowiska, nowe mutacje wirusów i wiele innych\” – powiedział Piotr Pietrzak, Systems Architect IBM Polska. – \”Odpowiedzialność społeczna w biznesie oznacza dla nas m.in. próbę odpowiedzi na problemy Ziemi, poprzez rozwój odpowiednich technologii.\”
Kluczowym punktem rozwiązania są elementy chłodzące ogniwa słoneczne. Skupienie odpowiednika światła 2000-sunowego na tak małym obszarze wytwarza ciepło zdolne do roztopienia stali nierdzewnej, czego zresztą badacze wielokrotnie doświadczyli podczas eksperymentów. Jednak dzięki innowacjom opracowanym na potrzeby układów komputerowych zespół zdołał schłodzić ogniwo słoneczne
z temperatury przewyższającej 1600 stopni Celsjusza do zaledwie 85 stopni.
Zespół badawczy IBM opracował przełomowy system, łącząc komercyjne ogniwo słoneczne z zaawansowanym systemem chłodzenia ciekłym metalem za pomocą metod używanych w branży mikroprocesorowej. Mówiąc dokładniej, zespół IBM użył bardzo cienkiej warstwy ciekłego metalu złożonej z galu i indu, umieszczając ją między układem a blokiem chłodzącym.
Takie warstwy, nazywane warstwami interfejsu termicznego, przenoszą ciepło z układu do bloku chłodzącego, co pozwala utrzymać niską temperaturę układu. Rozwiązanie IBM z ciekłym metalem oferuje najwyższą dostępną dziś sprawność termiczną, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. Technologia ta została wcześniej użyta do chłodzenia wysokowydajnych chipów komputerowych.