Telecom News - יבמ למען כדור הארץ

יבמ למען כדור הארץ

דף הבית >> פיתוחים חדשים וצ'יפים >> יבמ למען כדור הארץ
יבמ למען כדור הארץ
מאת: חיים חביב, 22.4.13, 19:00IBM
 
מעבדות המחקר של IBM ממשיכות להפתיע במחקרים פורצי דרך. לרגל יום כדור הארץ, חשפה החברה מחקר לפיתוח טכנולוגיה להמרת אנרגיה סולארית לחשמל, לצרכי התפלת מים ומיזוג אוויר באזורים נידחים.
 
יבמ עוסקת בפיתוח טכנולוגיה חדשה להפקת אנרגיה חשמלית מהשמש, המסוגלת לרתום עוצמה השקולה ל- 2,000 שמשות – ביעילות העשויה להוביל לאיסוף של עד 80% מהקרינה הנכנסת, לצורך המרתה לאנרגיה שימושית. המערכת ניתנת להקמה בכל מקום בו נדרשים אנרגיה בת-קיימא, מי שתייה ומיזוג אוויר. עלויות התפעול של המערכת המשולבת החדשה נאמדות בכשליש מאלה של מערכות מקבילות.

מעבדות המחקר של יבמ, חברת Airlight Energy המספקת טכנולוגיות חשמל סולארי, ETH Zurich המאגד גופי אנרגיה מתחדשת והמכון למחקר שימושי וליישומי ננוטכנולוגיה בשוויץ - חברו יחדיו למיזם המחקר המשותף לפיתוח מערכת פוטו-וולטאית תרמית בריכוז קרינה גבוה, High Concentration Photovoltaic Thermal -  HCPVT.
 
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, נדרשות לחומרי גלם נדירים ומציעות יעילות נמוכה מכדי לאפשר יישום מעשי בהיקפים גדולים.
 
מערכת HCPVT המתוכננת במסגרת המיזם החדש תעשה שימוש בצלחת קעורה גדולה, המורכבת ממספר גדול של מראות, ונשלטת על ידי מערכת מעקב המתאימה ומשנה את זווית הצלחת על פי מסלול מהלך השמש. האור הנקלט בצלחת מופנה אל מספר יחידות קליטה המקוררות בנוזלים העוברים בערוצים מיקרוניים, באופן המשלש את כושר ההמרה של השבבים הפוטו-וולטאיים, באופן שכל סנטימטר רבוע של שבב המרה מסוגל להמיר ולייצר, בממוצע, 250 וואט חשמל לאורך שמונה שעות אור באזורים עתירי שמש.
 
יחידת קליטת האנרגיה מורכבת ממאות שבבים ומספקת 25 קילו-ואט חשמל. השבבים הפוטו-וולטאיים ממוקמים על גבי מבנה מיקרוני של צינוריות נוזל קירור, הממוקמות במרחק עשיריות מיקרון מפני השבב. כך, ניתן להתגבר על בעיית פיזור החום המשבשת את עבודת המערכות הפוטו וולטאיות המוכרות, ולהסיע את החום ביעילות גבוהה פי עשרה בהשוואה לקירור פאסיבי באמצעות אוויר בלבד.
 
בזכות נוזל הקירור, ניתן להגיע לריכוז עוצמת הקרינה בשיעורים של עד פי 5,000. החוקרים העומדים מאחורי מערכת הקירור הזאת שאבו רעיונות ועקרונות המוכרים במערכת כלי הדם האנושית ומיישמים אותם לקירור שבבים פוטו-וולטאיים. באמצעות שימוש בתאים פוטו-וולטאיים בעלי שלושה צמתי המרת אנרגיה בכל תא, מתכננים החוקרים להמיר יותר מ- 30% מקרינת השמש הנאספת במערכת לאנרגיה חשמלית - ולאסוף, במקביל, יותר מ- 50% מהחום הנוצר בתהליך לשימוש נוסף.
 
מקלט האנרגיה הסולארית מרובה השבבים מבוסס על מערכות קירור שבבים שפותחו במסגרת שיתוף פעולה קודם בין יבמ ובין המרכז המצרי למחקר ננו-טכנולוגי.
 
מערכות פוטו-וולטאיות קיימות אוספות כיום אנרגיה חשמלית בלבד, ומפזרות את החום הנוצר בתהליך הזה אל האטמוספירה. הגישה החדשה של יבמ לבניית שבבים פוטו-וולטאיים פותרת את בעיית התחממות השבבים ומאפשרת שימוש באנרגיה שבוזבזה עד כה לצורך התפלת מים ומיזוג אוויר.
 
על מנת לספק מי שתייה שפירים, משתמשים חוקרי יבמ בטכנולוגיה שפותחה בחברה למחשבי-על מקוררי מים. עד כה שימשה הטכנולוגיה הזאת לחימום מבנים ציבוריים בסיוע אנרגיה המופקת ממי הקירור של מרכזי מחשוב (Data Centers). עתה, יועברו המים בטמפרטורה של 90 מעלות צלזיוס, בממברנות המשמשות להתפלה. המערכת מסוגלת להפיק מדי יום 30-40 ליטר של מים ראויים לשתייה לכל מטר רבוע של קולטי שמש ועדיין להפיק במקביל חשמל בתפוקה של יותר מ- 25% מהאנרגיה הסולארית הנקלטת במערכת - שהם כשני קילו-ואט שעה ליום. על פי נתוני האו"ם, כמות המים הזאת מהווה מעט פחות ממחצית הצריכה היומית הנדרשת לאדם אחד.
 
Bookmark and Share