znanost 13.5.2019 16:31

Kemijski inštitut z novim dosežkom utrjuje ugled na področju premazov za sončne elektrarne

Ljubljana, 13. maja - Raziskovalci Kemijskega inštituta so uspeli napovedati življenjsko dobo industrijskega absorberskega premaza za koncentratorske sončne elektrarne, ki je izrednega pomena za investitorje. Dosežek po besedah vodilnega raziskovalca Ivana Jermana utrjuje ugled Kemijskega inštituta v svetovnem merilu ter odpira vrata za nadaljnja sodelovanja.

Ljubljana, Kemijski inštitut.
Raziskovalci Kemijskega inštituta so uspeli napovedati življenjsko dobo industrijskega absorberskega premaza za koncentratorske sončne elektrarne, ki je izrednega pomena za investitorje.
Raziskovalca Ivan Jerman in Franci Merzel.
Foto: Lea Udovč/STA

Kot je na predstavitvi dosežka povedal vodilni raziskovalec Ivan Jerman, ima Kemijski inštitut 10-letno tradicijo uspehov na področju razvoja spektralno selektivnih premazov. Tokratni dosežek tako predstavlja nov mejnik, ki bo še okrepil ugled Kemijskega inštituta v svetovnem merilu ter odprl vrata za nadaljnja sodelovanja.

Dosežek, ki je plod večletnega sodelovanja med člani Odseka za kemijo materialov in Teoretičnega odseka, so objavili v prestižni mednarodni reviji Energy & Environmental Science založnika Royal Society of Chemistry.

V raziskavi so sodelavci Kemijskega inštituta raziskali lastnosti absorberske prevleke, ki jo vodilni industrijski partner, izraelsko podjetje Brigtsource, uporablja na bodočih koncentratorskih elektrarnah. Te obljubljajo, da bodo v prihodnosti zagotovile znižanje cene električne energije ter bodo tako konkurenčne termoelektrarnam ter s tem glavni vir obnovljive električne energije v prihodnosti.

Tehnologija koncentratorskih sončnih elektrarn temelji na zbiranju sončne energije na več kvadratnih kilometrih površine. Pri tem 50.000 ogledal preko WI-Fi tehnologije usmerja in koncentrira sončno energijo na zbiralniku s površino 1000 kvadratnih metrov na preko 200 metrov visokem stolpu.

Zbrana energija v absorberju segreva vodno paro ali talino soli, ki služi kot transportni medij. Energija se nato porabi neposredno za poganjanje klasične turbine, podobne kot je v Šoštanju, ali pa se shrani v shranjevalniku energije ter se porabi takrat, kadar ni na voljo sončne energije.

Cena tako pridobljene energije je zelo odvisna od učinkovitosti pretvorbe sončne energije v termično, za kar je odgovorna obstojnost prevleke absorberjev. Življenjska doba prevleke absorberja je tako sorazmerna z dobičkom, ki ga pričakujejo investitorji, zato je pomembno vedeti, koliko časa bo premaz delal z največjim izkoristkom, je pojasnil Jerman.

Za namen raziskave so na kemijskem inštitutu morali razviti tehnologijo, s katero so lahko v laboratorijskem okolju simulirali pogoje na elektrarni, poleg tega so razvili nove eksperimentalne pristope za razločevanje degradacijskih procesov, nato pa vse izsledke opisali z novim, edinstvenim matematičnim modelom, ki je služil napovedi življenjske dobe absorberskega premaza.

Izdelava matematičnega modela je bila po besedah raziskovalca Francija Merzela eden pomembnih izzivov in dosežkov projekta. Doslej so namreč obstajali matematični modeli, ki so za napoved življenjske dobe uporabljali le enega od dveh tipov obremenitve, medtem ko so slovenski raziskovalci oba tipa združili v en model. Rezultati so pokazali, da je napovedana življenjska doba preučevanega premaza 14 let.

Dodatno verodostojnost dela slovenskih raziskovalcev predstavlja dejstvo, da je bila študija izvedena na podlagi realnih materialov in podatkov, pridobljenih z največje sončne elektrarne na svetu Ivanpah že omenjenega podjetja, ki stoji v Kaliforniji.

Metodologija, ki so jo raziskovalci razvili, je širše uporabna za različne materiale, kar po mnenju Francija Merzela kaže na prebojnost dosežka. Tudi po mnenju Jermana je njihovo delo "na nek način pionirsko", zato so že bili povabljeni tudi k sodelovanju v novih projektih, povpraševanje za podobno študijo pa so dobili tudi s strani enega največjih proizvajalcev opreme za elektrarne Alstoma.