Солнечные воздушные шары могут производить энергию и водород круглосуточно

Команда исследователей из NextPV, лаборатории, в которой совместно работают ученые французского Национального центра научных исследований и Токийского Университета, изучает создание прототипа уникального решения использования солнечной энергии, которое могло бы преодолеть некоторые из ограничений стандартного наземного солнечного массива.

Солнечная энергия обладает большим потенциалом, чтобы стать главной частью нашей возобновляемой энергетики в будущем, от крупных коммунальных предприятий-электростанций до солнечных панелей на крышах жилых домов.

Но у стандартных солнечных фотоэлектрических систем есть несколько слабых мест, которые не позволяют использовать их повсеместно. Помимо относительно высокой начальной стоимости солнечных фотоэлектрических панелей (которая быстро снижается, но все еще вне досягаемости для многих людей), существуют еще две других проблемы, которые, в целом помогают отрасли развиваться, это необходимость хранения энергии для использования ночью, и производство электроэнергии в пасмурный день или ненастную погоду.

Концепт солнечного воздушного шара, разрабатываемого NextPV, может стать одним из возможных решений для указанных проблем, так как система сочетает в себе прямое производство энергии с помощью солнечного света в течение дня, с производством водорода, который служит в качестве способа хранения энергии в топливном элементе, после того, как солнце садится.

Исследователи утверждают, что солнечная энергия, произведенная с помощью системы солнечных панелей, размещенных над облаками (6 км или 3,7 миль над землей) может быть «приумножена» в несколько раз (по сравнению с наземными солнечными системами), так как система свободна от воздействия облачного покрова, и в конечном счете сможет производить примерно в три раза больше электроэнергии.

«Основной проблемой фотоэлектрической энергии является то, что солнечный свет может быть скрыт облаками, что делает производство электроэнергии прерывистым и неопределенным. Но выше облачного покрова солнце светит весь день, каждый день. Где-нибудь над планетой, на высоте в 6 км. присутствуют очень мало облаков, и они абсолютно отсутствуют на высоте в 20 км.

На этих высотах свет поступает непосредственно от Солнца, и нет тени или диффузии в атмосфере. Когда небо теряет синий цвет, прямое освещение становится более интенсивным: концентрация солнечной энергии приводит к более эффективной конверсии, и, следовательно, к более высокой производительности», объясняет Жан-Франсуа Гимолье (Jean-François Guillemoles) из CNRS.

По информации от Гимолье, старшего исследователя CNRS и директора NextPV, использование водорода в качестве «энергетического вектора» в этом случае могло бы обеспечить «элегантное решение» для перемежаемости возобновляемых источников энергии, так как он может быть получен путем электролиза «лишней» солнечной электроэнергии, произведенной в течение дня, а затем рекомбинирование его с кислородом в топливном элементе для выработки электроэнергии в течение ночи (производя при этом только воду в качестве побочного продукта).

Водород можно также использовать для надувания воздушных шаров и удержания их в воздухе без внешних источников энергии, что делает систему потенциально более эффективной.

На текущий момент, солнечные воздушные шары все еще являются концептом, но NextPV планирует произвести рабочий прототип в течение ближайших двух лет, после чего возникнет целый ряд проблем, скорее всего, с проблемами поверхности, вопросом о необходимости чрезвычайно длинных тросов и кабелей, соединяющих воздушные шары с землей, и попыткой конкурировать со стандартными ценами на солнечные панели, которые продолжают падать.