MIT разработва соларна система с „обратен климатик“ за енергия за развиващия се свят.
Слънчевата енергия изглежда е очевиден избор за развиващия се свят, но бедните региони се нуждаят от системи, които са прости, работят самостоятелно и са евтини за изграждане и поддържане. А това обикновено не е така. Способността да се осигури отопление заедно с електроенергията би била от полза, защото много общности, нуждаещи се от топла вода, имат не по-малко остра нужда и от светлина. Екип от Масачузетския технологичен институт е разработил решение, което отговаря на тези нужди с една система за слънчева енергия, която е „климатик, построен наопаки“.
Споменаването на „развиващия се свят“ извиква картини на пустини, джунгли, пясъци и горещ климат, но някои бедни региони се намират в умерения пояс. В южната част на Африка, например, може да стане много студено през зимата. Завършилият MIT Матю Орош забелязал това, докато работил за Корпуса на мира в Лесото, където местните клиники се нуждаят не само електричество, но и от топла вода. „Чували сме сестрите да казват, че ще избегнат измиването на ръцете си през зимата, тъй като водата е толкова студена“, казва той. “Така че топлата вода там е много добре дошла!“
Според Орош, 30 000 клиники и 60 000 училища в цял свят нямат електроенергия, но се радват на достатъчно светлина, която може да отговори на техните енергийни нужди. В доклад, който ще се публикува в едно от специализираните научни издания скоро, Орош описва как екип от MIT, в който Орош участва, е създал нестопанска организация, наречена Solar Turbine Group (STG) за разработване на нови системи за слънчева енергия за развиващия се свят.
Отговорът, който са измислили за проблема, е нов тип система за слънчева енергия, която за първи път е инсталирана в здравната клиника на село Матьотьо в Лесото. Прототипът изглежда доста конвенционален с параболични огледални корита, фокусиращи слънчевата светлина върху тръба. Въпреки това изглeдът може да лъже, тъй като това не е нито парна система, нито генерира топла вода. Вместо това STG разработил системата, използвайки цикъла на Ранкин с органична течност (ORC).
ORC система е такава система, в която водата се заменя с органична течност, подобна на тази, използвана в климатиците. В действителност, системата на STG не само използва течност за климатик, а по своята същност е климатик, който работи в обратна посока.
Обичайно климатикът използва течност с много ниска температура на изпарение, като амоняк или органични химически течности. В климатика компресираната течност се разширява до достигане на състояние на газ вътре в бобината. Това разширяване извлича топлината от бобината и я прави много студена. Тази студенина е това, което охлажда топлия въздух, докато преминава през ламелите на климатика. Газът след това минава през компресора, който го превръща отново в течност, но при този процес течността става гореща, затова преминава през друга бобина, която се охлажда с външния въздух, преди да изпрати течността обратно, за да се разшири в първата намотка. Казано съвсем просто, влизат електричество и горещ въздух, а излиза студен въздух.
В системата на STG цикълът се движи в обратна посока. Вместо да охлажда къщата, системата използва слънцето за затопляне на течността и да я превърне в горещ газ. Този разширяващ се горещ газ върти генератор, а част от отпадната топлина се използва също и за затопляне на вода. Това е в общи линии начинът, по който Майкъл Фарадей описва електрическия мотор: пускаш електроенергия и моторът се върти, въртиш мотора и той прави електричество.
Ключът към всичко това е вграденият скрол-разширител на системата. Това е обратна версия на често срещана част на климатиците, наричана скрол-компресор. Тази връзка с климатичната технология не е случайна: екипът съзнателно е избрал да използва части за климатици, за да гарантира ниски разходи и лесна поддръжка. За целта е по-добре да се използват готови части, произвеждани от промишлеността, отколкото специално поръчвани части.
Първоначално системата на STG изисквала квалифициран специалист, който да се справя с промените в напрежението, но по-новите версии използват компютъризирана система за контрол. Системата вече работи самостоятелно и единственото обслужване, което се изисква, е почистването на огледалата на всеки шест месеца.
Що се отнася до бъдещето на STG системата, най-новата версия е в процес на тестове във Флорида, а клиниката на Лесото е затворена за ремонт, като през това време системата ще бъде обновена. STG групата планира да изпробва още пет устройства из африкански клиники и училища. Въпреки това, истинският ключ към успеха на системата ще е нейната способност да работи при местните условия.
Даниел Каммен, професор в Университета на Калифорния в Бъркли, който не е член на проекта, коментира: “Има редица вълнуващи технологични възможности за слънчево отопление, включително, но не само системата на STG International. Всички са обещаващи. Предизвикателството не е в основния хардуер, а по-устойчивата, жизнеспособна работа на място…. за да могат тези съоръжения да функционират на открито, управлявани от местните общности“
