So bauen Sie einen Solargenerator

Die Nachfrage nach Solarstrom steigt rasant (siehe Neue Solartechnologien, die von heißen Märkten angetrieben werden). Der Bau und der Einsatz großer Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung bleiben jedoch teuer. Jetzt arbeiten zwei Gruppen am MIT an alternativen Ansätzen für Solarstrom, die die Kosten deutlich senken könnten – und die Möglichkeit, Strom aus der Sonne zu gewinnen, in die Hände von Dorfbewohnern in armen Ländern und Hinterhof-Tüftlern gleichermaßen geben.

Eine Reihe von Prototypen von Solarkonzentratoren, die in Lesotho installiert wurden. (Mit freundlicher Genehmigung von Amy Müller.)

Matthew Orosz, ein Absolvent des MIT, beraten von Harold Hemond, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen, erfuhr während einer Tätigkeit beim Peace Corps in Lesotho im südlichen Afrika, dass reflektierende Parabolrinnen Brot backen können. Jetzt plant er, mit denselben Geräten Strom in Teile Afrikas zu bringen, die in der Sonne gebacken, aber nach Strom hungern. Seine Solargeneratoren, die aus Autoteilen und Sanitärzubehör zusammengeschustert sind, können problemlos in einem Hinterhof gebaut werden.



das hat mein gehirn zerstört

Der Grundaufbau des Solargeneratorsystems von Orosz ist einfach: Eine Parabolrinne (in diesem Fall 15 Quadratmeter groß) bündelt das Licht auf ein Rohr mit Motoröl. Das Öl zirkuliert durch einen Wärmetauscher und verwandelt ein Kältemittel in Dampf, der eine Turbine antreibt, die wiederum einen Generator antreibt.

Anschließend wird das Kältemittel in zwei Stufen abgekühlt. Die erste Stufe gewinnt Wärme zurück, um heißes Wasser zu erzeugen oder, in einer Ausführung, einen Absorptionsprozesskühler zu betreiben, wie die Propankühlschränke in Wohnmobilen. Die von der Sonne erzeugte Wärme würde die in diesen Geräten verwendete Propanflamme ersetzen oder verstärken. Die zweite Stufe kühlt das Kältemittel weiter ab, was die Effizienz des Systems verbessert, sagt Orosz. In dieser Phase wird wahrscheinlich kühles Grundwasser verwendet, das mit Strom vom Generator an die Oberfläche gepumpt wird. Das Wasser kann dann in einem Reservoir für Trinkwasser gespeichert werden.

Das Design verwendet leicht verfügbare Teile und Werkzeuge. Sowohl die Speisepumpe als auch die Dampfturbine sind beispielsweise Servolenkungspumpen, die in Autos und Lastwagen verwendet werden. Zur Stromerzeugung verwendet das Team eine Lichtmaschine, die nicht so effizient ist wie ein gewöhnlicher Generator, aber bereits darauf ausgelegt ist, eine Batterie aufzuladen, was einen Teil der Komplexität des Systems reduziert. Und wie bei Servolenkungspumpen sind auch Generatoren, auch kostengünstigere, überholte, leicht zu bekommen.

exede Internet-Rezension 2015

So könne das komplette System zur Erzeugung von einem Kilowatt Strom und 10 Kilowatt Wärme inklusive einer Batterie zur Speicherung des erzeugten Stroms für ein paar Tausend Dollar gebaut werden, sagt Orosz, was weniger als die Hälfte der Kosten von einem Kilowatt ist von Photovoltaikmodulen.

Sie können sich nichts leisten, das für Solarenergie ausgelegt ist. Sie müssen etwas Massenware für etwas anderes kaufen – auf diese Weise sind die Kosten angemessen, sagt Duane Johnson, Eigentümer von Red Rock Energy in White Bear Lake, MN, der Tausende der kostengünstigen LED-basierten Sonnen- Tracking-Geräte, mit denen Orosz die Solarkonzentratoren ausrichtet. Die meisten Geräte werden verwendet, um Photovoltaik-Paneele zu positionieren, sagt er, aber einige Leute verwenden sie mit alten Satellitenschüsseln, um Wärme zu konzentrieren und Dampf zu machen. Der Absatz seiner Geräte wächst jährlich um 25 Prozent, ähnlich wie in der Solar-Photovoltaik-Branche.

Wiederverwendete Autoteile sind nicht der einzige Weg. Amy Sun, eine Doktorandin im Media Lab des MIT, hat ein kostengünstiges System entwickelt, das die Wärme eines Solarkonzentrators nutzt, um einen Turbinentyp anzutreiben, der ursprünglich von Nicola Tesla patentiert wurde. Anstatt komplexe, schwer herzustellende Turbinen mit Schaufeln herzustellen, wandte sich Sun der Tesla-Turbine zu, die aus einfacheren flachen Scheiben besteht, die wie Schallplatten auf einer zentralen Welle gestapelt sind. Die Scheiben sind sorgfältig beabstandet, damit Dampf zwischen ihnen fließen kann. Wenn der Dampf strömt, bewirkt die Reibung zwischen dem Dampf und der Oberfläche der Scheiben, dass sie sich drehen. Sobald ich die Drehwellenarbeit habe, kann ich sie an fast alles koppeln – eine Luftpumpe, einen Kompressor, einen Ventilator, einen Mixer, eine Mühle, eine Nähmaschine, einen Kühlkompressor und, um die wenigen Dinge, die wirklich elektrisch sind, anzutreiben, eine elektrische Generator. Sie rechnet damit, dass dieses System, das ihrer Meinung nach für einen Achtjährigen einfach zu bauen ist, billigen Strom produzieren kann.

Die Gesamtwirtschaftlichkeit dieser Solargeneratorsysteme hängt natürlich davon ab, wie lange sie halten und wie viel Wartung sie benötigen. Die Lebensdauer des Systems von Orosz könnte recht gut sein, da es Teile verwendet, die für den robusten Einsatz in Fahrzeugen entwickelt wurden. Es funktioniert auch bei relativ niedrigen Temperaturen, die nicht nur die Arbeit sicherer und einfacher machen, sondern auch die Leistungsgrenzen der verwendeten Rohrleitungen nicht belasten.

Nachdem er bereits einen funktionierenden Prototyp gebaut hat, besteht der nächste Schritt von Orosz, den er ab September dieses Jahres in Lesotho zu erreichen hofft, darin, die Herstellung zu optimieren und ein Finanzierungssystem einzurichten, das auf einen kürzlich von der Weltbank gewährten Zuschuss von 100.000 US-Dollar zurückgreift, um das System für Dorfbewohner erschwinglich zu machen, die würde den Generator wahrscheinlich in einem Gemeindezentrum und als Batterieladestation verwenden.

538 Präsidentschaftsvorhersage 2016

Obwohl ihr System ursprünglich für Lesotho entwickelt wurde, glauben Orosz und seine Kollegen, dass es Amateure anderswo ansprechen könnte. Hinterhof-Tüftler könnten es selbst bauen. Kein Zweifel, sagt Amy Mueller, eine MIT-Absolventin, die eine führende Rolle in Orosz' Projekt übernommen hat. Matts Vater hat eine davon, die wir gebaut haben, um seinen Whirlpool zu heizen.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen