In den letzten drei Jahren hat sich das National Renewable Energy Laboratory (NREL) mit Antora Energy und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammengetan, um an zwei separaten Projekten im Bereich der Thermophotovoltaik-Technologie (TPV) teilzunehmen. TPV fängt die von heißen Objekten als Infrarotlicht abgestrahlte Energie ein. TPV wandelt diese Strahlung mit Hilfe speziell entwickelter Photovoltaikzellen mit hoher Effizienz in Elektrizität um. Sowohl das Antora Energy- als auch das MIT-Projekt haben zu Wirkungsgraden von mehr als 35 % geführt. Ein sehr wettbewerbsfähiges Leistungsniveau.

Antora Energy nutzt die Fertigungsanlagen von NREL, um größere TPV-Zellen zu entwickeln und seine Technologie in Richtung Kommerzialisierung zu bewegen. Die Technologie von Antora speichert Energie in Form von Hochtemperaturwärme. Das geschieht mithilfe von auf der Erde reichlich vorhandenen Feststoffen, die man auf mehr als 1000 °C erhitzt. Damit kann die Technologie tagelang Strom liefern. Antora schätzt, dass dieses Projekt zu einer Energiespeicherung führen kann, die weniger als 5 Prozent der herkömmlichen Batterietechnologien kostet.

Thermophotovoltaik-Technologie als Energiespeicher

NREL arbeitet auch an einem weiteren thermischen Netzspeicherprojekt mit einer MIT-Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Asegun Henry in der Fakultät für Maschinenbau. Dieses zielt auch darauf ab, die TPV-Technologie für Energiespeicheranwendungen zu kommerzialisieren. Der TPV-Aspekt dieses Projekts konzentriert sich auf die Verwendung von Komponenten mit hoher Bandlücke zur Verbesserung der TPV-Effizienz. Es untersucht Kostensenkungspfade für die Herstellung. Das MIT-Projekt läuft bis Ende Februar 2022.

NREL-Forscher haben kürzlich weitere Projekte in der Thermophotovoltaik-Technologie begonnen. Eric Tervo leitet ein neues Projekt, das die Leistung von TPV-Zellen mit geringer Bandlücke untersucht, wenn sich die Wärmequelle nur 100 nm von der Zelle entfernt befindet. „Die Aufrechterhaltung eines großen Temperaturunterschieds zwischen der Wärmequelle und der Zelle in diesem Maßstab und über eine beträchtliche Fläche ist eine große Herausforderung“, sagt Tervo. „Aber die Leistungsdichte, die von einem solchen Nahfeld-TPV-System erzeugt wird, kann deutlich höher sein als in einem traditionelleren TPV-System, und das kann eine Vielzahl neuer Anwendungsbereiche eröffnen.“

11.12.2021 | Quelle: NREL | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH