Energía solar térmica a microescala

Independientemente de lo que use para generar su electricidad, todavía está limitado por su área de recolección, su latitud y el hecho de que la Tierra gira en un período aproximado de 24 horas.

Suponiendo que estás en América del Norte, tus límites fundamentales son:

1. \ $ 1.3 kW / m ^ 2 \ $ a mediodía en un día claro y severo en Tucson, AZ.
2. \ $ 6 \ text {a} 8 kWh / m ^ 2 / \ text {day} \ $.

Cualquier texto de energía solar competente te dará estos números. También tenga en cuenta que estos son números de DC a luz: la energía se distribuye por todo el espectro electromagnético, no se concentra en longitudes de onda agradables.

Aplicando esos números a su coleccionista propuesto, tiene:

$$ 300 mm \ text {diámetro} = 150 mm \ text {radio} \\ \ pi \ cdot 0.15m \ cdot 0.15m = 0.070 m ^ 2 $$

Eso significa que sus límites son de \ $ 92 W \ $ al mediodía en un día claro severo en Tucson y de 424 a 565 vatios-hora / día.

Multiplica eso por tu eficiencia de conversión, y Bob es tu tío.

No he seguido con las eficiencias de conversión fotovoltaica. Lo último que supe es que el 16% TODAVÍA tenía TODO lo que podía obtener con materiales y procesamiento económicos. Sigo escuchando que alguien está trabajando en celdas eficientes al 30%, y tendré el producto Real Soon Now ...

Aquí hay un artículo que habla sobre un sistema de motor Stirling calentado por energía solar. Citan un 31% de eficiencia, en comparación con un 16% para la energía fotovoltaica. Están poniendo algo de su poder en un sistema de seguimiento solar az-el, y están en Arizona.

Los peltiers son una excelente manera de cosechar energía térmica. Sin embargo, 800C es un poco demasiado para la mayoría de los peltiers. La temperatura está determinada por la cantidad de calor que fluye hacia el peltier y la resistencia térmica de los peltiers (y cualquier disipador térmico que tenga). Por lo tanto, es posible que pueda dispersar el calor y utilizar más peltiers de baja resistencia térmica. Hay algunas compañías nuevas que hacen peltiers que pueden manejar ese tipo de temperatura.

El segundo método consiste en utilizar un motor stirling, pero es probable que tengas que crear uno, hay algunos que podrías instalar en un concentrador solar.

La última opción es la energía fotovoltaica de alta temperatura, que probablemente esté fuera del alcance de los aficionados.

La eficiencia energética es demasiado baja para obtener mucha energía útil / $ en pilas térmicas. Pero calentar el agua es muy eficiente si está bien aislado.

Creo que también hay suficiente diferencia de temperatura para hacer funcionar un enfriador termoeléctrico hacia atrás.

podría calentar una batería térmica (por ejemplo, un tanque de agua instulado) y usar el diferencial térmico entre el tanque y el exterior para mover un Stirling engine , no soy un experto, pero creo que podría ser una forma eficiente de hacerlo.