Hệ thống của Wang và
Miljkovic sẽ làm thay đổi hình dạng của một ống thủy tinh trong một loạt
các ống thủy tinh đồng tâm chạy dọc theo đường trung tâm của một hệ
thống máng parabol: ống thủy tinh hẹp hơn (đầu tiên) sẽ chứa vật chất
nhiệt điện bên trong, sẽ tác động tới ống hẹp hơn nữa, ở trung tâm của
thiết bị chính "xi phông nhiệt" (thermosiphon), sẽ hấp thu sức nóng từ
bộ phận "lạnh" của thiết bị nhiệt điện và làm giảm đi nhu cầu cần được
bơm dung dịch làm mát (như trong một hệ thống máng parabol thông
thường). Nhiệt năng thu được từ thiết bị chính "xi phông nhiệt"
(thermosiphon) có thể được dùng để sưởi ấm không gian, vận hành các quy
trình công nghiệp hoặc tạo ra nước nóng.
Một hệ thống như vậy sẽ mang lại nhiều ích lợi hơn so với các
pin mặt trời truyền thống (thiết bị tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời),
Wang nói thêm, "Các thiết bị nhiệt điện có thể rẻ hơn nhiều so với việc
sử dụng các pin mặt trời truyền thống". "Ngoài ra, các pin năng lượng
mặt trời thông thường không hoạt động tốt ở nhiệt độ cao". Tuy nhiên, cô
giải thích: "các thiết bị nhiệt điện hoạt động tốt hơn trong điều kiện
nhiệt độ cao, cho phép chúng tạo ra một độ nhiệt gradient lớn hơn".
"Hiện tại thì chưa có hệ thống hệ thống năng lượng mặt trời nào có
thể vừa tạo ra điện năng và nhiệt năng trong điều kiện nhiệt độ cao",
theo Miljkovic. Tuy nhiên, Miljkovic cho biết thêm, ‘có nhiều công ty
đang theo đuổi mục tiêu này.’
"Đây là một cơ hội để tập hợp các công nghệ khác nhau", Wang nói.
Thiết bị chính "xi phông nhiệt" (thermosiphon), thu hút nhiệt từ nơi này
và truyền nhiệt đến nơi khác (giống như vòi hút chất lỏng), là "một
cách thụ động để truyền nhiệt ... với chi phí thấp", Wang nói thêm.
"Các thiết bị chính "xi phông nhiệt" (thermosiphon) thường được làm
đầy với các vật liệu đã trải qua một giai đoạn chuyển đổi (thường là
biến đổi từ dạng chất lỏng thành hơi nước) khi chúng được đun nóng lên,
và có được khả năng dẫn nhiệt - một khả năng truyền nhiệt từ nơi này đến
nơi khác cao hơn nhiều so với bất kỳ vật liệu rắn nào", Wang cho biết.
"Đây là một cách hiệu quả để truyền nhiệt, tới bất cứ địa điểm nào mà
bạn muốn".
Wang và Miljkovic đã phát minh ra một mô hình máy tính để tìm kiếm
sự kết hợp tối ưu của các vật liệu hiện tại cho các thiết bị nhiệt điện
và thiết bị chính "xi phông nhiệt" (thermosiphon). Mô hình này cho phép
kiểm tra những sự kết hợp của các thiết bị khác nhau (sản xuất đồng thời
cả: điện năng và nhiệt năng) trong những điều kiện hoạt động khác nhau
để làm cho toàn bộ hệ thống các thiết bị này, hoạt động đạt hiệu quả cao
nhất.
Một hệ thống duy nhất có thể cung cấp nhiệt năng và điện năng, cho
một ngôi nhà, Wang nói. "Trong một ngôi nhà, bạn tiêu thụ rất nhiều
nhiệt, nhưng bạn chỉ cần được cung cấp đủ điện năng là được", Wang nói
thêm. "Trong khi hiệu suất của hệ thống nhiệt điện như vậy là tương đối
thấp, trong một hộ gia đình, bạn thật sự không cần quá nhiều nhiệt
năng".
Abraham Kribus, giáo sư kỹ thuật cơ khí, làm việc tại Đại học Tel
Aviv, Israel, người không tham gia vào nghiên cứu này, nói rằng nghiên
cứu này mô tả một cách tiếp cận mới để chuyển đổi năng lượng mặt trời,
với kết quả lạc quan cho thấy hiệu quả cao của lý thuyết chuyển đổi.
"Hiện nay hệ thống kết hợp (tạo ra ra điện năng và nhiệt năng cùng
một lúc) này vẫn còn ở giai đoạn phân tích, vẫn còn chưa rõ về tính hiệu
quả xác thực dựa trên chi phí và độ tin cậy của hệ thống kết hợp này so
với hệ thống năng lượng mặt trời truyền thống. Tuy nhiên, "đây là một
lý thuyết rất khả quan, và nhóm nghiên cứu thật sự có năng lực", Kribus
nói thêm
Evelyn Wang đồng ý rằng có thể mất một vài năm để áp dụng ý tưởng
về thiết kế hệ thống kết hợp này vào thực tế. Hiện tại, Wang và
Miljkovic đang đi trước với "nỗ lực xây dựng một hệ thống mẫu để chứng
minh".
Nghiên cứu này được tài trợ như là một bộ phận của Trung tâm S3TEC
MIT(một Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng tiềm năng) được tài trợ bởi Bộ
Năng lượng Hoa Kỳ.
