Sparčiai besivystančiame švarios energijos kraštovaizdyje medžiagų inovacijos tapo pagrindine pramonės pažangą skatinančia jėga. Titanas, metalas, labai vertinamas aviacijos ir medicinos srityse, dabar demonstruoja savo unikalias savybes saulės energijos sektoriuje, siūlydamas naujoviškus sprendimus tiek fotovoltinės, tiek koncentruotos saulės energijos (CSP) technologijoms.
Titano pagrindu pagaminti saulės elementai žada naują fotovoltinę ateitį
Japonijos tyrimų institutas sėkmingai sukūrė pirmąjį pasaulyje saulės elementą, kurio pagrindinė medžiaga yra titanas. Šiame naujame dizaine naudojamas naujoviškas titano dioksido ir seleno derinys, nutolęs nuo tradicinio silicio{1}}pagrįsto kelio. Pirmieji bandymai rodo, kad teorinis galios potencialas yra tūkstantis kartų didesnis nei įprastų silicio elementų. Nors komercializacija tebėra ateities tikslas, šis proveržis atveria naują kelią fotovoltinių technologijų plėtrai.
Titano lydiniai vaidina lemiamą vaidmenį kuriant koncentruotą saulės energiją
100 MW išlydytos druskos bokšto CSP gamykloje Dunhuange (Kinija) titano -kompozitiniai vario vamzdžiai pasiekė pramonės rekordą. Titano -kompozitiniai variniai vamzdžiai išlaiko stabilų veikimą esant nuolatinei aukštai 580 laipsnių temperatūrai, tiesiogiai padedant gamyklai pasiekti pasaulinio-klasės šiluminės konversijos efektyvumą, viršijantį 42 %. Šis pasiekimas siejamas su išskirtiniu titano atsparumu aukštai-temperatūrai ir atsparumu korozijai, užtikrinančiu ilgalaikį- ir patikimą CSP įrenginių veikimą.
Išmaniosios titano lydinio tvirtinimo sistemos padidina energijos gamybos efektyvumą
Dubajaus saulės parke įdiegta titano-nikelio formos atminties lydinio tvirtinimo sistema demonstruoja išmanų titano panaudojimą. Šie laikikliai gali automatiškai reguliuoti savo kampą, reaguodami į temperatūros pokyčius, todėl galima tiksliai sekti saulę. Palyginti su tradicinėmis plieninėmis konstrukcijomis, jos yra 40% lengvesnės ir praktiškai nereikalauja priežiūros, o tai žymiai sumažina saulės elektrinių eksploatavimo išlaidas.
Titanas užtikrina ilgalaikį fotovoltinių sistemų patikimumą
Fotovoltinėse elektrinėse, esančiose atšiaurioje aplinkoje, titano lydinio plokštės yra svarbios substrato arba pagrindo medžiagos. Didelis jų atsparumas korozijai apsaugo saulės elementus nuo druskos purslų, didelės drėgmės ir cheminės erozijos, taip prailgindamas elektrinių eksploatavimo laiką. Dėl to jie ypač tinka sudėtingose aplinkose, tokiose kaip pakrantės zonos ir pramoninės zonos.
Išplėstinės titano programos plečia saulės energijos panaudojimą
Naujoviškas titano panaudojimas saulės energijai apima ne tik elektros gamybą. Šiaurės rytų universiteto mokslininkų grupė sukūrė λ-Ti₃O₅ medžiagą, kuri pasiekia 96,4 % absorbcijos greitį visame saulės spektre, o tai pasiekė naują itin efektyvaus, be druskų{3}} saulės gėlinimo išgarinimo rekordą. Tuo pat metu Pietų Kalifornijos universiteto mokslininkai panaudojo modifikuotas titano nitrido medžiagas, kad sėkmingai pademonstruotų saulės energijos sukeltą CO₂ surinkimo ir išleidimo ciklą, sukurdami naują technologinį kelią siekiant anglies neutralumo tikslų.
Spartėjant pasauliniam energijos perėjimui, titano panaudojimo saulės energijos pramonėje perspektyvos yra didžiulės. Tačiau kaina tebėra pagrindinis veiksnys, ribojantis platų jo naudojimą. Pramonės ekspertai teigia, kad bręstant gamybos procesams ir didėjant gamybos mastui, tikimasi, kad titano medžiagų kaina palaipsniui mažės, o tai padidins jų konkurencingumą aukščiausios klasės saulės energijos srityse.
Šiuo metu titano metalo taikymas saulės energijos srityje pereina nuo demonstracinių projektų prie komercinio skatinimo. Žvelgiant į ateitį, dėl nuolatinių proveržių medžiagų mokslo srityje ir augant švarios energijos paklausai, titanas gali vaidinti vis svarbesnį vaidmenį naujos kartos saulės energijos technologijose, teikdamas tvirtą paramą pasaulinei tvarios energijos plėtrai.
