Bio-fotovoltika využíva mach na výrobu elektriny – ako to funguje? (video)

Bio-fotovoltaika

Táto nová rozvíjajúca sa technológia sa nazýva bio-fotovoltaika a používa prirodzený proces fotosyntézy na výrobu elektrickej energie. V tomto procese rastliny spotrebúvajú oxid uhličitý a vodu z okolitého prostredia a za použitia svetelnej energie ich prevádzajú do organických zlúčenín, ktoré sú zasa potrebné pre životné procesy rastlín.

„Pri fotosyntéze mach uvoľní niektoré z týchto organických látok do pôdy, ktorá obsahuje symbiotické baktérie. Baktérie rozkladajú zlúčeniny potrebné na prežitie, pričom vytvárajú vedľajšie produkty, ktoré obsahujú elektróny. „

Ak sa mikroorganizmom poskytnú elektródy na odvedenie elektrónov, je možné týmto spôsobom zberať elektrinu.
Tento systém môže pracovať aj s inými druhmi rastlín a rias, avšak mach bol vybraný pre určité vhodné vlastnosti. Machy sa bežne vyskytujú v mestách: v prasklinách dlažby, na strechách, na stenách a stromoch, takže takýto systém je dobre prispôsobiteľný do mestského prostredia. Výhody machov oproti vyšším rastlinám sú malá hmotnosť, zvýšená absorpcia vody, žiadne požiadavky na hnojenie, vysoká tolerancia sucha a nízke nároky na údržbu.
V porovnaní s fotovoltickými článkami na báze kremíka, solárne bunky využívajúce biologický materiál na zachytenie svetelnej energie sú lacnejšie na výrobu a v podstate fungujú ako samoopraviteľné, samoreplikujúce sa systémy. Sú tiež biologicky odbúrateľné a tým ekologické – výrobný proces je neškodný pre životné prostredie. Ďalej bio-fotovoltické panely môžu existovať v miestach, kde solárne panely nie sú efektívne – napr. severské krajiny s nedostatkom priameho slnečného svetla.

Bio-fotovoltické bunky

Bio-fotovoltické bunky predstavujú systém jednotiek kombinovaných do sériových alebo paralelných obvodov. Jednotka je samostatne funkčný bio-elektrický systém. Video ukazuje, ako to funguje:

Konštrukcia systému

Duté tehly predstavujú akúsi nádobu, ktorá dokáže vytvoriť špeciálnu mikroklímu pomáhajúcu udržať mach nažive. Spodná časť tehly je glazovaná, aby bola vodotesná, zvyšok je porézny íl bez povlaku. Tento íl absorbuje vodu, takže systém môže pasívne prijímať vodu z dažďa, pričom hydrogel udržiava vlhkosť po dlhú dobu.
Prvé odliatky tehlového systému umožnili odskúšať, ako to funguje. Odlievanie z ílu je technika pre masovú výrobu tohto keramického systému. Kvapalný íl sa naleje do sadrových foriem a vytvorí vrstvu na vnútornej dutine formy.  Akonáhle sadra absorbuje väčšinu vlhkosti z vonkajšej vrstvy ílu, zostávajúci povlak sa zleje pre neskoršie použitie. Tvar tehál bol vytvorený digitálne to znamená, že bola dosiahnutá vysoká presnosť.

 
Základnou myšlienkou je použitie na fasáde, takže rozmer prvého prototypu bol dosť malý vzhľadom na to, že fasády sú vystavené vetraniu. Jednotlivé duté bunky sú dobre skladateľné a prepojené elektrickými prípojkami. Systém sa umiestňuje na priečelí budov bez pridania cementovej zmesi. Vďaka tvaru tehlových buniek mach nie je vystavený priamemu slnečnému žiareniu, bloky poskytujú požadované tieňovanie.
Jedna jednotka poskytuje 0,4 – 0,5 voltov. Šesť tehál je zapojených do sériového obvodu pre zvýšenie napätia – 3 rôzne moduly, dva z každého. Dve a viac skupín, ktoré boli zapojené do série sú spojené v paralelnom obvode pre zvýšenie prúdu.
Bio-fotovoltika je určite jednou z technológií budúcnosti, pretože rieši niekoľko vecí súčasne. Vyrába potrebnú energiu a je priaznivá s ohľadom na ekológiu a udržateľný rozvoj.
 
Zdroj: iaac.net