Проблема обогрева теплиц связана с высокими затратами на электричество и газ в холодное время года. Традиционные системы отопления делают круглогодичное выращивание овощей и зелени дорогим. При этом солнечные панели часто производят больше энергии, чем нужно в данный момент, и эти излишки просто пропадают.
Новая система представляет собой устройство с расплавленным оловом и керамическими материалами, которое может обеспечить стабильный обогрев теплиц в течение 15 дней без дополнительного источника энергии. Технология позволяет аккумулировать избыточную электроэнергию от солнечных панелей при температуре до 2000 градусов и постепенно отдавать ее для поддержания нужного микроклимата в сельскохозяйственных помещениях.
Избыточная электроэнергия разогревает олово до 1700−2000 градусов — это в несколько раз горячее расплавленного железа. Жидкий металл циркулирует через специальную керамическую емкость, которая постепенно накапливает тепло. Для сохранения энергии авторы применили многослойную изоляцию.
Передача накопленной энергии в теплицу происходит через специальный теплообменник. Горячее олово нагревает воду, которая превращается в пар. Этот пар по трубам поступает под землю в теплице и прогревает грунт. Остывший пар конденсируется и возвращается обратно в теплообменник — получается замкнутый цикл.
Время полной зарядки теплового накопителя составляет от 352 до 404 часов в зависимости от настроек системы. После этого он может отдавать тепло в течение длительного времени без дополнительного нагрева.
Практические испытания показали эффективность работы при разных режимах. Технология актуальна для регионов с коротким световым днем и холодными зимами. Она позволит фермерам использовать солнечную энергию круглосуточно и снизить затраты на отопление теплиц. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.