Нові сонячні панелі перетворюються на світло Bashny.Net

Команда дослідників в МІТ вперше продемонструвала пристрій на основі методу, що дозволяє сонячним панелями розбити теоретичну стелю, скільки сонячних променів вони можуть перетворюватися в електрику.

У журналі Nature Energy, в роботі докторантури Девід Бірман, професор Євлин Ван, Марін Солявич і чотири інших вчених.





Незважаючи на те, що всі дослідження на традиційні сонячні клітини стикаються з такими ж основними теоретичними обмеженнями, Бірман каже: «З сонячними термофотоелектричними клітинами, у вас є можливість подолати їх. й

По суті, теорія прогнозує, що, за принципом, цей метод, який передбачає парування звичайних сонячних батарей з додатковими шарами хай-тек-матеріалів, може принаймні подвійний теоретичний ліміт ефективності, потенційно дозволяє отримати двічі більше потужності з тієї ж площі панелі.

Основний принцип простий: замість розсіювання непристойної сонячної енергії у вигляді теплоти в сонячній клітині, все світло і тепло спочатку поглинаються проміжним компонентом, нагріваючи його до температури, що дозволить компоненту випромінювати теплове випромінювання. При налаштуванні матеріалів і конфігурації цих доданих шарів можна контролювати генерацію тепла у вигляді світла з необхідною довжиною хвилі, яка буде захоплена сонячними панелями. Це збільшує ефективність і зменшує тепло, що генерується в сонячній клітині.

Ключовим є використання високотехнологічних матеріалів, які називаються нанофотонічними кристалами, які можуть бути виготовлені для випромінювання точно визначеної довжини хвилі світла при нагріванні. У тесті виробляється нанофотон кристали поєднуються в систему з вертикально орієнтованими вуглецевими нанотрубками, а також працюють при високій температурі 1000 градусів Цельсієм. Після нагріву нанофотонічні кристали продовжують випромінювати світло з вузькою групою спектра певної довжини хвилі, яка точно відповідає діапазону, що фотокліпель може захопити і перетворити в електричний струм.





«Карбонові нанотрубки – це найближчий інфектний абсорбер у діапазоні кольорів», – розповідає Бірман, «який дозволяє обкривати весь сонячний спектр». Вся фотонна енергія перетворена на тепло. Потім тепла передається як світло, але завдяки нанофотон конструкції перетворюється тільки кольори, які відповідають максимальній ефективності фотоелектричної клітини.

У процесі цього підходу буде використовуватися звичайна сонячно-концентраційна система, з лінзами або дзеркалами, що фокусуються сонячними променями, щоб забезпечити високу температуру. Додатковий компонент, поліпшений оптичний фільтр, передає всі бажані довжини хвиль світла на фотоелектричні клітини, що відображають назад будь-які небажані довжини хвиль, так як навіть цей поліпшений матеріал не ідеально підходить для обмеження випромінювання. Відображені хвилі потім відремонтовані, допомагають підтримувати високу температуру фотонного кристала.

Бірман каже, що така система може запропонувати цілий ряд переваг над звичайними панелями ПВ, які базуються на силіконі або інших матеріалах. З одного боку, той факт, що фотонний пристрій виробляє викиди на основі тепла, а не світла означає, що він не буде впливати на короткі зміни навколишнього середовища, такі як хмари, що охоплюють сонце. По суті, при поєднанні з системою зберігання тепла вона може, в принципі, забезпечити використання сонячної енергії на кругло-розрядній основі. «Для мене найбільша перевага — це можливість отримати безперервну потужність на вимогу», – каже він.

Крім того, завдяки шляху система використовує енергію, яка б інакше була відведена у вигляді тепла, вона може зменшити надмірне теплогенерування, яке може пошкодити деякі елементи системи сонячного концентрування.

Наступним кроком є пошук шляхів створення великої версії невеликого прототипу лабораторно-масштабного експериментального заводу, а також розробка способів виготовлення таких систем на економічно вигідній основі.



P.S. І пам'ятаєте, просто змінивши наше споживання – разом ми змінюємо світ!



Джерело: facepla.net/thenews/energy-news-mnu/5476-%D1%81%D0%BE%D0%B%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B9-%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%8D%D0%B%D0%B%D0%B%D0%B0%B5%D1%8D0%B3%D0%B3%D0%B8%D1%8F.html