Solárne okná - priehľadné solárne koncentrátory

Tím vedcov z University of Michigan pod vedením Richarda Lunta vyvinul jedinečný solárny koncentrátor, ktorý dokáže prevádzať iba časť slnečného spektra na ultrafialové žiarenie, ktoré ľudské oko nevníma. Materiál je priehľadný pre viditeľné svetlo, čo znamená, že takéto priehľadné solárne panely sa dajú ľahko vložiť namiesto zasklenia, zatiaľ čo okno bude vyzerať úplne známe, ako obyčajné sklo, ale súčasne sa bude generovať elektrina. Tento vývoj sa nazýval „priehľadný luminiscenčný solárny koncentrátor“.

Doterajší stav techniky Farebné luminiscenčné solárne koncentrátory sú už všeobecne známe, v ktorých je časť spektra žiarenia dopadajúceho na koncentrátor absorbovaná vo farebnej hornej vrstve a potom reradiovaná s dlhšou vlnovou dĺžkou. Potom je cez druhú priehľadnú vrstvu žiarenie nasmerované na bočnú stranu koncentrátora, kde je umiestnená línia fotodiód, ktoré prevádzajú žiarenie na elektrické napätie.

Keď priame slnečné svetlo zasiahne hornú vrstvu náboja, má to určitý smer. Keď však dôjde k opätovnému žiareniu, po absorbovaní slnečného žiarenia majú lúče svetla rôzne smery. Ukazuje sa, že približne rovnaké množstvo svetla je vyžarované rôznymi smermi.

Ak je uhol dopadu reradiovaných lúčov na rozhraní sklo-vzduch väčší ako určitá hodnota, odraz sa objaví späť vo vnútri skla, potom dopadajú lúče na opačnú hranicu, kde sa opäť odrážajú pod rovnakým uhlom, a tak po niekoľkých odrazoch na konci lúč dopadá na bočnú plochu. húb. Na bočnej strane je pravítko fotodiódy, ktorý premieňa energiu lúčov na elektrinu.

Vzhľadom na to, že k spätnej emisii svetla dochádza rovnomerne vo všetkých smeroch, väčšina z nich, takmer 80%, padá na hraniciach skla v uhle, ktorý je presne viac ako kritický, a preto sa prenáša na priamku fotodiód na bočných plochách skla.

Solárne koncentrátory majú teda nasledujúce výhody:

• po prvé, na rozdiel od konvenčných solárnych panelov, kde fotoelektrické meniče pokrývajú celú plochu, tu sú meniče umiestnené na plochách, čo znižuje náklady;

• po druhé, kvôli svojej priehľadnosti môže byť taký náboj vložený ako obyčajné okenné sklo.

Existujú však aj nevýhody, z ktorých prvá je nízka účinnosť, pretože tu je oveľa nižšia ako v prípade konvenčné solárne panelya druhé je, že svetlo dopadajúce do miestnosti nie je čisté, ale mierne červenkasté. Inými slovami, bežný priehľadný solárny koncentrátor je stále „farebný“ a nie priehľadný.

Druhú chybu odstránili vedci z University of Michigan. Vedci vyrobili vrchnú vrstvu organických molekúl so špeciálnou vlastnosťou. Absorbujú nielen ultrafialové žiarenie, ale aj časť infračerveného spektra a potom ho znova emitujú do infračerveného svetla, ale s inou vlnovou dĺžkou.

Výsledkom bolo, že vedci získali úplne nový pracovný koncentrátor, ktorý neabsorbuje a nevyžaruje vo viditeľnom rozsahu spektra, to znamená, že je ľudským okom vnímaný ako obyčajné priehľadné sklo.

Získané parametre umožňujú široko zaviesť túto technológiu pre rôzne aplikácie. Tieto okenné tabule budov vrátane výškových budov, ktorých fasády môžu byť takýmto priehľadným panelom úplne vybavené. Sú to obrazovky rôznych mobilných zariadení, ako sú elektronické knihy, tablety, smartfóny.Hlavnou úlohou vývojárov je zviditeľniť solárne koncentrátory ako bežné okuliare.

Richard Lunt poznamenáva, že napriek prvému kroku je ešte stále veľa práce na zlepšení, v prvom rade - na zlepšení účinnosti nového centra. Účinnosť premeny slnečnej energie na vzorke 1% sa teraz dosiahla, ale vývojári tvrdia, že v súčasnosti je ich cieľom zvýšiť ju na 5%. Účinnosť toho najlepšieho z natieraných luminiscenčných solárnych konvertorov dosahuje 7%.

Comments

[#1]

Budúcnosť jednoznačne patrí k priehľadným koncentrátorom. So zvýšením účinnosti až o 5% budú silne vytesňovať, už známe solárne panely a v segmente domácnosti je možné vytlačiť.