Dzięki szkłu możliwe są bardziej wydajne i trwałe ogniwa słoneczne

Dzięki szkłu możliwe są bardziej wydajne i trwałe ogniwa słoneczne

Samo chłodzące, trwalsze i wydajniejsze ogniwa słoneczne są w zasięgu ręki po prostu przez dodanie cienkiej warstwy szkła.

Artykuł opublikowany dziś w czasopiśmie internetowym optyka przedstawia możliwe rozwiązanie dla lepszego dostępu do energii słonecznej.

Ogniwa słoneczne działają poprzez przekształcanie promieniowania słonecznego w energię. Dzięki temu procesowi spodziewana jest pewna utrata energii.

Ale zaskakująca ilość energii jest tracona w wyniku przegrzania ogniw słonecznych. Ogranicza to zdolność komórki do wytwarzania energii elektrycznej i skraca jej żywotność.

Pokonać upał

Podróż Ruta de la Plata w liczbach Zespół badawczy z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii odkrył, że gdy cienka warstwa szkło krzemionkowe osadzone w maleńkich stożkach i piramidach umieszczone są nad krzemowymi ogniwami słonecznymi, temperatura ich działania gwałtownie spadła.

Badacze pod kierunkiem profesora inżynierii elektrycznej Shanhui Fan odkryli, że ta warstwa szkła przekierowuje niepożądane ciepło przez atmosferę i w kosmos.

Dzięki wyeliminowaniu nadmiernego promieniowania podczerwonego ogniwa słoneczne pozostają chłodne i są bardziej wydajne w przekształcaniu promieni słonecznych w energię.

ogniwa słoneczneTen rysunek pokazuje, w jaki sposób ogniwa słoneczne chłodzą się, odprowadzając niepożądane promieniowanie cieplne. Piramidowe struktury wykonane ze szkła krzemionkowego zapewniają maksymalną zdolność chłodzenia radiacyjnego. L. Zhu / Stanford University

Ten rysunek pokazuje, w jaki sposób ogniwa słoneczne chłodzą się, odprowadzając niepożądane promieniowanie cieplne. Piramidowe struktury wykonane ze szkła krzemionkowego zapewniają maksymalną zdolność chłodzenia radiacyjnego. L. Zhu / Stanford University

Główny autor artykułu, doktorant fizyki Linxiao Zhu, powiedział, że odkrycie może doprowadzić do opracowania bardziej opłacalnych paneli słonecznych, czyniąc je lepszymi alternatywna energia odnawialna.

„Obniżenie temperatury ogniw słonecznych prowadzi do wyższej wydajności operacyjnej”, powiedział Zhu.

„Ponadto niższa temperatura pracy ogniw słonecznych prowadzi do znacznie dłuższej żywotności, zmniejszając w ten sposób wyrównany koszt energii z systemu.”

Zmniejszenie marnowanej energii

Według artykułu górna granica wydajności konwersji mocy dla pojedynczego ogniwa krzemowego wynosi około 33.7%. Gdy ogniwo się nagrzewa, wydajność spada - około pół procent na każdy wzrost temperatury o jeden stopień.

Koszty aktywnych metod chłodzenia ogniw słonecznych - takich jak wentylacja lub płyn chłodzący - przewyższają korzyści. Do tej pory utrata wydajności w wyniku przegrzania nie została rozwiązana.

Ta metoda pasywna polega na wykorzystaniu różnych długości fal promieniowania słonecznego. Widoczne światło w widmie najlepiej przenosi energię, podczas gdy podczerwień przenosi więcej ciepła.

Naukowcy obliczyli, że „odwrócenie” promieniowania podczerwonego za pomocą szkła krzemionkowego powoduje obniżenie ciepła bez negatywnego wpływu na ilość światła widzialnego, jaką może pochłonąć ogniwo słoneczne.

„Opracowaliśmy optymalną konstrukcję złożoną z piramid krzemionkowych w mikroskali” - powiedział profesor Fan.

„[To] maksymalizuje moc chłodzenia poprzez radiacyjny mechanizm chłodzący, pozostając przezroczystym przy długościach fal promieniowania słonecznego.”

Australian National University's Andrew Blakers powiedział, że chociaż autorzy tego badania mają solidne podstawy teoretyczne, jest mało prawdopodobne, aby ten model był wykonalny w prawdziwym świecie.

„Niestety w artykule dokonano porównań między specjalnymi strukturami a gołymi ogniwami słonecznymi, a nie z zamkniętymi ogniwami [i] gołymi ogniwami słonecznymi nigdy nie stosuje się w terenie”, powiedział Bakers, który jest dyrektorem Centrum Systemów Energii Zrównoważonej (CECS) w ANU.

„Standardowy szklany superstrat ma wiele funkcji, w tym wytrzymałość, odporność na zarysowania, wytrzymałość strukturalną, odporność na wnikanie wilgoci, przyczepność do EVA / silikonu.

„Szklane podłoże musi zostać porzucone, ponieważ powoduje zbyt duże pasożytnicze pochłanianie promieniowania cieplnego - musiałoby zostać zastąpione podłożem, aby moduł samonośny”.

Profesor nadzwyczajny Ben Powell z University of Queensland powiedział, że chociaż takie podejście jest ekscytującą możliwością, koszt może przeważyć korzyści.

„Jeśli nie da się tego zrobić wystarczająco tanio, to dodatkowa energia elektryczna uzyskana ze wzrostu wydajności i zaoszczędzony koszt wymiany ogniw słonecznych nie zapłaci za powłokę - w takim przypadku nikt nie będzie zainteresowany jej użyciem”, powiedział fizyk .

„To bardzo elegancki i obiecujący pomysł, ale zanim znajdziesz go na dachu, czeka Cię długa droga.”

Mimo to autorzy artykułu są przekonani, że dalszy rozwój jest możliwy. Według Linxiao Zhu kolejnym krokiem jest zastosowanie tych badań do praktycznych zastosowań.

„Zweryfikowaliśmy ten projekt za pomocą niezwykle dokładnych metod numerycznych i pracujemy teraz nad eksperymentalnym pokazaniem pierwszych prototypów” - powiedział.

KonwersacjeTen artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby'ego Tyrrella
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

zielona energia2 3
Cztery możliwości zielonego wodoru dla Środkowego Zachodu
by Chrześcijański Tae
Aby zapobiec kryzysowi klimatycznemu, Środkowy Zachód, podobnie jak reszta kraju, będzie musiał całkowicie zdekarbonizować swoją gospodarkę do…
ug83qrfw
Główna bariera w odpowiedzi na zapotrzebowanie musi się skończyć
by John Moore, Na Ziemi
Jeśli federalne organy regulacyjne postąpią właściwie, odbiorcy energii elektrycznej na Środkowym Zachodzie mogą wkrótce zacząć zarabiać, podczas gdy…
drzewa do sadzenia dla klimatu2
Posadź te drzewa, aby poprawić życie w mieście
by Mike Williams-Rice
Nowe badanie ustala, że ​​żywe dęby i amerykańskie jawory są mistrzami wśród 17 „superdrzew”, które pomogą uczynić miasta…
dno morza północnego
Dlaczego musimy zrozumieć geologię dna morskiego, aby wykorzystać wiatry?
by Natasha Barlow, profesor nadzwyczajny czwartorzędowej zmiany środowiska, Uniwersytet w Leeds
Dla każdego kraju obdarzonego łatwym dostępem do płytkiego i wietrznego Morza Północnego, morski wiatr będzie kluczem do spełnienia sieci…
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
by Bart Johnson, profesor architektury krajobrazu, University of Oregon
Pożar płonący w gorącym, suchym górskim lesie przetoczył się przez miasto Gold Rush w Greenville w Kalifornii, 4 sierpnia…
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
by Alvin Lin
Na kwietniowym Szczycie Klimatycznym przywódców Xi Jinping obiecał, że Chiny będą „ściśle kontrolować energetykę węglową…
Niebieska woda otoczona martwą białą trawą
Mapa śledzi 30 lat ekstremalnego topnienia śniegu w USA
by Mikayla Mace-Arizona
Nowa mapa ekstremalnych zjawisk topnienia śniegu w ciągu ostatnich 30 lat wyjaśnia procesy, które prowadzą do szybkiego topnienia.
Samolot zrzuca czerwony środek ogniochronny na pożar lasu, gdy strażacy zaparkowani wzdłuż drogi patrzą w pomarańczowe niebo
Model przewiduje 10-letni wybuch pożaru, a następnie stopniowy spadek
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Spojrzenie na długoterminową przyszłość pożarów przewiduje początkowy, mniej więcej dekadowy wybuch aktywności pożarów…

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.