Солнечные батареи будут работать дольше
Солнечные панели эволюционируют — неприятность с перегревом фактически решена
Ученым, думается, наконец удалось преодолеть одно из основных препятствий в развитии высокоэффективных и долговечных солнечных батарей: сейчас кроме того при раскаленном полуденном солнце панели смогут оставаться прохладными.
Исследовательской группой, трудящейся во главе с доктором наук Стэнфордского университета Шаньхуэем Фанем (Shanhui Fan), в умелом примере к поверхности простой солнечной батареи был добавлен слой кварцевого стекла. Он разрешил панели избавлять себя от нежелательного теплового излучения.
Исследователи обрисовали инновационную методику в издании Optica, информируют www.vesti.ru и www.gismeteo.ru.
Солнечные батареи — самая перспективная и обширно применяемая разработка возобновляемых источников энергии на современном рынке. Не смотря на то, что солнечные панели легкодоступны и несложны в изготовлении, кроме того самые лучшие из них преобразовывают в электричество только часть приобретаемой от солнца энергии.
Страно значительная часть энергии солнца уходит на перегрев и нагрев элементов батареи. При обычных условиях эксплуатации солнечные элементы смогут нагреваться до 55 градусов по шкале Цельсия а также более.
Перегрев значительно ухудшает эффективность и может заметно сократить срок работы солнечных элементов, Активное охлаждение, вентиляция, охлаждающие жидкости — все стоит дорого и подчас не имеет возможности оптимизировать совокупность.
Предложенная американцами конструкция разрешает избежать этих неприятностей пут ем более элегантного пассивного подхода к охлаждению. Маленькие пирамиды, конусообразные структуры из узкого слоя кварцевого стекла перенаправляет нежелательное тепло в виде инфракрасного поверхностного излучения солнечных батарей обратно в воздух.
«Отечественный новый подход может понизить рабочую температуру солнечных батарей пассивно, повышая эффективность преобразования энергии и увеличивая длительность срока работы солнечных батарей, пишут авторы изучения. Эти два преимущества обусловят развитие технологии и дальнейшие успехи солнечных элементов», — уверена несколько Фаня.
Солнечные батареи прямо преобразовывают лучи солнца в электрическую энергию. В то время, когда фотоны света проходят по полупроводниковым регионам фотоэлементов панели, они высвобождают электроны из атомов. Те со своей стороны создают в совокупности ток.
самые успешные и обширно используемые конструкции — кремниевые полупроводники — на сегодня конвертируют менее 30% приобретаемой энергии кроме того на пике эффективности.
Солнечная энергия, которая не преобразуется и генерирует избыточное тепло, неумолимо сокращает производительность батареи. Любой градус, на что увеличивается температура, понижает эффективность ячейки приблизительно на полпроцента.
Это понижение есть очень большим: солнечная энергетика инвестирует большие средства для ответа данной неприятности.
Новый способ изменяет конструкцию, дабы повысить эффективность главного элемента.
Исследователи применяли базисные знания о преломлении света. Дело в том, что световые волны разной длины взаимодействуют с солнечными элементами по-различному: видимый свет самый действен для генерации электричества, тогда как инфракрасный более действен при проведении тепла.
Разные длины волн кроме этого по-различному преломляются, в зависимости от формы и типа материала, через что они проходят.
Видимый свет проходит через дополнительный слой кварцевого стекла свободно, а инфракрасный перенаправляется (отражается).
«Кремний прозрачен для видимого света, но благодаря узким манипуляциям он может преломлять свет весьма своеобразных длин волн, – комментирует Фань. – Шепетильно проработанный нами слой диоксида кремния не ухудшает характеристики солнечного элемента, но повышает излучение в заданном диапазоне тепловых волн для более действенной транспортировки тепла в ячейку».
На протяжении изучения ученые удостоверились в надежности два различных кремниевых слоя: плоскую поверхность толщиной около 5 миллиметров и узкий слой из микроконусов толщиной в пара микрон. Микроконусы возможно настроить так, что они будут перенаправлять только нежелательный инфракрасный свет от солнечного элемента обратно в космос.
Второй вариант был признан совершенным.
Напомним, что дополнительные недочёт прошлых совокупностей еще и в том, что при увеличении температур солнечные батареи стремительнее стареют. Пассивное охлаждение разрешит им удалять избыточное тепло, не тратя энергию главных элементов.
Следующим шагом исследователей станет демонстрация радиационного охлаждения солнечных батарей во внешней среде.
На заставке: солнечные батареи охлаждают себя сами благодаря пирамидальным конструкциям из кварцевого стекла (иллюстрация L. Zhu, Stanford University / www.vesti.ru)
