Solvinduer - gjennomsiktige solkonsentratorer

Et team av forskere fra University of Michigan, ledet av Richard Lunt, har utviklet en unik solkonsentrator som bare kan konvertere en del av solspekteret til ultrafiolett, som ikke er synlig for det menneskelige øyet. Materialet er gjennomsiktig for synlig lys, noe som betyr at slike transparente solcellepaneler lett kan settes inn i stedet for vindusglass, mens vinduet vil se helt kjent ut, som vanlig glass i det, men det vil bli generert strøm underveis. Utviklingen ble kalt "gjennomsiktig, selvlysende solkonsentrator."

Fargede, selvlysende solkonsentratorer er allerede kjent, hvor en del av spekteret av strålingen som innfaller på konsentratoren, blir absorbert i det fargede øverste laget og deretter utstråles med en lengre bølgelengde. Så, gjennom et andre, gjennomsiktige lag, blir strålingen ledet til sideflaten til konsentratoren, der linjen med fotodioder som omdanner strålingen til elektrisk spenning er lokalisert.

Når direkte sollys treffer det øverste laget av navet, har det en viss retning. Men når gjenstråling skjer, etter at sollyset er absorbert, har lysstrålene allerede forskjellige retninger. Det viser seg at omtrent samme lysmengde sendes ut i forskjellige retninger.

Hvis forekomstvinkelen til de utstrålte strålene ved glass-luft-grensesnittet er større enn en viss verdi, skjer refleksjonen tilbake inne i glasset, så faller strålene på motsatt kant, der reflekteres de igjen i samme vinkel, og så etter noen refleksjoner til slutt treffer strålen sideflaten nav. På sideflaten er en linjal fotodioder, som konverterer energien fra stråler til elektrisitet.

På grunn av det faktum at lysutslipp skjer jevnt i alle retninger, faller det meste, nesten 80%, på glassets kant i en vinkel som er nøyaktig mer enn kritisk, og blir derfor overført til linjen med fotodioder på sideflatene til glasset.

Dermed har solkonsentratorer følgende fordeler:

• for det første, i motsetning til konvensjonelle solcellepaneler, der fotovoltaiske omformere dekker hele overflaten, her omformerne er plassert på ansiktene, reduserer dette kostnadene;

• For det andre, på grunn av dens gjennomsiktighet, kan et slikt nav settes inn som vanlig vindusglass.

Men det er også ulemper, den første er lav effektivitet, for her er den mye lavere enn den for konvensjonelle solcellepanelerog det andre er at lyset som faller inn i rommet ikke er rent, men litt rødlig. Med andre ord, en vanlig gjennomsiktig solkonsentrator er fremdeles "farge" og ikke gjennomsiktig.

Den andre feilen ble eliminert av forskere fra University of Michigan. Forskere har laget det øverste laget av organiske molekyler med en spesiell egenskap. De absorberer ikke bare det ultrafiolette, men også en del av det infrarøde spekteret, og sender dem deretter ut til infrarødt lys, men med en annen bølgelengde.

Som et resultat oppnådde forskere en helt ny arbeidskonsentrator, som ikke absorberer og ikke stråler i det synlige spekteret, det vil si at det oppfattes av det menneskelige øyet som vanlig gjennomsiktig glass.

De oppnådde parametrene tillater bred introduksjon av denne teknologien for forskjellige applikasjoner. Dette er vindusruter med bygninger, inkludert høyhus, hvis fasader kan være fullt utstyrt med så gjennomsiktige paneler. Dette er skjermbildene til forskjellige mobile enheter, for eksempel e-bøker, nettbrett, smarttelefoner.Hovedoppgaven til utviklerne er å gjøre solkonsentratorer usynlige, som vanlige briller.

Richard Lunt bemerker at til tross for det første trinnet, er det fortsatt mye arbeid å forbedre, i utgangspunktet - å forbedre effektiviteten til det nye knutepunktet. Effektiviteten av solenergikonvertering med et utvalg på 1% er nå oppnådd, men utviklerne sier at for øyeblikket deres mål er å øke den til 5%. Effektiviteten til det beste av de malte selvlysende solcelleomformerne når 7%.

Comments

[#1]

Fremtiden tilhører transparente konsentratorer. Med en økning i effektiviteten på opptil 5%, vil de fortrenge, allerede kjente, solcellepaneler, og i husholdningssegmentet kan overfylt.