Завдяки склу можливі більш ефективні, міцні сонячні клітини

Завдяки склу можливі більш ефективні, міцні сонячні клітини

Самоохолоджуючі, триваліші та ефективніші сонячні батареї доступні, просто додаючи тонкий шар скла.

Документ, опублікований сьогодні в інтернет-журналі Optica окреслює можливе рішення для кращого доступу до сонячної енергії.

Сонячні клітини працюють шляхом перетворення сонячної радіації в енергію. Через цей процес очікується певна кількість втрат енергії.

Але дивовижна кількість енергії втрачається через перегрівання сонячних батарей. Це обмежує здатність клітини виробляти електроенергію і скорочує її термін експлуатації.

Збиття тепла

повне г, повне г,, показали, від, номер, XNUMX дослідна група зі Стенфордського університету в Каліфорнії встановили, що при тонкому шарі силікатне скло вбудована крихітними конусоподібними і пірамідними структурами розміщена над вершиною кремнієвих сонячних батарей, робоча температура клітин різко знизилася.

Під керівництвом професора електротехніки Шанхуя Фана, дослідники виявили, що цей шар скла перенаправляє небажане тепло через атмосферу і в космос.

Усуваючи надлишок інфрачервоного випромінювання, сонячні батареї залишаються прохолодними та ефективнішими при перетворенні сонячних променів в енергію.

сонячних елементівЦей малюнок демонструє, як сонячні батареї охолоджуються, відводячи небажане теплове випромінювання. Пірамідні конструкції із силікатного скла забезпечують максимальну радіаційну здатність охолодження. Л. Чжу / Стенфордський університет

Цей малюнок демонструє, як сонячні батареї охолоджуються, відводячи небажане теплове випромінювання. Пірамідні конструкції із силікатного скла забезпечують максимальну радіаційну здатність охолодження. Л. Чжу / Стенфордський університет

Провідний автор доповіді, кандидат кандидат фізичних наук Лінціао Чжу, сказав, що відкриття може призвести до розробки більш економічно вигідних сонячних батарей, що робить їх кращими альтернатива відновлюваної енергії.

"Зниження температури сонячних батарей призводить до підвищення ефективності роботи", - сказав Чжу.

"Крім того, нижча робоча температура для сонячних батарей призводить до значно більшого терміну експлуатації, тим самим зменшуючи вирівнювані витрати енергії в системі".

Зменшення витраченої енергії

Згідно з документом, верхня межа ефективності перетворення потужності для однієї силіконової комірки становить близько 33.7%. У міру нагрівання клітини ця ефективність знижується - приблизно на пів відсотка за кожне підвищення температури.

Витрати на активні методи охолодження сонячних батарей - такі як вентиляція або рідкі теплоносії - переважають за переваги. Тож втрата працездатності через перегрів досі не була усунена.

Цей пасивний метод працює за допомогою різних довжин хвиль сонячного випромінювання. Видиме світло в спектрі найкраще переносить енергію, тоді як інфрачервоне світло переносить більше тепла.

Дослідники підрахували, що, відвертаючи інфрачервоне випромінювання за допомогою силікатного скла, тепло знижується, не впливаючи негативно на кількість видимого світла, яке сонячна клітина може поглинати.

"Ми придумали оптимальну конструкцію, що складається з пірамід кремнію з мікромасштабами", - сказав професор Фан.

"[Це] максимально збільшує потужність охолодження через радіаційний механізм охолодження, залишаючись прозорим при довжині хвилі сонячного випромінювання."

Національний університет Австралії Ендрю Блейкерс сказав, що, хоча автори цього дослідження мають надійну теоретичну основу, ця модель навряд чи буде реальною у реальному світі.

"На жаль, порівняння в роботі відбувається між спеціальними структурами та оголеними сонячними елементами, а не з інкапсульованими елементами [і]. Голі сонячні батареї ніколи не розгортаються в полі", - сказав Бейкерс, який є директором Центру стійких енергетичних систем (CECS) в АНУ.

«Стандартна скляна підкладка має багато функцій, включаючи в'язкість, стійкість до подряпин, міцність конструкції, стійкість до попадання вологи, адгезію до EVA / силікону.

"Скляний суперстрах повинен бути відпущений, оскільки він викликає занадто багато паразитичного поглинання теплового випромінювання - його доведеться замінити підкладкою, щоб зробити модуль самонесучим".

Доцент Бен Пауелл з Університет Квінсленда сказав, що хоча такий підхід є захоплюючою можливістю, вартість може перевершити переваги.

"Якщо його неможливо зробити досить дешевим, то додаткова електроенергія, отримана завдяки підвищенню ефективності, і заощаджена вартість заміни сонячних батарей не покриє покриття - і в цьому випадку ніхто не буде зацікавлений у використанні", - сказав фізик .

"Це дуже елегантна та багатообіцяюча ідея, але перед тим, як знайти це на своєму даху, потрібно пройти довгий шлях".

Незважаючи на це, автори статті впевнені, що можливий розвиток у майбутньому. За словами Лінціао Чжу, наступним кроком є ​​застосування цього дослідження до практичних застосувань.

"Ми затвердили цю конструкцію надзвичайно точними числовими методами і зараз працюємо над тим, щоб експериментально продемонструвати перші прототипи", - сказав він.

БесідаЦя стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ОСТАННІ ВІДЕО

Почалася велика міграція клімату
Почалася велика міграція клімату
by супер Користувач
Кліматична криза змушує тисячі людей у ​​всьому світі втекти, оскільки їхні будинки стають дедалі непридатними для життя.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останній доповіді Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначено, що без істотного зменшення…
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
by Тобі Тіррелл
Еволюція зайняла 3 або 4 мільярди років, щоб отримати Homo sapiens. Якби клімат повністю зазнав краху лише один раз у цьому ...
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
by Бріс Рі
Кінець останнього льодовикового періоду, приблизно 12,000 років тому, характеризувався заключною холодною фазою, яка називалася Молодший дріас ...
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
by Френк Весселінг і Маттео Латтуада
Уявіть, що ви перебуваєте на узбережжі і дивитесь на море. Перед вами лежить 100 метрів пустого піску, який виглядає як ...
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
by Річард Ернст
Ми можемо багато чого дізнатись про кліматичні зміни від Венери, нашої сестринської планети. В даний час Венера має поверхневу температуру…
П’ять кліматичних недовір: аварійний курс у дезінформації клімату
П’ять кліматичних недовір: катастрофа в дезінформації клімату
by Джон Кук
Це відео являє собою катастрофічний курс дезінформації клімату, узагальнюючи ключові аргументи, використані для сумніву в реальності ...
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
by Джулі Бригам-Гретт та Стів Печ
Щороку морський крижаний покрив у Північному Льодовитому океані зменшується до найнижчої точки в середині вересня. Цього року він вимірює лише 1.44…

ОСТАННІ СТАТТІ

зелена енергія2 3
Чотири можливості зеленого водню для Середнього Заходу
by Крістіан Тае
Щоб запобігти кліматичній кризі, Середньому Заходу, як і решті країни, потрібно буде повністю декарбонізувати свою економіку шляхом…
ug83qrfw
Необхідно покінчити з основним бар’єром на шляху реагування
by Джон Мур, На Землі
Якщо федеральні регулятори зроблять правильну річ, споживачі електроенергії на Середньому Заході незабаром зможуть заробляти гроші, поки…
дерева для висадки клімату2
Посадіть ці дерева, щоб покращити життя міста
by Майк Вільямс-Райс
Нове дослідження визначає, що живі дуби та американські явори є чемпіонами серед 17 «супердерев», які допоможуть зробити міста…
дно північного моря
Чому ми повинні розуміти геологію морського дна, щоб використовувати вітри
by Наташа Барлоу, доцент четвертинних змін навколишнього середовища, Університет Лідса
Для будь-якої країни, яка має легкий доступ до мілководного і вітряного Північного моря, офшорний вітер буде ключем до досягнення мережі…
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
by Барт Джонсон, професор ландшафтної архітектури, Університет штату Орегон
Пожежа, що горить у спекотному сухому гірському лісі, прокотилася містом Золота лихоманка Greenрінвілль, Каліфорнія, 4 серпня…
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
by Елвін Лін
На кліматичному саміті Лідера у квітні Сі Цзіньпін пообіцяв, що Китай «буде суворо контролювати енергію, що працює на вугіллі…
Блакитна вода, оточена мертвою білою травою
Карта відстежує 30 -річні екстремальні сніготанення в США
by Мікайла Мейс-Арізона
Нова карта екстремальних подій танення снігу за останні 30 років пояснює процеси, що сприяють швидкому таненню.
Літак скидає червону вогнезахисну речовину на лісову пожежу, коли пожежники, припарковані вздовж дороги, дивляться у оранжеве небо
Модель передбачає 10-річну спалах пожежі, потім поступове зменшення
by Ханна Хікі-У. Вашингтон
Погляд на довгострокове майбутнє лісових пожеж передбачає початковий, приблизно десятирічний, спалах пожежі,…

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.