Soojuse Valguse Poole Pööramine Võib Päikesepaneelid Muuta 80% Efektiivsemaks, ütlevad Riisiuurijad

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-11-26 12:47

Ärge liiga põnevil. Järgneb aruanne teoreetiliste uuringute kohta laboris, mis on kaugel kaubanduslikust elujõulisusest, kuid selle uuringu tagajärjed on lihtsalt vapustavad. Kuumus on tänapäevaste päikesepaneelide vaenlane. Kui nad lähevad liiga kuumaks, väheneb nende efektiivsus. Teadlased tegelevad võimalustega osa sellest soojusest välja sifoonida ja kasutada seda muudel eesmärkidel, näiteks kuuma vee valmistamiseks. Teised uurivad keerukaid jahutussüsteeme, mis suurendaksid päikesesüsteemide kulusid ja keerukust.

„Skaneeriv elektronmikroskoobi pilt näitab Rice'i ülikoolis välja töötatud joondatud süsinik-nanotorude kiledesse mustrilisi submikronisuuruseid õõnsusi. Õõnsused püüavad kinni termilisi footoneid ja kitsendavad nende ribalaiust, muutes need valguseks, mida saab seejärel elektrienergiaks taaskasutada. (Krediit: Naik Lab / Rice University)

Rice'i ülikooli teadlased kasutavad teistsugust lähenemist - muudavad soojuse valguseks, mida saab seejärel kasutada elektri tootmiseks. Nad ütlevad, et nende uuringud võivad lõpuks viia 80% -lise efektiivsusega päikesepaneelideni. See muudaks paneelid, mis on neli korda tõhusamad kui tänapäeval kaubanduslikult saadaval olevad paneelid.

"Iga kuum pind kiirgab valgust soojuskiirguse kujul," ütleb Rice'i elektri- ja arvutitehnika dotsent Gururaj Naik ajakirjale PV Magazine. "Probleem on selles, et soojuskiirgus on lairibaühendus, samal ajal kui valguse muundamine elektriks on efektiivne ainult siis, kui kiirgus on kitsas ribas."

Uurimisrühm on tulnud ideele kasutada süsinik nanotorude kile “hüperboolse termilise emitteri” loomiseks, mis võib töötada temperatuuril kuni 700 kraadi Celsiuse järgi. Seade võimaldab elektronidel liikuda ainult ühes suunas. Kuumana eralduvate footonite kitsamasse riba kokku surudes tekib valgus, mille seejärel päikesepatarei neelab.

„Kogu raisatud soojusenergia pigistades väikesesse spektripiirkonda saame selle väga tõhusalt elektriks muuta. Teoreetiline ennustus on see, et võime saavutada 80-protsendilise efektiivsuse,”ütleb Naik. Järgmine samm teadlaste jaoks on hüperboolse termilise kiirgaja ühendamine päikesepatareiga. Seni tehtud uuringute tulemused on avaldatud ajakirjas ACS Photonics pealkirjaga „Makroskoopiliselt joondatud süsinik-nanotorud kui hüperboolsete termiliste kiirgajate tulekindel platvorm”.

Olgu, olgem ausad. See uurimistöö on ülitõhusa päikesepaneeli tootmisest kaugel. Kuid kui on võimalik paneel, mis on neli korda tõhusam kui täna kättesaadav, peaksid CleanTechnica lugejad sellest midagi teadma ja nüüd teete seda. Olete oodatud!