Az üvegnek köszönhetően hatékonyabbak, tartósabb napelemek képesek

Az üvegnek köszönhetően hatékonyabbak, tartósabb napelemek képesek

Az önhűtés, a tartósabb és hatékonyabb napelemek egyszerűen vékony üvegréteg hozzáadásával elérhetők.

A mai napon az online folyóiratban megjelent cikk Optica felvázolja a napenergiához való jobb hozzáférés lehetséges megoldását.

A napelemek úgy működnek, hogy a napsugárzást energiává alakítják. Ezen a folyamaton keresztül bizonyos mértékű energiaveszteség várható.

A napelemek túlmelegedése miatt azonban meglepő mennyiségű energia veszít. Ez korlátozza a cellák villamosenergia-előállítási képességét és csökkenti élettartamát.

A hő verte

A kutatócsoport a kaliforniai Stanfordi Egyetemen azt találta, hogy amikor egy vékony réteg szilika üveg apró kúpokkal és piramis szerkezetekkel beágyazva a szilikon napelemek tetejére helyezik, a cellák üzemi hőmérséklete drámai módon csökkent.

A villamosmérnöki professzor, Shanhui Fan vezetésével a kutatók felfedezték, hogy ez az üvegréteg a nem kívánt hőt a légkörben és az űrbe irányítja.

Az infravörös sugárzás feleslegének kiküszöbölésével a napelemek hűvösek maradnak, és hatékonyabban konvertálják a napsugarak energiává.

napelemekEz a rajz azt szemlélteti, hogy a napelemek hűtik magukat a nem kívánt hő sugárzás elhárításával. A szilika üvegből készült piramis szerkezetek maximális sugárzási hűtési képességet biztosítanak. Zhu L. / Stanfordi Egyetem

Ez a rajz azt szemlélteti, hogy a napelemek hűtik magukat a nem kívánt hő sugárzás elhárításával. A szilika üvegből készült piramis szerkezetek maximális sugárzási hűtési képességet biztosítanak. Zhu L. / Stanfordi Egyetem

Az újságíró, Linxiao Zhu fizikatudományi PhD jelölt szerint a felfedezés költséghatékonyabb napelemek kifejlesztéséhez vezethet, és ezek jobb megújuló energia alternatíva.

"A napelemek hőmérsékletének csökkentése magasabb működési hatékonyságot eredményez" - mondta Zhu.

"Ráadásul a napelemek alacsonyabb üzemi hőmérséklete lényegesen hosszabb élettartamot eredményez, ezáltal csökkentve a rendszer energiaszintjét."

Az elpazarolt energia csökkentése

A cikk szerint az egyetlen szilíciumcellánál az energiakonverziós hatékonyság felső határa 33.7% körül van. Ahogy a cella felmelegszik, ez a hatékonyság csökken - mintegy fél százalék minden hőmérsékleti fok fokozódása esetén.

A napelemek hűtésére szolgáló aktív módszerek - például szellőztetés vagy folyékony hűtőfolyadékok - költségei meghaladják az előnyöket. Tehát eddig a túlmelegedés miatti hatékonyságvesztés nem oldódott meg.

Ez a passzív módszer a napsugárzás különböző hullámhosszainak felhasználásával működik. A spektrumban látható fény a legjobban energiát hordoz, míg az infravörös több hőt hordoz.

A kutatók kiszámították, hogy az infravörös sugárzás szilikagélüveggel történő „elfordításával” a hő csökken, anélkül, hogy negatív hatással lenne a látható elem mennyiségére, amelyet a napelem képes elnyelni.

"Egy optimális kialakítást állítottunk elő, amely mikroméretű szilícium-dioxid-piramisokból áll" - mondta Fan professzor.

"[Ez] mindkettő maximalizálja a hűtőteljesítményt a sugárzó hűtési mechanizmuson keresztül, miközben átlátszó marad a napsugárzás hullámhosszán."

Ausztrál Nemzeti Egyetem Andrew Blakers mondta, hogy bár a tanulmány szerzői szilárd elméleti alapokkal rendelkeznek, ez a modell valószínűleg nem valósítható meg a valós világban.

"Sajnos a cikkben szereplő összehasonlítások a speciális szerkezetek és a csupasz napelemek között zajlanak, nem pedig a beágyazott cellákkal [és] a csupasz napelemeket soha nem helyezik el a terepen" - mondta Bakers, aki a Fenntartható Energia Rendszerek Központjának igazgatója. (CEC) az ANU-nál.

„A szokásos üvegszupersztratának számos funkciója van, ideértve a szilárdságot, a karcállóságot, a szerkezeti szilárdságot, a nedvességbejutási ellenállást, az EVA / szilikonhoz való tapadást.

"Az üveg szupersztrátust el kell hagyni, mert túl sok parazita abszorpciót okoz - ezt ki kell cserélni hordozóra, hogy a modul önellátó legyen."

Ben Powell egyetemi docens a Queensland Egyetem mondta, hogy bár ez a megközelítés izgalmas lehetőség, a költségek meghaladhatják az előnyöket.

"Ha nem lehet elég olcsón előállítani, akkor a hatékonyságnövekedés és a napelemek cseréjének megtakarított költségei miatt fizetett extra energia nem fizeti a bevonatot - ebben az esetben senkinek sem lesz érdeke a bevonása" - mondta a fizikus .

"Ez egy nagyon elegáns és ígéretes ötlet, de még hosszú utat kell megtenni, mielőtt ezt a tetőn találja."

Ennek ellenére a cikk szerzői meg vannak győződve arról, hogy a jövőbeli fejlődés lehetséges. Linxiao Zhu szerint a következő lépés ennek a kutatásnak a gyakorlati alkalmazása.

"Rendkívül pontos numerikus módszerekkel validáltuk ezt a kialakítást, és most az első prototípusok kísérleti bemutatására törekszünk" - mondta.

A beszélgetésEzt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

kövesse az InnerSelf oldalt

facebook ikonratwitter ikonrayoutube ikonrainstagram ikonrapintrest ikonrarss ikonra

 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

A LEGNAGYOBB VIDEÓK

Megkezdődött a nagy klímavándorlás
Megkezdődött a nagy klímavándorlás
by Super User
Az éghajlatválság a világ ezreit kényszeríti menekülésre, mivel otthonaik egyre lakhatatlanabbá válnak.
Az utolsó jégkorszak elmondja nekünk, hogy miért kell törődnünk a 2 ℃ hőmérsékletváltozással
Az utolsó jégkorszak elmondja nekünk, hogy miért kell törődnünk a 2 ℃ hőmérsékletváltozással
by Alan N Williams és munkatársai
Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) legfrissebb jelentése szerint jelentős csökkenés nélkül…
A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk?
A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk?
by Toby Tyrrell
A fejlődésnek 3 vagy 4 milliárd év kellett a Homo sapiens előállításához. Ha ebben az éghajlat csak egyszer teljes kudarcot vallott volna…
Hogyan segíthet az időjárás feltérképezése 12,000 XNUMX évvel ezelőtt a jövőbeni éghajlatváltozás előrejelzésében
Hogyan segíthet az időjárás feltérképezése 12,000 XNUMX évvel ezelőtt a jövőbeni éghajlatváltozás előrejelzésében
by Brice rea
Az utolsó jégkorszak végét, mintegy 12,000 XNUMX évvel ezelőtt, egy utolsó hideg fázis jellemezte, az úgynevezett Younger Dryas.
A Kaszpi-tenger 9 méteres vagy annál nagyobb zuhanás várható ebben az évszázadban
A Kaszpi-tenger 9 méteres vagy annál nagyobb zuhanás várható ebben az évszázadban
by Frank Wesselingh és Matteo Lattuada
Képzelje el, hogy a tengerparton van, és a tengerre néz. Előtted fekszik 100 méter kopár homok, amely úgy néz ki, mint egy…
A Vénusz ismét földszerű volt, de az éghajlatváltozás lakhatatlanná tette
A Vénusz ismét földszerű volt, de az éghajlatváltozás lakhatatlanná tette
by Richard Ernst
Sokat tanulhatunk a klímaváltozásról a Vénuszról, testvérbolygónkról. A Vénusz felületi hőmérséklete jelenleg…
Öt klíma hitetlenkedés: összeomlási tanfolyam az éghajlati félretájékoztatásban
Az öt klíma hitetlenkedés: összeomlási tanfolyam az éghajlati félretájékoztatásban
by John Cook
Ez a videó az éghajlati félretájékoztatás összeomlási tanfolyama, amely összefoglalja azokat a legfontosabb érveket, amelyekkel kétségbe vonják a valóságot…
Az Északi-sark 3 millió éve nem volt ilyen meleg, és ez nagy változásokat jelent a bolygón
Az Északi-sark 3 millió éve nem volt ilyen meleg, és ez nagy változásokat jelent a bolygón
by Julie Brigham-Grette és Steve Petsch
Évente a Jeges-tenger borítja a Jeges-tenger mélységét szeptember közepén. Ebben az évben mindössze 1.44 mérhető…

LEGFRISSEBB CIKKEK

zöld energia2 3
Négy zöld hidrogén lehetőség a középnyugaton
by Christian Tae
A klímaválság elkerülése érdekében a Közép-Nyugatnak, az ország többi részéhez hasonlóan, teljesen dekarbonizálnia kell gazdaságát…
ug83qrfw
Meg kell szűnni a keresletreakció fő akadálya
by John Moore, A Földön
Ha a szövetségi szabályozó hatóságok helyesen járnak el, a villamosenergia-fogyasztók Közép-Nyugaton hamarosan pénzt kereshetnek, miközben…
klímához ültetendő fák2
Ültesse ezeket a fákat, hogy javítsa a város életét
by Mike Williams-Rice
Egy új tanulmány szerint az élő tölgyek és az amerikai platánok bajnokok a 17 „szuperfa” között, amelyek elősegítik a városok létrehozását…
északi-tengeri tengerfenék
Miért kell megértenünk a tengerfenék geológiáját a szelek kihasználásához?
by Natasha Barlow, a Leedsi Egyetem negyedidőszaki környezetváltozással foglalkozó docense
Bármely ország számára, amely könnyen elérhető a sekély és szeles Északi-tengerhez, a tengeri szél kulcsfontosságú lesz a net…
3 erdőtűz lecke erdei városoknak, mivel a Dixie Fire elpusztítja a történelmi Greenville -t, Kaliforniában
3 erdőtűz lecke erdei városoknak, mivel a Dixie Fire elpusztítja a történelmi Greenville -t, Kaliforniában
by Bart Johnson, az Oregoni Egyetem tájépítészeti professzora
A forró, száraz hegyi erdőben égő tűzvész söpört végig a kaliforniai Greenville -i Gold Rush városon augusztus 4 -én,…
Kína teljesítheti az energia- és éghajlati célokat, amelyek korlátozzák a szénerőművet
Kína teljesítheti az energia- és éghajlati célokat, amelyek korlátozzák a szénerőművet
by Alvin Lin
A vezető áprilisi klímacsúcsán Hszi Csin-ping ígéretet tett arra, hogy Kína „szigorúan ellenőrzi a széntüzelésű energiát…
Kék víz holt fehér fűvel körülvéve
A térkép 30 év extrém hóolvadását mutatja be az Egyesült Államokban
by Mikayla Mace-Arizona
Az elmúlt 30 év extrém hóolvadási eseményeinek új térképe tisztázza a gyors olvadást előidéző ​​folyamatokat.
Egy repülőgép vörös tűzgátlót dob ​​az erdőtűzre, miközben az út mentén parkoló tűzoltók felnéznek a narancssárga égboltra
A modell 10 éves futótüzet, majd fokozatos hanyatlást jósol
by Hannah Hickey-U. Washington
Az erdőtüzek hosszú távú jövőjére vetített pillantások előrevetítik a vadonatüzek kezdeti, nagyjából évtizedes kitörését,…

 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

Új hozzáállás - új lehetőségek

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf piac
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf kiadványok. Minden jog fenntartva.