Lasin ansiosta tehokkaammat, kestävät aurinkokennot ovat mahdollisia

Lasin ansiosta tehokkaammat, kestävät aurinkokennot ovat mahdollisia

Itsejäähtyvät, pidempään kestävät ja tehokkaammat aurinkokennot ovat saavutettavissa yksinkertaisesti lisäämällä ohut lasikerros.

Paperi, joka julkaistiin tänään verkkolehdessä optica hahmotellaan mahdollista ratkaisua aurinkoenergian saatavuuden parantamiseksi.

Aurinkokennot toimivat muuttamalla aurinkosäteily energiaksi. Tämän prosessin kautta odotetaan tietyn määrän energiahäviötä.

Mutta aurinkokennojen ylikuumeneminen menettää yllättävän määrän energiaa. Tämä rajoittaa solun kykyä tuottaa sähköä ja lyhentää sen käyttöikää.

Lämmitys

- tutkimusryhmä Kalifornian Stanfordin yliopistosta havaitsi, että kun ohut kerros silikalasi piin aurinkokennojen päälle sijoitettuna pienillä kartio- ja pyramidirakenteilla, kennojen käyttölämpötila laski dramaattisesti.

Sähkötekniikan professori Shanhui Fanin johdolla tutkijat havaitsivat, että tämä lasikerros ohjaa toivotun lämmön ilmakehän läpi ja avaruuteen.

Poistamalla ylimääräisen infrapunasäteilyn aurinkokennot pysyvät viileinä ja muuntavat aurinkosäteet energiatehokkaammin.

aurinkokennotTämä piirustus osoittaa, kuinka aurinkokennot jäähtyvät itseään hävittämällä ei-toivottua lämpöä. Piidioksidista valmistetut pyramidirakenteet tarjoavat maksimaalisen säteilyjäähdytyskyvyn. L. Zhu / Stanfordin yliopisto

Tämä piirustus osoittaa, kuinka aurinkokennot jäähtyvät itseään hävittämällä ei-toivottua lämpöä. Piidioksidista valmistetut pyramidirakenteet tarjoavat maksimaalisen säteilyjäähdytyskyvyn. L. Zhu / Stanfordin yliopisto

Lehden pääkirjailija, fysiikan tohtori Linxiao Zhu sanoi, että löytö voi johtaa kustannustehokkaampien aurinkopaneelien kehittämiseen, mikä tekee niistä paremman uusiutuvan energian vaihtoehto.

"Aurinkokennojen lämpötilan alentaminen johtaa suurempaan toimintatehokkuuteen", Zhu sanoi.

"Lisäksi aurinkokennojen alhaisempi käyttölämpötila johtaa huomattavasti pidempään käyttöikään, mikä vähentää järjestelmän energian tasoitettuja kustannuksia."

Hukkaan energian vähentäminen

Lehden mukaan yhden piisolun tehonmuutoshyötysuhteen yläraja on noin 33.7%. Kennon kuumentuessa tehokkuus laskee - noin puoli prosenttia jokaisesta lämpötilan yhden asteen noususta.

Aktiivisten aurinkokennojen jäähdytysmenetelmien - kuten ilmanvaihdon tai nestemäisten jäähdytysnesteiden - kustannukset ovat suuremmat kuin hyödyt. Joten tähän mennessä tehokkuuden menetystä ylikuumenemisen takia ei ole ratkaistu.

Tämä passiivinen menetelmä toimii hyödyntämällä erilaisia ​​auringon säteilyn aallonpituuksia. Näkyvä valo spektrissä kuljettaa parhaiten energiaa, kun taas infrapuna kuluttaa enemmän lämpöä.

Tutkijat laskivat, että "kääntämällä pois" infrapunasäteily piidioksidilla, lämpö laskee vaikuttamatta negatiivisesti näkyvän valon määrään, jonka aurinkokenno voi absorboida.

"Olemme keksineet optimaalisen suunnittelun, joka koostuu mikromittakaavan piidioksidipyramidista", professori Fan sanoi.

"[Tämä] molemmat maksimoi jäähdytystehon säteilevän jäähdytysmekanismin välityksellä, samalla kun se pysyy läpinäkyvänä auringon säteilyn aallonpituuksilla."

Australian kansallisen yliopiston Andrew Blakers sanoi, että vaikka tämän tutkimuksen kirjoittajilla on vakaa teoreettinen perusta, tämä malli ei todennäköisesti ole toteutettavissa todellisessa maailmassa.

"Valitettavasti paperissa tehdyt vertailut tehdään erityisrakenteiden ja paljaiden aurinkokennojen välillä, eikä kapseloitujen kennojen kanssa [ja] paljaita aurinkokennoja ei koskaan käytetä kentällä", sanoi Bakers, joka on Kestävien Energiajärjestelmien Keskuksen johtaja. (CEP) ANUssa.

”Tavallisella lasi-supersteraatilla on monia toimintoja, kuten sitkeys, naarmuuntumisenkestävyys, rakennelujuus, kosteudenkestävyys, tarttuvuus EVA / silikoniin.

"Lasi-supersteraatti on unohdettava, koska se aiheuttaa liikaa lämmön säteilyn loisabsorptiota - se olisi korvattava substraatilla, jotta moduuli pystyisi kannattavaksi."

Apulaisprofessori Ben Powell Queenslandin yliopisto sanoi, että vaikka tämä lähestymistapa on jännittävä mahdollisuus, kustannukset voivat olla suuremmat kuin hyödyt.

"Jos sitä ei voida valmistaa tarpeeksi halvalla, tehokkuusetuista ja aurinkokennojen korvaamisesta säästökustannuksista saatava ylimääräinen sähkö ei maksa pinnoitusta. Tällöin kukaan ei ole kiinnostunut sen käytöstä", fyysikko sanoi. .

"Se on erittäin tyylikäs ja lupaava idea, mutta on vielä pitkä tie kuljettavana, ennen kuin löydät tämän katonsa päältä."

Tästä huolimatta lehden kirjoittajat ovat vakuuttuneita siitä, että tulevaisuuden kehitys on mahdollista. Seuraava askel on Linxiao Zhun mukaan tämän tutkimuksen soveltaminen käytännön sovelluksiin.

"Vahvistimme tämän suunnittelun erittäin tarkkoilla numeerisilla menetelmillä ja pyrimme nyt kokeilemaan ensimmäisiä prototyyppejä", hän sanoi.

ConversationTämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvaketwitter kuvakeyoutube kuvakeinstagram-kuvakepintrest-kuvakerss-kuvake

 Hanki uusimmat sähköpostitse

Viikkolehti Päivittäinen inspiraatio

UUSIMMAT VIDEOT

Suuri ilmastomuutto on alkanut
Suuri ilmastomuutto on alkanut
by Super User
Ilmastokriisi pakottaa tuhannet ympäri maailmaa pakenemaan, kun heidän kodeistaan ​​tulee yhä asumattomampia.
Viimeinen jääkausi kertoo meille, miksi meidän on pidettävä huolta 2 ℃ lämpötilan muutoksesta
Viimeinen jääkausi kertoo meille, miksi meidän on pidettävä huolta 2 ℃ lämpötilan muutoksesta
by Alan N Williams, et ai
Hallitustenvälisen ilmastomuutospaneelin (IPCC) viimeisimmässä raportissa todetaan, että ilman merkittävää vähennystä…
Maa on pysynyt asuttavana miljardeja vuosia - kuinka paljon onnekkaita saimme?
Maa on pysynyt asuttavana miljardeja vuosia - kuinka paljon onnekkaita saimme?
by Toby Tyrrell
Evoluutio kesti 3 tai 4 miljardia vuotta Homo sapiensin tuottamiseksi. Jos ilmasto olisi täysin epäonnistunut vain kerran siinä…
Kuinka 12,000 XNUMX vuoden takaisen sään kartoittaminen voi auttaa ennustamaan tulevaa ilmastonmuutosta
Kuinka 12,000 XNUMX vuoden takaisen sään kartoittaminen voi auttaa ennustamaan tulevaa ilmastonmuutosta
by Brice Rea
Viimeisen jääkauden loppua, noin 12,000 XNUMX vuotta sitten, leimasi viimeinen kylmävaihe nimeltä Nuoremmat Dryat.
Kaspianmeren on tarkoitus pudota vähintään 9 metriä tällä vuosisadalla
Kaspianmeren on tarkoitus pudota vähintään 9 metriä tällä vuosisadalla
by Frank Wesselingh ja Matteo Lattuada
Kuvittele, että olet rannikolla ja katsot merelle. Edessäsi on 100 metriä karuista hiekkaa, joka näyttää…
Venus oli jälleen kerran maankaltainen, mutta ilmastonmuutos teki siitä asumaton
Venus oli jälleen kerran maankaltainen, mutta ilmastonmuutos teki siitä asumaton
by Richard Ernst
Voimme oppia paljon ilmastonmuutoksesta sisarplaneettamme Venukselta. Venuksen pintalämpötila on tällä hetkellä…
Viisi epäuskoa ilmastoon: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
Viisi ilmastonmuutosta: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
by John Cook
Tämä video on kaatumiskurssi väärässä ilmastotiedossa, jossa esitetään yhteenveto tärkeimmistä argumenteista, joita on käytetty epäilemään todellisuutta…
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
by Julie Brigham-Grette ja Steve Petsch
Pohjoisen Jäämeren merijää peittyy joka vuosi matalaan pisteeseen syyskuun puolivälissä. Tänä vuonna se on vain 1.44…

UUSIMMAT ARTIKKELIT

vihreä energia2 3
Neljä vihreää vetymahdollisuutta Keskilännelle
by Christian Tae
Ilmastokriisin estämiseksi Keskilännen, kuten muun maan, on vähennettävä taloutensa täysin hiilidioksidipäästöistä…
ug83qrfw
Suuri este kysyntään on poistettava
by John Moore, Maan päällä
Jos liittovaltion sääntelyviranomaiset tekevät oikein, sähköasiakkaat Keskilännen alueella voivat pian ansaita rahaa…
ilmastoon istutettavat puut2
Istuta nämä puut parantaaksesi kaupunkielämää
by Mike Williams-Rice
Uusi tutkimus vahvistaa elävät tammet ja amerikkalaiset sycamorit mestareiksi 17 "superpuun" joukossa, jotka auttavat tekemään kaupungeista…
pohjoisen meren pohja
Miksi meidän on ymmärrettävä merenpohjan geologiaa valjastaaksemme tuulet
by Natasha Barlow, kvaternaarisen ympäristönmuutoksen apulaisprofessori, Leedsin yliopisto
Kaikille maille, joilla on helppo pääsy matalalle ja tuuliselle Pohjanmerelle, merituuli on avainasemassa tapaamisessa…
3 metsäpalooppituntia metsäkaupungeille, kun Dixie Fire tuhoaa historiallisen Greenvillen, Kaliforniassa
3 metsäpalooppituntia metsäkaupungeille, kun Dixie Fire tuhoaa historiallisen Greenvillen, Kaliforniassa
by Bart Johnson, maisema -arkkitehtuurin professori, Oregonin yliopisto
Kuumassa, kuivassa vuoristometsässä palava metsäpalo pyyhkäisi kultakuumeen kaupungin Greenvillessa Kaliforniassa 4. elokuuta…
Kiina voi saavuttaa energia- ja ilmastotavoitteet, jotka rajoittavat hiilivoimaa
Kiina voi saavuttaa energia- ja ilmastotavoitteet, jotka rajoittavat hiilivoimaa
by Alvin Lin
Johtajan ilmastohuippukokouksessa huhtikuussa Xi Jinping lupasi, että Kiina "valvoo tiukasti hiilivoimaloita ...
Sinistä vettä kuolleen valkoisen ruohon ympäröimänä
Kartta seuraa 30 vuoden äärimmäistä lumen sulamista Yhdysvalloissa
by Mikayla Mace-Arizona
Uusi kartta äärimmäisistä lumen sulamistapahtumista viimeisten 30 vuoden aikana selventää nopeaa sulamista edistäviä prosesseja.
Lentokone pudottaa punaisen palonestoaineen metsäpaloon, kun tien varrella pysäköidyt palomiehet katsovat oranssiin taivaaseen
Malli ennustaa 10 vuoden metsäpalojen puhkeamista ja sitten asteittaista laskua
by Hannah Hickey-U. Washington
Katse maastopalojen pitkän aikavälin tulevaisuuteen ennustaa aluksi noin vuosikymmenen pituisen metsäpalojen toiminnan,…

 Hanki uusimmat sähköpostitse

Viikkolehti Päivittäinen inspiraatio

Uudet asenteet - uudet mahdollisuudet

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Sisäiset julkaisut. Kaikki oikeudet pidätetään.