Naujasis holografinis šviesos kolektorius padidina saulės kolektoriaus efektyvumą

Holografinis šviesos kolektorius atskiria saulės spindulių spalvas ir nukreipia jas į kraujo ląsteles. Kreditas: R.K. Kostukas, Arizonos universitetas

Hologramos padidina saulės energijos efektyvumą

Naujai sukurtas holografinis šviesos kolektorius padidina saulės kolektoriaus efektyvumą, kad energijos konversija padidėtų maždaug 5% per metus.

Energijos, gaunamos iš saulės šviesos, kiekis yra 10 000 kartų didesnis, nei reikia pasaulio energijos poreikiams patenkinti. „Ar“ šviesa turi dvi pagrindines savybes, kurios yra naudingos kuriant atsinaujinančios energijos sistemas. Pirmoji yra jėga, krentanti ant fiksuoto ploto, pavyzdžiui, žemės ar žmogaus stogo. Šis skaičius skiriasi priklausomai nuo dienos: sezono. Antroji savybė yra šviesos spalvos ar spektras.

Vienas iš būdų surinkti saulės energiją yra naudoti saulės elementus, kurie tiesiogiai paverčia elektrą elektra. Saulės modulyje, kai žmonės jį uždeda ant savo stogo, daugelis elementų yra sumontuoti ant standaus skydo, sujungiami, uždaromi ir uždengiami apsauginiu stiklu. Saulės elementas geriausiai veikia, kai ant jo krenta tam tikros saulės šviesos spalvos, kai visas plotas yra padengtas fotoelementais. Tačiau norint prijungti elementus, reikalinga tam tikra skydo sritis, kameros kamera gali neleisti visoms kitoms skydelio sritims rinkti saulės spindulių. Dėl šių efektų AR baterija yra mažiau efektyvi nei galėjo būti. Gauti kuo daugiau saulės spindulių ant saulės kolektoriaus galima efektyviai naudoti saulės energiją.

Arizonos universiteto mokslininkai neseniai sukūrė naujovišką būdą, kaip panaudoti nepanaudotą saulės energiją, kuri apšviečia saulės kolektorių. Kaip pranešta „Photonics“ žurnalas „Energija“ (JPE), jie sukūrė specialias hologramas, kurias galima lengvai įdėti į akumuliatorių. Kiekviena holograma atskiria saulės šviesos spalvas, nukreipdama jas į kraujo ląsteles, esančias saulės skydelyje. Šis metodas per vienerius metus gali padidinti konvertuojamos saulės energijos kiekį maždaug penkiais procentais. Tai sumažins jūsų namų, miesto ar šalies energijos tiekimui reikalingų saulės baterijų kainą ir skaičių.

Tyrimą palaikė QESST inžinerinių tyrimų centras, remiamas JAV Nacionalinio mokslo fondo ir JAV Energetikos departamento, siekiant išspręsti elektros energijos gamybos pertvarkymo iššūkį, siekiant patenkinti augančius energijos poreikius.

Maža kaina, stabilus dizainas

Sukūrė doktorantas Jianbo Hao, prižiūrimas Raymondo Kostuko, elektros ir kompiuterių inžinerijos profesoriaus, daktaro laipsnio. Bendradarbiaujant su studentu Benjaminu Chrysleriu, holografinis šviesos kolektorius sujungia pigų holografinį optinį elementą su difuzoriumi. Optinis elementas simetriškai dedamas į fotoelektros modulio centrą, kad gautų efektyviausią šviesos rinkinį.

Holografinis šviesos kolektorius optiniams elementams

Optinis holografinio šviesos kolektoriaus elementas yra simetriškai dedamas į fotoelektros modulio centrą, kad būtų gaunama efektyviausia šviesos kolekcija. Paskola Zhao, „Chrysler“, „Kostuk“, doi 10.1117 / 1.JPE.11.027002:

Komanda apskaičiavo metinį energijos derliaus pagerėjimą Tuksone, Arizonoje, ir pristatė atkuriamą metodą, kaip įvertinti holografinio šviesos kolektoriaus surinkimo galią kaip saulės kampų funkciją skirtingu paros metu, skirtingu laiku ir skirtingos geografinės vietos.

Pasak Seano Ahino, JPE vyriausiojo redaktoriaus iš Bolderio universiteto Kolorade, kolekcionieriaus metodas ypač vertas dėmesio, nes jis yra nebrangus, didelio masto ir įtakingas. „Metinės saulės energijos pasėlių padidinimas maždaug penkiais procentais, kurį įgalina ši technologija, gali turėti didelę įtaką, jei net nedidelė dalis visame pasaulyje sumontuotų 100 gigavatų fotoelektros elementų galėtų būti pristatyta dideliu mastu. Profesoriaus Kostuko komanda pademonstravo savo holografinį požiūrį naudodama pigių medžiagų, pagamintų iš želatinos, pagamintą dideliais kiekiais. Nors želatina dažniausiai gaunama iš gyvūninio kolageno, laboratorijos pagamintų variantų pažanga leido plačiai naudoti sintetines alternatyvas.

Zhao և և bendraautoriai skatinami remiantis jų tyrimų rezultatais. Եւ tikisi tolesnio darbo, kad būtų toliau optimizuota holografinių šviesos kolektorių energija, atliekant eksperimentinį medžiagų vertinimą.

Nuoroda. Yanbo Hao, Benjamino Chryslerio, Raymondo Kostuko, 2021 m., „Holografinė mažos koncentracijos optinė sistema, didinanti įprastų saulės baterijų šviesos rinkimo efektyvumą“. Gegužės 25 d. „Photonics“ žurnalas „Energija“,
DOI: 10.1117 / 1. JPE.11.027002:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.