Новый материал на основе голографических элементов увеличивает эффективность солнечных панелей

Недавно разработанный голографический коллектор света повышает эффективность солнечных панелей, увеличивая преобразование энергии примерно на пять процентов в течение года.

Новый материал на основе голографических элементов увеличивает эффективность солнечных панелей

Энергия, исходящая от Солнца, примерно в 10 000 раз превышает мировые потребностей в источниках питания. Солнечный свет имеет два основных свойства, которые полезны при проектировании систем возобновляемой энергии. Первый — это количество энергии, падающее на фиксированную область, например на землю или крышу дома. Это количество зависит от времени суток и сезона. Второе свойство — это цвет спектра солнечного света.

Один из способов улавливать солнечную энергию — использовать солнечные элементы, которые напрямую превращают солнечный свет в электричество. В солнечных модулях, подобных тем, которые люди размещают на крышах домов, многие элементы собраны на жесткой панели, соединены друг с другом, герметизированы и покрыты защитным стеклом. Солнечный элемент лучше всего работает, когда на него падает солнечный свет определенных цветов и когда вся площадь покрыта фотоэлементами. Однако для соединения ячеек требуется некоторая площадь панели, а форма солнечного элемента может не позволить всей оставшейся площади панели собирать солнечный свет. Эти эффекты делают солнечную панель менее эффективной, чем могла бы быть. Улавливание как можно большего количества солнечного света на солнечной панели имеет решающее значение для эффективного использования солнечной энергии.

Исследователи из Университета Аризоны недавно разработали инновационный метод улавливания неиспользованной солнечной энергии, которая освещает солнечную панель. Как сообщается в Journal of Photonics for Energy (JPE), они создали специальные голографические элементы, которые можно легко вставить в корпус солнечной панели. Каждая голограмма разделяет цвета солнечного света и направляет их на солнечные элементы внутри панели. Этот метод может увеличить количество солнечной энергии, преобразуемой солнечной панелью в течение года, примерно на пять процентов. Небольшой прирост, но даже он сможет заметно снизить стоимость и количество солнечных панелей, необходимых для питания дома, города или страны.

Новый материал на основе голографических элементов увеличивает эффективность солнечных панелей

Источник: Zhao, Chrysler, and Kostuk.

Оптический элемент голографического коллектора света расположен симметрично в центре фотоэлектрического модуля для получения максимально эффективного сбора света.

Разработанный голографический светоприемник сочетает в себе недорогой голографический оптический элемент с диффузор. Оптический элемент расположен симметрично в центре фотоэлектрического модуля для получения максимально эффективного сбора света.

Команда вычислила ежегодное улучшение выработки энергии для Тусона, штат Аризона, и представила воспроизводимый метод оценки эффективности сбора энергии голографическим светоприемником в зависимости от углов солнца в разное время дня, в разное время года и в разное географическое положение. локации.

По словам главного редактора JPE, коллектор и связанный с ним метод заслуживают особого внимания, потому что они дешевы, масштабируемы и эффективны. Использование этой техники может иметь большое влияние при масштабировании даже до небольшой доли из сотен гигаватт фотоэлектрических систем, устанавливаемых по всему миру. 

Авторы работы воодушевлены результатами своих исследований и надеются на продолжение работы по оптимизации выхода энергии голографических светоприемников путем экспериментальной оценки материалов.

Читайте также

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra — обзор складного смартфона с Snapdragon 8 Elite Gen 5 и батареей 5000 мАч

Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra — обзор складного смартфона с Snapdragon 8 Elite Gen 5 и батареей 5000 мАч