Aurinkoikkunat - läpinäkyvät aurinkokonsentraattorit

Michiganin yliopiston tutkijaryhmä, jota johtaa Lunt Richard Lunt, on kehittänyt ainutlaatuisen aurinkokonsentraattorin, joka voi muuttaa vain osan aurinkospektristä ultravioletiksi, jota ihmisen silmä ei havaitse. Materiaali on läpinäkyvää näkyvälle valolle, mikä tarkoittaa, että sellaiset läpinäkyvät aurinkopaneelit voidaan asentaa helposti ikkunalasin sijasta, kun taas ikkuna näyttää täysin tutulta, kuten tavallinen lasi siinä, mutta sähköä syntyy matkan varrella. Kehitystä kutsuttiin "läpinäkyväksi luminoivaksi aurinkokonsentraattoriksi".

Värilliset luminesoivat aurinkokonsentraattorit ovat jo laajalti tunnettuja, joissa osa väkevöinnissä tapahtuvasta säteilyn spektristä absorboituu värilliseen ylempään kerrokseen, jota sitten säteilytetään pidemmällä aallonpituudella. Sitten toisen läpinäkyvän kerroksen läpi säteily johdetaan keskittimen sivupintaan, missä sijaitsee fotodiodien linja, joka muuntaa säteilyn sähköjännitteeksi.

Kun suora auringonvalo osuu navan yläkerrokseen, sillä on tietty suunta. Mutta kun uusi säteily tapahtuu, auringonvalon imeytymisen jälkeen valonsäteillä on jo eri suunnat. Osoittautuu, että suunnilleen sama määrä valoa säteilee eri suuntiin.

Jos uudelleen säteilytettyjen säteiden laskukulma lasi-ilmarajapinnalla on suurempi kuin tietty arvo, heijastus tapahtuu takaisin lasin sisällä, sitten säteet putoavat vastakkaiselle rajalle, siellä heijastuvat jälleen samaan kulmaan, ja niinpä muutaman heijastuksen jälkeen lopussa palkki osuu sivupintaan. napa. Sivupuolella on viivain valodiodit, joka muuntaa säteiden energian sähköksi.

Koska valon heikkeneminen tapahtuu tasaisesti kaikkiin suuntiin, suurin osa siitä, lähes 80%, putoaa lasin reunoille kulmassa, joka on tarkalleen kuin kriittinen, ja siksi se siirretään fotodiodien viivalle lasin sivupinnoilla.

Siten aurinkokonsentraattoreilla on seuraavat edut:

• ensinnäkin, toisin kuin tavanomaiset aurinkopaneelit, joissa valosähköiset muuntimet peittävät koko pinnan, tässä tapauksessa muuntimet sijaitsevat pinnoilla, tämä vähentää kustannuksia;

• toiseksi sellainen napa voidaan läpinäkyvyytensä vuoksi asettaa kuten tavallinen ikkunalasi.

Mutta on myös haittoja, joista ensimmäinen on alhainen hyötysuhde, koska tässä se on paljon alhaisempi kuin perinteiset aurinkopaneelitja toinen on, että huoneeseen putoava valo ei ole puhdasta, vaan hieman punertavaa. Toisin sanoen tavallinen läpinäkyvä aurinkokonsentraattori on silti “väri” eikä läpinäkyvä.

Michiganin yliopiston tutkijat poistivat toisen puutteen. Tutkijat ovat tehneet orgaanisten molekyylien yläkerroksen, jolla on erityinen ominaisuus. Ne eivät absorboi vain ultraviolettiyhdistelmää, vaan myös osa infrapunaspektriä, emittoivat sen sitten uudelleen infrapunavaloon, mutta eri aallonpituudella.

Seurauksena on, että tutkijat saivat täysin uuden työskentelykonsentraattorin, joka ei absorboi eikä säteile säteilyalueella, ts. Ihmisen silmä havaitsee sen tavallisena läpinäkyvänä lasina.

Saadut parametrit mahdollistavat tämän tekniikan laajan käyttöönoton useissa sovelluksissa. Tämä rakennusten ikkunaikkuna, mukaan lukien korkea kerrostalo, jonka julkisivut voidaan varustaa täysin sellaisilla läpinäkyvillä paneeleilla. Nämä ovat erilaisten mobiililaitteiden, kuten e-kirjojen, tablet-laitteiden, älypuhelimien, näytöt.Kehittäjien päätehtävänä on tehdä aurinkokonsentraattoreista näkymättömiä, kuten tavalliset lasit.

Richard Lunt toteaa, että ensimmäisestä vaiheesta huolimatta on vielä paljon tehtävää parantamiseksi, ensinnäkin - uuden keskittimen tehokkuuden parantamiseksi. Nyt aurinkoenergian muuntaminen 1%: n näyteksi on nyt saavutettu, mutta kehittäjät sanovat, että heidän tavoitteenaan on tällä hetkellä nostaa se 5%: iin. Parhaiden värillisten luminesoivien aurinkomuuntimien hyötysuhde saavuttaa 7%.