Cửa sổ năng lượng mặt trời - bộ tập trung năng lượng mặt trời trong suốt

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Michigan, do Richard Lunt dẫn đầu, đã phát triển một bộ tập trung năng lượng mặt trời độc đáo, chỉ có thể chuyển đổi một phần quang phổ mặt trời thành tia cực tím, không thể nhận biết được bằng mắt người. Vật liệu này trong suốt với ánh sáng khả kiến, có nghĩa là các tấm pin mặt trời trong suốt như vậy có thể dễ dàng lắp vào thay vì kính cửa sổ, trong khi cửa sổ sẽ trông hoàn toàn quen thuộc, giống như kính thông thường trong đó, nhưng điện sẽ được tạo ra trên đường đi. Sự phát triển được gọi là "bộ tập trung năng lượng mặt trời phát quang trong suốt."

Các bộ tập trung năng lượng mặt trời phát quang màu đã được biết đến rộng rãi, trong đó một phần phổ của sự cố bức xạ trên bộ tập trung được hấp thụ ở lớp trên màu, sau đó được điều chỉnh lại với bước sóng dài hơn. Sau đó, thông qua lớp thứ hai, trong suốt, bức xạ được hướng vào mặt bên của bộ tập trung, nơi đặt dòng photodiod chuyển đổi bức xạ thành điện áp.

Khi ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu vào lớp trên cùng của trung tâm, nó có một hướng nhất định. Nhưng khi bức xạ lại xảy ra, sau khi ánh sáng mặt trời được hấp thụ, các tia sáng đã có các hướng khác nhau. Nó chỉ ra rằng khoảng một lượng ánh sáng được phát ra theo các hướng khác nhau.

Nếu góc tới của các tia được chiếu lại ở giao diện không khí thủy tinh lớn hơn một giá trị nhất định, thì sự phản xạ xảy ra trở lại bên trong kính, sau đó các tia rơi vào ranh giới đối diện, chúng lại bị phản xạ ở cùng một góc, và sau đó một vài lần phản xạ ở phía cuối trung tâm. Trên mặt là một cây thước photodiod, chuyển đổi năng lượng của tia thành điện.

Do sự phát xạ lại ánh sáng xảy ra đồng đều theo mọi hướng, hầu hết, gần 80%, rơi vào các đường viền thủy tinh ở một góc chính xác hơn mức quan trọng, và do đó được chuyển sang dòng photodiodes ở mặt bên của kính.

Do đó, các bộ tập trung năng lượng mặt trời có những ưu điểm sau:

• Thứ nhất, không giống như các tấm pin mặt trời thông thường, nơi các bộ chuyển đổi quang điện bao phủ toàn bộ bề mặt, ở đây các bộ chuyển đổi được đặt trên các mặt, điều này giúp giảm chi phí;

• thứ hai, do tính trong suốt của nó, một hub như vậy có thể được chèn như kính cửa sổ thông thường.

Nhưng cũng có những nhược điểm, thứ nhất là hiệu quả thấp, bởi vì ở đây nó thấp hơn nhiều so với tấm pin mặt trời thông thườngvà thứ hai là ánh sáng rơi vào phòng không sạch, nhưng hơi đỏ. Nói cách khác, một bộ tập trung năng lượng mặt trời trong suốt thông thường vẫn là màu sắc và không trong suốt.

Lỗ hổng thứ hai đã được loại bỏ bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Michigan. Các nhà khoa học đã tạo ra lớp trên cùng của các phân tử hữu cơ với một tính chất đặc biệt. Chúng hấp thụ không chỉ tia cực tím, mà còn là một phần của phổ hồng ngoại, sau đó phát lại nó thành ánh sáng hồng ngoại, nhưng với bước sóng khác.

Kết quả là, các nhà khoa học đã thu được một bộ tập trung làm việc hoàn toàn mới, không hấp thụ và không tỏa ra trong phạm vi nhìn thấy của quang phổ, nghĩa là nó được mắt người nhìn nhận như thủy tinh trong suốt thông thường.

Các tham số thu được cho phép giới thiệu rộng rãi công nghệ này cho các ứng dụng khác nhau. Đây là những ô cửa sổ của các tòa nhà, bao gồm cả những tòa nhà cao tầng, có mặt tiền có thể được trang bị đầy đủ với các tấm trong suốt như vậy. Đây là những màn hình của nhiều thiết bị di động khác nhau, như sách điện tử, máy tính bảng, điện thoại thông minh.Nhiệm vụ chính của các nhà phát triển là làm cho các bộ tập trung năng lượng mặt trời trở nên vô hình, giống như kính thông thường.

Richard Lunt lưu ý rằng mặc dù bước đầu tiên, vẫn có rất nhiều công việc phải cải thiện, ngay từ đầu - cải thiện hiệu quả của trung tâm mới. Hiệu quả của việc chuyển đổi năng lượng mặt trời bằng mẫu 1% hiện đã đạt được, nhưng các nhà phát triển nói rằng tại thời điểm này, mục tiêu của họ là tăng nó lên 5%. Hiệu suất tốt nhất của các bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời phát quang đạt 7%.

Comments

[#1]

Rõ ràng, tương lai thuộc về các tập trung minh bạch. Với sự gia tăng hiệu quả lên tới 5%, chúng sẽ thay thế rất nhiều, những tấm pin mặt trời đã quen thuộc và trong phân khúc hộ gia đình có thể bị đông đúc.