Нов тип устройство за преобразуване светлината в електричество

Rectenna - какво е това?

Най-широко известен метод за превръщане на слънчева светлина енергия в електрическа енергия са фотоволтаични (или фотоволтаични панели). Междувременно бе съобщено, че развито друго устройство в състояние да извършва такова преобразуване - rectenna. Wikipedia дава следното определение на това устройство:

Rectenna (от антената на английски изправителна -. Ректификация антена) - устройство, което е нелинейна антена, за преобразуване на енергията поле на вълната, падаща върху него в постоянен ток. Най-простият вариант дизайн ще бъде полувълнов вибратор, който е разположен между устройството оръжие с едностранна проводимост (например диод). В това изпълнение антената е в съответствие с детектора, изходът на който, в присъствието на вълната на падащата появява EMF. За да се увеличи печалбата, такива устройства могат да бъдат комбинирани в мрежа на множество елемент.

Rectenna абсорбира вълните в честотния обхват от 3 кHz до 300 GHz и да ги конвертирате в електричество. В миналото са правени опити да се създаде устройство, ректификация оптични вълни, но на по-ниско ниво на развитие на технологиите, тези антени са били неефективни.

Първият изправителна антената се появи преди повече от 40 години. Те са били използвани за усвояване и преобразуване на енергия от различни честоти, включително инфрачервени вълни. През последните години, технологията е намерил приложение в устройства, работещи на базата на НРД (Комуникацията в близкото поле) и осигуряващи висока честота безжична комуникация на къси разстояния. Днес, NFC се разглежда като алтернатива на Bluetooth. Въпреки това, се опитва да се адаптира rectenna за получаване на видимата светлина все още не са довели до осезаеми резултати.

проект Сколково Tech

Но развитието продължава. Един от проектите за rectenna работа за генериране на електричество, разработен Сколково Tech студенти. Адел Galimov, един от разработчиците на проекта заяви, че основното приложение - това включване или изключване от пазара на съществуващите соларни панели за събиране на слънчева енергия. Фактът, че rectenna използва алтернативен подход за събиране на слънчева радиация, в която слънчева светлина не се разглежда като поток от фотони, както и електромагнитна вълна.

Съществуващите ректификация антена, за да покаже ефективността на 90% в микровълновия диапазон, но ние искаме да използваме подобен подход за конвертиране на инфрачервено лъчение, което представлява около половината от енергията на слънчевата светлина, падаща върху повърхността на Земята.

И тъй като е налице усвояване на инфрачервена светлина на Земята и обекти с последващо излъчване, така че е възможно да се съберат на енергия в тъмното. За това е необходимо да се създаде и синхронизиране част rectenna, основните от които - антена и диод токоизправител (устройство за преобразуване на променлив входен ток в постоянен ток електрически). задача Сколково Tech студентите е именно в разработването и производството на тези елементи, които отговарят характеристики.

Ще има ли нов пробив?

Тази седмица бе съобщено, че с помощта на nanocomponents, американски учени са създали нов тип rectenna да конвертирате светлина директно в постоянен ток.

Първият оптичен rectenna преобразува светлината в DC

В устройствата, разработени от инженерите на Технологичния институт на Джорджия, функциите на въглеродни нанотръби като антена, "вълнуващо" лъчи на слънцето или други източници. Когато светлината вълна достига антената на нанотръбичките, те създават колебания заряд, движещ се през токоизправители миниатюрен вградени в стените на тръбите, които се активират и деактивират при petagertsovoy честота или 10 Hz до 15 градуса, което е милион пъти по-голям от GHz. Резултатът е един малък постоянен ток генерира директно, вместо да използвате поетапен процес, подобен на начина, по-голямата част от слънчеви панели.

"Физически и основните принципи са разбира, - каза ръководител на развитие Baratunde Cola (Baratunde Cola). - Време е да изпробват нови идеи в практиката и да направи работата на устройството. Това стана възможно благодарение на напредъка в развитието на технологии за производство. "

Представители на научни групи, разположени върху силициева подложка милиарди вертикална въглероден нанотръба изолирани един от друг чрез тънък слой от алуминиев оксид. Построява завършен прозрачна плоча, направена от алуминий и калций. Когато попадне светлина нанотръбичките започват да се люлее. Charge се генерира, който след това преминава през изправители. Те конвертирате променливия ток в постоянен чрез способността си да се включва и изключва с голяма честота - до квадрилион пъти в секунда.

Милиарди rectenna комбинирани в масив, ще даде значителна текущата стойност, че демонстрира ефективността на устройства остава под 1%. Изследователите се надяват да се подобри драстично параметрите на тяхното развитие с помощта на оптимизация, и са убедени, че rectenna, която има търговски потенциал, може да получите през годината.

"Ние бяхме най-накрая може да се създаде соларни клетки, които са два пъти по-висока ефективност на стойност десет пъти по-малко, а за мен това е възможност да се промени значително в света - казва Baratunde Cola (Baratunde Cola), асистент, Училище по Машиностроене тях. Джордж У. Уудръф в Технологичния институт на Джорджия. - като надежден, високо-температурни сензори, за rectenna може да бъде разрушителен технология, ако можем да се ефективността от порядъка на един процент. Ако можем да получим по-ефективно, ние ще бъдем в състояние да ги прилага по преобразуване на слънчева енергия и използване на технологиите. "