Слънчеви панели улавят светлината, топлината ще се удвоят ресурс, популярното списание Механика

Слънцето осигурява нашата планета със светлина и топлина. Човекът отдавна се научили да използват светлината си, за да генерира електричество с помощта на слънчеви панели, но какво да кажем за жегата? Дали това е възможно по някакъв начин да конвертирате слънчевата топлина в полезна енергия?

Откакто 1961 се е смятало, че е налице абсолютна теоретична граница, известна като граница на Шокли-Kvayssera, което ограничава ефективността на преобразуване на слънчева енергия елементи на конвенционален дизайн. За odnocloynyh соларни клетки, които са силиконови днес се използва в по-голямата част от панели, максимална ефективност е около 32%. Днес науката знае начина, по които ще заобикалят това ограничение и увеличаване на цялостната ефективност на реализация. Сред тях са добре проучени метод за създаване на многослойни елементи, използването на оптични филтри. както и метода на предварително превръщане на слънчевата енергия в топлина, и едва след това - в електричество.

Светлината, излъчвана от това устройство е калибриран точно в такава дължина на вълната, че слънчевата клетка работи при максимална ефективност. За тази цел специални nanophotonic кристали. които могат да бъдат формулирани така, че да излъчва светлина при нагряване с точна дължина на вълната. В обичайния случай, слънчеви батерии или photoacid преобразува светлината в електричество без междинни етапи с отопление.

В експерименти, проведени в MIT nanophotonic кристали бяха вградени в система с вертикално подравнени въглеродни нанотръби, където те се нагряват до температура 1000 ° С за налагане Затопля, nanofobnye кристали започват да излъчват светлина в тесни граници, което точно отговаря на това, което е в състояние да абсорбира photoacid за генериране на електричество.

За да докаже надеждността на тази техника, учените са провели серия от експерименти с използването на фотоволтаична клетка и termofotogeneratora STPV - първо при пряка слънчева светлина, а след това с пълни слънчеви блокиране фотоклетка, покрити само поради вторична радиация от фотонни кристали. Резултатите потвърдиха, че реалната производителност отговаря Проведените измервания.

Новият метод може да се използва в съществуващите централи за концентрирана слънчева енергия, в която система от лещи и огледала ще се фокусира слънчева светлина, за да се получи високи температури. Един допълнителен компонент на такава единица може да бъде оптичен филтър, който пропуска светлина на желаната дължина на вълната на соларната клетка и отразява други дължини на вълните обратно за повторно абсорбира въглеродни нанотръби и поддържа температурата на фотонни кристали.

За съжаление, в близко бъдеще няма да видим за слънчеви панели на покривите наблизо, основани на termofotogeneratorov: учените все още работят върху това как да се движи тази технология от лабораторията към реалния свят.

Този малък viderolikov демонстрира някои от предишните постижения на учените в Масачузетския технологичен институт за разработване на слънчева termofotogeneratorov STPV: