Solarni prozori - prozirni solarni koncentratori

Tim istraživača sa Sveučilišta u Michiganu, na čelu s Richardom Luntom, razvio je jedinstveni solarni koncentrator koji može pretvoriti samo dio sunčevog spektra u ultraljubičast, koji ljudsko oko nije vidljivo. Materijal je proziran do vidljive svjetlosti, što znači da se takvi prozirni solarni paneli mogu lako umetnuti umjesto prozorskog stakla, dok će prozor izgledati potpuno poznato, poput običnog stakla u njemu, ali električna energija će se stvarati usput. Razvoj je nazvan "prozirnim luminiscentnim solarnim koncentratorom".

Već su nadaleko poznati obojeni luminescentni solarni koncentratori u kojima se dio spektra zračenja na koncentrator upija u obojeni gornji sloj, a zatim ponovno zrači s većom valnom duljinom. Zatim se kroz drugi, prozirni sloj, zračenje usmjerava na bočnu stranu koncentratora, gdje se nalazi linija fotodioda koji pretvaraju zračenje u električni napon.

Kada izravna sunčeva svjetlost udari u gornji sloj vodilice, on ima određeni smjer. Ali kada se dogodi ponovno zračenje, nakon što apsorbira sunčevu svjetlost, zrake svjetlosti već imaju različite smjerove. Ispada da se otprilike ista količina svjetlosti emitira u različitim smjerovima.

Ako je kut upada rediziranih zraka na sučelju staklo-zrak veći od određene vrijednosti, tada se refleksija događa natrag unutar čaše, zatim zrake padaju na suprotnu granicu, tamo se opet reflektiraju pod istim kutom, i tako nakon nekoliko refleksija na kraju greda pogodi bočno lice čvorište. Na bočnom licu je vladar fotodiode, koja pretvara energiju zraka u električnu energiju.

Zbog činjenice da se ponovno pojavljivanje svjetlosti događa jednoliko u svim smjerovima, većina, gotovo 80%, pada na staklene granice pod kutom koji je točno više nego kritičan, pa se zbog toga prenosi u liniju fotodioda na bočnim stranama čaša.

Dakle, solarni koncentratori imaju sljedeće prednosti:

• prvo, za razliku od klasičnih solarnih panela, gdje fotoelektrični pretvarači pokrivaju cijelu površinu, ovdje se pretvarači nalaze na licima, to smanjuje troškove;

• drugo, zbog svoje prozirnosti takvu glavčinu možete umetnuti kao obično prozorsko staklo.

No, postoje i nedostaci, od kojih je prvi niska učinkovitost, jer je ovdje znatno niža od one konvencionalne solarne pločea drugo je da svjetlost koja pada u sobu nije čista, već blago crvenkasta. Drugim riječima, obični prozirni solarni koncentrator je još uvijek "u boji", a nije proziran.

Drugi propust uklonili su istraživači sa Sveučilišta u Michiganu. Znanstvenici su gornji sloj organskih molekula napravili s posebnim svojstvom. Oni apsorbiraju ne samo ultraljubičast, već i dio infracrvenog spektra, a zatim ga ponovo emitiraju u infracrveno svjetlo, ali s različitom valnom duljinom.

Kao rezultat toga, znanstvenici su dobili potpuno novi radni koncentrator, koji ne apsorbira i ne zrači u vidljivom rasponu spektra, tj. Ljudsko oko ga doživljava kao obično prozirno staklo.

Dobiveni parametri omogućuju široko uvođenje ove tehnologije za razne primjene. Ovaj prozorski prozori zgrada, uključujući visokogradnje, čija se pročelja mogu u potpunosti opremiti takvim prozirnim pločama. To su zasloni raznih mobilnih uređaja, kao što su e-knjige, tableti, pametni telefoni.Glavni zadatak programera jest učiniti solarne koncentratore nevidljivim, poput običnih naočala.

Richard Lunt napominje da unatoč prvom koraku treba još puno raditi na poboljšanju, na prvom mjestu - poboljšanju učinkovitosti novog čvorišta. Sada je postignuta učinkovitost pretvaranja solarne energije u uzorak od 1%, ali programeri kažu da im je u ovom trenutku cilj povećati na 5%. Učinkovitost najboljih obojenih svjetlosnih pretvarača u boji doseže 7%.