Дивовижна технологія дасть змогу сонячним батареям збирати більше світла та енергії

Дослідники з Університету Ріцумейкан (Японія) розробили модель листового люмінесцентного сонячного концентратора (LSC), яка обіцяє подолати обмеження завдяки поліпшенню збору і передачі світла на фотоелектричні елементи. Про цю інновацію пише ЗМІ Interesting Engineering.

Люмінесцентні сонячні концентратори можуть вловлювати розсіяне світло і використовуються у фотоелектричних системах. Нова конструкція у вигляді кленового листа підвищує ефективність збору фотонів, знижує втрати і робить систему більш адаптованою і замінною, що може призвести до широкого використання сонячних концентраторів.

Основна проблема масштабованості спонукала експертів розробити LSC у вигляді листя, використовуючи дрібні, взаємопов'язані люмінесцентні компоненти, які діють подібно до справжнього листя. У дослідженні зазначається, що ця інноваційна установка передбачає розміщення люмінесцентних пластин навколо центрального волокна так, щоб сторони пластин були звернені до нього. Таке розташування дає змогу перетворювати фотони, що падають, на фотони ФЛ за допомогою пластин, які потім проходять через волокно та збираються на його кінчику фотоелектричним осередком.

Прозорі світловоди з'єднували кілька волокон з одним фотоелектричним осередком, підвищуючи ефективність завдяки збільшенню площі збору світла і мінімізації втрат фотонів через самопоглинання і розсіювання. У результаті нової конструкції модульного сонячного концентратора вченим вдалося поліпшити ефективність збору фотонів завдяки меншим розмірам окремих модулів.

Розмір квадратного листа LSC зменшився з 50 мм до 10 мм, що значно підвищило ефективність. Модульна конструкція також дає змогу легко замінювати пошкоджені блоки та легко інтегрувати нові люмінесцентні матеріали в міру їхнього розроблення. Експерименти показали, що оптичну ефективність цих листоподібних структур можна розрахувати аналітично.

Автори дослідження підвищили ефективність своїх пристроїв до рівня, необхідного для практичного використання, і відкрили шлях до більш гнучких і масштабованих рішень у сфері сонячної енергетики. Нова технологія дає змогу створювати великомасштабні установки для створення інтегрованих фотоелектричних систем.

Експерти вважають, що з розвитком технологій листовий LSC обіцяє значно підвищити продуктивність сонячних енергетичних систем і зробити внесок у більш стійкі енергетичні рішення.