Як працює найпотужніша сонячна панель у світі: особливості технології Leaf LSC

Учені розробляють нові технології для генерування сонячної енергії. Однією з альтернатив є листові люмінесцентні сонячні концентратори, про які розповіло видання ecoticias.com.

Більшість концентруючих сонячних колекторів залежать від дзеркал і лінз, щоб фокусувати сонячні промені на фотоелектричних елементах (ФЕ). Цей метод працює добре, але вони погано збирають розсіяне світло і не будуть добре інтегруватися в міське середовище. Люмінесцентні сонячні концентратори (ЛСК) обходять ці обмеження за допомогою люмінесцентних матеріалів, які поглинають сонячне світло, а потім випромінюють поглинені фотони фотолюмінесцентним способом у напрямку ФЕ-елементів для перетворення енергії.

Однак є і проблеми, наприклад, так зване самопоглинання, коли повторно поглинуті фотони знову поглинаються в хвилеводі, і це знижує загальну ефективність. У підсумку, ЛСК були обмежені певною кількістю нішевих додатків, таких як вбудовані в будівлі фотоелектричні елементи, де їх напівпрозорі, напівпрозорі, конструкції є естетичним бонусом у порівнянні з простим виробленням енергії.

Щоб вирішити негаразди з масштабованістю дослідники придумали Leaf LSC (листовий ЛСК — ред.), який нагадує конструкцію дерева. Це невелика люмінесцентна пластина ("лист"), розташована на центральному люмінесцентному волокні ("стеблі"). Вхідні фотони поглинаються таким листом, а потім перетворюються на фотони PL і спрямовуються через волокно до фотоелемента PV, який знаходиться на кінчику листа.

Конструкція ця модульна на всіх рівнях, що значно збільшує ефективність усієї установки. Вона проста в обслуговуванні — пошкоджені частини дуже легко замінити.

Ефективність системи додатково підвищується за рахунок технологій традиційних ЛСК, таких як дзеркала і тандемні сонячні панелі. Втрата фотонів через самопоглинання і розсіювання мінімізує кількість доступного світла, що потрапляє у фотоелементи. Світловоди, які лінеаризують кілька волокон в один фотоелемент, збільшують площу падіння — енергію, вловлювану випадково, при цьому зберігаючи високу ефективність.

"Насправді, Leaf LSC так само важливий, як і будь-який прорив у сонячній енергетиці, і сфера застосування простягається далеко за межі його інноваційного дизайну. Згідно з передовими аналітичними методами, описаними в журналі Journal of Photonics for Energy, Leaf LSC можна оптимізувати, підвищивши продуктивність завдяки розширенню світлового спектра і збільшенню інтенсивності сонячного світла", — пише ЗМІ.

ЛСК легко інтегрується в різні системи генерування чистої енергії. Здатність збирати розсіяне світло робить їх важливим елементом сонячних електростанцій у містах, де системи відновлюваної енергії часто важко інтегрувати в наявну інфраструктуру.

Раніше ми писали про те, що студент зробив сонячну панель своїми руками. Американець Роберт Сміт сам зібрав сонячну панель потужністю 63 Вт і написав покрокову інструкцію, яку оснастив фотографіями для ілюстрації процесу роботи.