Ученые разработали рекордно эффективные термосолнечные панели с КПД 29%

Четверг, 01 Августа 2019 Автор:
Ученые разработали рекордно эффективные термосолнечные панели с КПД 29%

Эффективность солнечных панелей представляет собой преобразование поступающего солнечного света в электричество. В течение 15 лет эффективность фотобатарей оставалась на уровне 23%. Однако с последним достижением эффективность увеличилась до 29%.

Последний эксперимент, проведенный учеными из Калифорнийского университета в Беркли, повысил эффективность солнечных элементов за счет объединения фотоэлектрических и термоэлектрических процессов.

Есть различия между фотоэлектрическим процессом и термоэлектрическим методом производства электрической энергии. В фотоэлектрическом процессе цепочка поставки энергии начинается с Солнца, а заканчивается солнечной панелью, производящей энергию.

В термоэлектрическом процессе источником энергии может быть любой горячий объект, в том числе и Солнце, – которое посылает инфракрасное излучение в термофотовольтаические ячейки, которые затем вырабатывают электричество.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли объединили эти два процесса, чтобы повысить общую эффективность солнечных панелей с 23% до 29%. Это стало возможным благодаря Зунаиду Омару, Луису М. Пазосу Аутону и Эли Яблоновичу, которые работали над ультраэффективным термофотовольтаическим преобразованием энергии с помощью спектральной фильтрации на краю полосы.

Солнечная панель достигла этой эффективности после того, как был добавлен слой фотоотражающего зеркала за фотоэлементом. Это зеркало создает плотный фотонный газ внутри солнечного элемента, который увеличивает напряжение. Зеркало также отражает тепловые фотоны, давая им еще один шанс быть поглощенным солнечным элементом для создания электричества.

Команда использовала золотое зеркало, чтобы повысить эффективность до 29%. По словам исследователей, эффективность можно также увеличить до 36%, добавив диэлектрический слой над поверхностью золота. Команда уверена, что эффективность может быть увеличена до 50% с помощью некоторых дополнительных методов-бенефициаров, уже известных ученым.

Как только солнечная панель достигает 50% эффективности, ее применение практически безгранично. Эти солнечные панели могут быть особенно полезны при дальних космических путешествиях. Зонды, которые уходят далеко в космос, могут получать электричество от этих фотоэлектрических элементов на протяжении веков.

По словам исследователей, термоэлектрические элементы, используемые для повышения эффективности солнечных элементов, очень компактны. Они могут питать электронные устройства мощностью 100 Вт и беспилотные летательные аппараты с такой же мощностью. Это значит, что летающие дроны могут быть в небе целыми днями без перезарядки. А в будущем, целый дом может работать от генератора размером с конверт.

За последние несколько лет продажи солнечных батарей действительно набрали обороты. Народы всего мира вкладывают миллиарды в возобновляемую энергию. 

Автор:

Следите за новостями в социальных сетях:

Спасибо, я уже в группе