ЕЛЕКТРОПРОИЗВОДСТВО – on line

АЕЦ Козлодуй - данни за електропроизводството

Генерация и товар на ЕЕС в реално време


Самоохлаждащите се слънчеви батерии ще работят по-дълго време

31.07.2014

Изглежда, че учените са успели да преодолеят едно от главните препятствия за развитието на високоефективни и с дълъг живот слънчеви батерии

 

Сега даже и под припичащото слънце по пладне фотоволтаичните панели могат да си останат прохладни.

Група изследователи, работещи начело с професора от Стенфордския университет Шанхуй Фан (Shanhui Fan), в опитен образец към повърхността на обикновена слънчева батерия е бил добавен слой от кварцово стъкло. Той е позволил на панелите да се избавят от нежеланото инфрачервено облъчване. Изследователите са описали иновационната методика в списание Optica.

Фотоволтаичните батерии са най-перспективната и широко използвана технология за ВЕИ на съвременния пазар. Въпреки, че те са леснодостъпни и прости за производство, даже най-добрите от тях преобразуват в електрическа енергия само чест от слънчевата, която попада върху тях.

Удивително голяма част от слънчевата енергия отива за нагряване, даже за прегряване, на клетките на слънчевите батерии. Обикновено температурата им достига до 55 оС и даже повече.

Прегряването съществено влошава ефективността и може забележимо да съкрати срокът за ефективната им експлоатация. Активното охлаждане, вентилацията, охлаждащите течности засега не помагат за оптимизиране на системата.

Предложената от американците конструкция позволява да се избегне този проблем, чрез по-елегантен пасивен подход към охлаждането. Миниатюрните пирамидални или конусовидни структури от съвсем тънък слой кварцово стъкло пренасочват нежелателната топлина като инфрачервено излъчване от повърхността на слънчевите батерии обратно в атмосферата.

Нашият нов подход може да понижи работната температура на слънчевите батерии пасивно, повишавайки ефективността на преобразуване на енергията и увеличаване на срока за експлоатация на слънчевите батерии, пишат авторите на изследването. Тези две предимства обуславят следващите успехи и усъвършенстване на технологията на слънчевите елементи, уверена е групата на Фан.

Слънчевите батерии директно преобразуват слънчевите лъчи в електрическа енергия. Когато фотоните светлина попадат в преходите на полупроводника на фотоелементите на панела, те освобождават електрони от атомите. Те от своя страна предизвикват протичане на ток по веригата. Най-успешните и широко използваните силициеви полупроводници засега преобразуват по-малко от 30% от енергията попадаща от слънцето върху тях.

Слънчевата енергия, която не се преобразува в електрическа, генерира излишно количество топлина, която неумолимо снижава ефективността на батерията. С всеки градус повишаване на температурата, ефективността на преобразуване на клетката спада с около 0,5%. Това намаляване е доста значително и слънчевата енергетика инвестира значителни средства за решаването на този проблем.

Изследователите са използвали базовите знания за пречупването на светлината. Работата е в това, че светлинните вълни с различна дължина си взаимодействат със слънчевите клетки по различен начин: видимата светлина е най-ефективна за генериране на електроенергия, но същевременно инфрачервената светлина е по ефективна за провеждане на топлината. Вълните с различна дължина също се пречупват по различен начин, в зависимост от вида и формата на материала, през който преминават.

Видимата светлина свободно преминава през допълнителен слой кварцово стъкло, а инфрачервената се пречупва (отразява).

“Силицият е прозрачен за видимия спектър, но благодарение на фини манипулации може да пречупва светлина с много специфични дължини на вълната, – коментира Фан. – Щатемно разработеният от нас слой от силициев двуокис не влошава характеристиките на слънчевия елемент, но повишава излъчването в зададеният диапазон от топлинни вълни за по-ефективно транспортиране на топлината в клетката”.

По време на изследванията учените са проверили два различни силициеви слоя: плоска повърхност с дебелина около 5 mm и тънък слой от микроконуси с дебелина няколко микрона. Микроконусите могат да се ориентират по такъв начин, че те да пренасочват само нежеланата инфрачервена светлина от слънчевия елемент обратно в космоса. Вторият вариант е бил признат за идеален.

Трябва да отбележим, че предишните системи имат още един недостатък, който се състой в това, че при повишена температура слънчевите батерии стареят много по-бързо. Пасивното охлаждане ще позволи да се отделя излишната топлина, без да се губи енергия от основните преобразувателни елементи.

Следващата стъпка ще бъде демонстрационен модел на слънчев панел с охлаждане на фотоелектричните преобразуватели чрез излъчване на топлинните лъчи навън.

Източник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=1835294

Tags: , ,

Comments are closed.

Тема на седмицата

Тежките метали и мисли за бъдещето – изводи от конференцията ТЖМТ

През октомври в руския град Обнинск, известен с това, че там е изградена първата атомна електроцентрала в света, се събраха специалисти от десетина държави...

Още »

АЕЦ “Козлодуй” постави рекорд по време на ПСЕ сред енергоблоковете с ВВЭР-1000

СЪПРИЧАСТНОСТ към децата – аутисти

Търсене

ENEN PLUS project – европейско ядрено ученическо състезание

Последни коментари