Днес слънчевите панели все по-често се използват в ежедневието. Те, обаче, имат един съществен недостатък. Може да се каже, ахилесова пета. Това е топлината.
Проблемът е, че колкото по-горещи стават слънчевите панели, толкова повече тяхната ефективност намалява поради нагряването на елементите и разсейването на по-голямата част от енергията. Затова много изследователи работят, за да се избавят от този недостатък.
Някой се опитват да създадат ефективни системи за охлаждане, но учените от Съединените щати тръгнаха по друг път.
И техните изследвания могат да подобрят ефективността на слънчевите батерии с 80%.
Как да се повиши ефективността на слънчевите клетки
Учени от университета в Райс искат да решат проблема по много нетривиален начин – преобразуване на топлина в светлина, която след това може да се използва за производство на електроенергия. Те казват, че техните изследвания в крайна сметка могат да доведат до създаването на слънчеви панели, които ще бъдат четири пъти по-ефективни от всички налични в търговската мрежа.
„Всяка гореща повърхност излъчва светлина под формата на топлинно излъчване “, казва Гурурай Найк, доцент в катедра„ Електрическа и компютърна техника “в университета Райс. Проблемът е, че топлинното излъчване се осъществява в широк диапазон, а превръщането на светлината в електричество е ефективно само ако излъчването е в тесен диапазон.
Изследователският екип излезе с идеята да използва ленти от въглеродни нанотръби, за да създаде „хиперболичен термичен излъчвател“, който може да работи при температури до 700 оC. Устройството позволява на електрони да се движат само в една посока, изстисквайки фотоните, излъчвани под формата на топлина.
В резултат на това се създава светлина, която след това може да бъде погълната от слънчевата клетка.
С други думи, има стесняване на обхвата на топлинното излъчване, което в крайна сметка позволява да се преобразува топлината в светлина, която ще продължи да произвежда електричество.
Чрез „свиване“ на цялата налична топлинна енергия в малък „спектрален диапазон“ можем да я превърнем в електричество. Теоретично можем да постигнем до 80% повишаване на ефективността, тъй като топлината от слънчевата светлина не се разсейва, а отива да генерира електроенергия.
Кога ще се появят новите слънчеви панели
В момента разработката на учените е едва в началния етап, но всички теоретични изчисления предполагат, че с помощта на новия подход може значително да се увеличи енергийната ефективност на слънчевите панели.
Тези изследвания са публикувани в списанието ACS Photonics . А самите учени планират да започнат практически изпитания на своята технология в близко бъдеще.
