Saulės energijos surinkimo sistema turi galimybę gaminti saulės energiją 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę

Didysis išradėjas Tomas Edisonas kartą pasakė: „Kol šviečia saulė, žmogus galės gausiai plėtoti galią“. Jis nebuvo pirmasis puikus protas, kuris stebėjosi mintimi panaudoti saulės jėgą; šimtmečius išradėjai svarstė ir tobulino saulės energijos surinkimo būdą.

Jie atliko nuostabų darbą su fotovoltiniais elementais, kurie saulės šviesą tiesiogiai paverčia energija. Vis dėlto, atsižvelgiant į visus tyrimus, istoriją ir mokslą, yra ribos, kiek saulės energijos galima surinkti ir naudoti --, nes jos generavimas ribojamas tik dieną.

Hiustono universiteto profesorius tęsia istorinius ieškojimus, pranešdamas apie naujo tipo saulės energijos surinkimo sistemą, kuri sumuša visų esamų technologijų efektyvumo rekordą. Ir ne mažiau svarbu tai, kad tai leidžia naudoti saulės energiją 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę.

„Su mūsų architektūra saulės energijos surinkimo efektyvumas gali būti padidintas iki termodinaminės ribos“, – žurnale praneša Bo Zhao, Kalsi mechanikos inžinerijos docentas ir jo doktorantė Sina Jafari Ghalekohneh.Taikoma fizinė peržiūra. Termodinaminė riba yra absoliutus maksimalus teoriškai įmanomas saulės šviesos pavertimo elektra efektyvumas.

Norint pereiti prie anglies dioksido neišskiriančio elektros tinklo, labai svarbu rasti veiksmingesnių saulės energijos panaudojimo būdų. Remiantis neseniai JAV Energetikos departamento Saulės energijos technologijų biuro ir Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos atliktu tyrimu, saulės energija gali sudaryti net 40 procentų šalies elektros energijos tiekimo iki 2035 m., o 45 procentus – iki 2050 m. politika ir didelio masto elektrifikacija.

Kaip tai veikia?

Tradiciniai saulės termofotoelektriniai elementai (STPV) remiasi tarpiniu sluoksniu, kad saulės šviesa būtų pritaikyta siekiant didesnio efektyvumo. Priekinė tarpinio sluoksnio pusė (pusė, nukreipta į saulę) skirta sugerti visus iš saulės sklindančius fotonus. Tokiu būdu saulės energija paverčiama tarpinio sluoksnio šilumine energija ir pakelia tarpinio sluoksnio temperatūrą.

Tačiau STPV termodinaminio efektyvumo riba, kuri ilgą laiką buvo suprantama kaip juodojo kūno riba (85,4 proc.), vis dar yra daug mažesnė už Landsbergio ribą (93,3 proc.), didžiausią saulės energijos surinkimo efektyvumo ribą.

"Šiame darbe parodome, kad efektyvumo trūkumą sukelia neišvengiama tarpinio sluoksnio atgalinė spinduliuotė į saulę, atsirandanti dėl sistemos abipusiškumo. Siūlome neabipuses STPV sistemas, kuriose naudojamas tarpinis sluoksnis, turintis neabipusių spinduliavimo savybių", - sakė jis. Zhao. „Toks neabipusis tarpinis sluoksnis gali iš esmės slopinti jo atgalinę emisiją į saulę ir nukreipti daugiau fotonų srauto link ląstelės.

Mes parodome, kad su tokiu patobulinimu neabipusė STPV sistema gali pasiekti Landsbergio ribą, o praktinės STPV sistemos su vienos jungties fotovoltiniais elementais taip pat gali žymiai padidinti efektyvumą.

Be didesnio efektyvumo, STPV žada kompaktiškumą ir dispečeriškumą (elektrą, kurią galima programuoti pagal poreikį, atsižvelgiant į rinkos poreikius).

Pagal vieną svarbų taikymo scenarijų STPV galima sujungti su ekonomišku šiluminės energijos kaupikliu, kad būtų galima gaminti elektrą 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę.

"Mūsų darbas pabrėžia didelį neabipusių šiluminių fotoninių komponentų potencialą energetikos srityse. Siūloma sistema siūlo naują būdą, kaip žymiai pagerinti STPV sistemų veikimą. Tai gali sudaryti sąlygas neabipusėms sistemoms įdiegti praktinėse šiuo metu naudojamose STPV sistemose. elektrinių“, – sakė Zhao.

Istorijos šaltinis:

Medžiaga, kurią pateikė Hiustono universitetas. Originalą parašė Laurie Fickman.Pastaba: turinys gali būti redaguojamas pagal stilių ir ilgį.