آخرین مطالب
26
امروز

ساختار های هرمی شکل سیلیکا باعث کاهش گرما و افزایش بهره وری در پنل های خورشیدی می شود

لایه جدیدی ساخته‌شده از سیلیکا می‌تواند به شکل بسیار قابل‌توجهی گرما را از پنل های خورشیدی دور کند. از این طریق با افزایش میزان بهره‌وری در آن‌ها، تولید انرژی نیز افزایش خواهد داشت.

پنل های فتوولتاییک یکی از روش‌های تولید انرژی پاک هستند که به عنوان مطمئن‌ترین راه تولید انرژی در آینده شناخته می‌شوند. آن‌ها ساختاری ساده دارند، جزء متحرک ندارند و بدون تشعشع هستند. متأسفانه از طرفی آن‌ها بهره‌وری پایینی نیز دارند. یکی از دلایل این اتفاق گرم شدن بیش از اندازه آنهاست.

solar-cells-3

در این پنل ها تنها میزان بسیار کمی از انرژی خورشیدی تابیده‌شده به این سلول‌ها تبدیل به انرژی الکتریسیته می‌شود. این میزان در بهترین نمونه‌های بازار به حداکثر 20 درصد می‌رسد. گرم شدن بیش از حد این پنل ها را شاید بتوان از عوامل اصلی این اتفاق دانست، زیرا پس از تابیده شدن مداوم نور خورشید به یک پنل، دمای آن به اندازه 55 درجه سانتیگراد یا بالاتر می‌رسد.

 برای اینکه تأثیر این گرما را بیشتر درک کنید، باید بدانید که با افزایش هر درجه سلیوس بر دمای این پنل ها، میزان بهره‌وری تا 0.5 درصد کاهش پیدا می‌کند و با هر 10 درجه افزایش دما این کاهش دو برابری خواهد بود.

پس واضح و مبرهن است که خنک‌سازی این پنل ها قدمی بزرگ در افزایش تولید انرژی می‌باشد. دانشمندان دانشگاه استنفورد آمریکا برای رفع چنین مشکلی دست به کار شده‌اند و راه‌حل پیشنهادی آن‌ها استفاده از شیشه‌های سیلیکا است. در این روش لایه فوق‌العاده نازک و خاصی از این شیشه در پنل های معمولی بازار جایگذاری می‌شود تا حرارت را از این سلول‌ها دور نگه دارد.

solar-cells-1

الگوی این لایه‌ مخصوص از میکرو هرم ها ساخته شده و در آن‌ها نیز سیم‌پیچ‌های کنترل‌کننده دما با ضخامت فوق‌العاده کم قرار داده شده است. در این لایه، گرما در حالت مادون‌قرمز به بالاترین محل رسانده می‌شود تا از این طریق به اتمسفر راه پیدا کند. این لایه‌ها در عین حال به گونه ای ساخته شده‌اند که باعث جذب بهتر نور نیز می‌شوند.

شانهو فن، سرتیم این گروه تحقیقاتی در مورد سیلیکا می‌گوید: «سیلیکا علاوه بر اینکه می‌تواند نور حاصل از خورشید را به خوبی جذب کند، می‌تواند برای انکسار طول‌موج خاصی از نور نیز کاربرد داشته باشد (از همین ویژگی برای دفع گرما نیز استفاده می‌شود.) ساخت یک لایه سیلیکا با دقت کافی، نه تنها عملکرد این پنل ها را کاهش نمی‌دهد، بلکه باعث افزایش دفع حرارت از این سلول‌ها به شکل قابل‌ملاحظه ای نیز می‌شود.»

این تیم هم اکنون در حال تست نمونه‌های بهبودیافته ای از این پنل ها هستند تا از آن‌ها در بازه ای بسیار طولانی‌تر بهره گرفته شود.

منبع : digitaltrends

Pyramid structures allow solar cells to cool themselves

Pyramid structures allow solar cells to cool themselves

Pyramid structures allow solar cells to cool themselves, improve efficiency and last longer

Solar power, which is on its way to improving everything from our roads to our smartphones, is vulnerable to the dangers of overheating — a tad troublesome given its source of energy. However, researchers from Stanford University seem to have found a solution: pyramids.

While a promising source of renewable energy, today’s solar cells are able to convert about 30 percent of the energy they get from the sun into usable energy. One reason for this inefficient conversion of energy is the overheating of solar cells.

In normal operating conditions, solar cells can hit 130 degrees Fahrenheit or higher. Every 1.8-degree Fahrenheit increase in temperature decreases a solar cell’s efficiency by about half a percent, and every 18-degree increase doubles the aging rate of solar cells.

A team of researchers led by Shanhui Fan, an electrical engineering professor at Stanford, has come up with a way combat these efficiency and life span issues: They embedded small pyramid- and cone-shaped structures on a thin layer of silica glass to redirect unwelcome heat away from the solar cells.

“Our new approach can lower the operating temperature of solar cells passively, improving energy conversion efficiency significantly and increasing the life expectancy of solar cells,” according to Linxiao Zhu, a physicist at Stanford and lead author of the paper about this innovation.

The researchers tested two solutions: a flat surface and a surface with pyramid structures and micro-cones. They found that the textured surface outperformed the solar absorption of the flat surface while maintaining nearly the same level of temperature control.

The next step is to test this cooling tactic in an outdoor environment. Zhu says the team thinks this technology has “substantial commercialization potential.”

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*