Energia ze słońca przez całą dobę. Naukowcy przesunęli granicę wydajności

Zespół badawczy z University of Houston stworzył nową koncepcję wykorzystania mocy słońca do wytwarzania energii elektrycznej. Uczeni, dzięki zastosowaniu specjalnej technologii fotowoltaicznej, ustanawiają nowy rekord wydajności istniejących rozwiązań.

Dzięki naszej architekturze wydajność pozyskiwania energii słonecznej może zostać podniesiona do granicy termodynamicznej - przekonują uczeni. To maksymalna teoretycznie możliwa wydajność zamiany światła słonecznego na energię elektrycznąDzięki naszej architekturze wydajność pozyskiwania energii słonecznej może zostać podniesiona do granicy termodynamicznej - przekonują uczeni. To maksymalna teoretycznie możliwa wydajność zamiany światła słonecznego na energię elektryczną. Fotografia ma charakter ilustracyjny
Źródło zdjęć: © Getty Images | Weiquan Lin
oprac.  PRC

To może być przełomowy krok dla energii odnawialnej. Naukowcy University of Houston znaleźli rozwiązanie pozwalające znacznie zwiększyć wydajność produkcji energii ze słońca. Ma to kluczowe znaczenie dla przejścia na bezemisyjną sieć elektryczną - pisze portal Science Daily.

Tym, co ma zapewnić rekordowe pozyskanie energii, są tak zwane "nieodwrotne systemy STPV". Jak wyjaśniają Bo Zhao, adiunkt inżynierii mechanicznej, oraz doktorantka Sina Jafari Ghalekohneh na łamach czasopisma "Physical Review Applied", chodzi o ograniczenie emisji fotonów z powrotem w stronę słońca i, co za tym idzie, ograniczenie utraty energii. 

Specjalna warstwa

Aby temu zapobiec, naukowcy stworzyli specjalną warstwę w ogniwach fotowoltaicznych, która ma zwiększyć możliwości pozyskiwania energii ze słońca. - Dzięki naszej architekturze wydajność pozyskiwania energii słonecznej może zostać podniesiona do granicy termodynamicznej (to maksymalna teoretycznie możliwa wydajność zamiany światła słonecznego na energię elektryczną - przyp. red.) - przekonują autorzy badań.

Jak to ma działać? Otóż obecnie stosowane rozwiązania w termofotowoltaice słonecznej (tzw. STPV) wykorzystują tzw. warstwę pośrednią. Jej przednia strona - ta zwrócona do słońca - ma za zadanie pochłaniać wszystkie docierające do niej fotony. W ten sposób energia słoneczna jest zamieniana na energię cieplną, która później absorbowana jest przez komórki do wytwarzania energii elektrycznej.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Blackout w zimie. "To możliwe. Do tego już teraz można się przygotować"

Technologia przesuwa granicę

Probelem są realne możliwości. Do tej pory uważano, że w termodynamicznej STPV granicą są możliwości pochłaniania fotonów przez "ciało doskonale czarne", czyli poziom 85,4 proc. To jednak znacznie mniej niż tzw. limit Landsberga, a więc ostateczna granica wydajności pozyskiwania energii słonecznej, wynosząca 93,3 proc.

Jak wyjaśnia Zhao, utrata wydajności wiąże się z nieodzowną emisją wsteczną owej warstwy pośredniej w kierunku słońca, która wynika ze wzajemności systemu. Dlatego też naukowcy stworzyli tak zwany system nieodwrotny.

Taka nieodwrotna warstwa pośrednia może znacznie tłumić tylną emisję do Słońca i kierować więcej strumienia fotonów w kierunku komórki - tłumaczy naukowiec na łamach "Physical Review Applied". Przy takim ulepszeniu niewzajemny system STPV może osiągnąć limit Landsberga.

Wykorzystanie niewzajemnych termicznych komponentów fotowoltaicznych może otworzyć drogę do korzystania z energii słonecznej przez całą dobę. Ulepszone STPV można bowiem połączyć z ekonomicznym magazynem energii cieplnej, a wówczas energia słoneczna byłaby dostępna przez 24 godziny na dobę.

- Proponowany system otwiera nową drogę do znacznej poprawy wydajności elektrowni opartych na systemach STPV - zapowiedział Zhao.

Źródło artykułu: money.pl
Wybrane dla Ciebie
Szantaż Trumpa ws. Grenlandii. Minister finansów: odpowiedź musi być jednoznaczna
Szantaż Trumpa ws. Grenlandii. Minister finansów: odpowiedź musi być jednoznaczna
Nocleg dla 12 tys. osób. To będzie największy plac budowy w Polsce
Nocleg dla 12 tys. osób. To będzie największy plac budowy w Polsce
Rekordowy wzrost rejestracji samochodów elektrycznych w Polsce
Rekordowy wzrost rejestracji samochodów elektrycznych w Polsce
Potęga miliarderów osłabia demokrację. Alarmujący raport
Potęga miliarderów osłabia demokrację. Alarmujący raport
Niemcy i Francja odpowiadają na groźby celne Donalda Trumpa
Niemcy i Francja odpowiadają na groźby celne Donalda Trumpa
Afera mandatowa w Czechach. Mamy stanowisko polskiego MSZ
Afera mandatowa w Czechach. Mamy stanowisko polskiego MSZ
Od lutego na Orlenie bez papierowej faktury za tankowanie
Od lutego na Orlenie bez papierowej faktury za tankowanie
Polacy składają wnioski. "Budżet programu skończy się za 10 dni"
Polacy składają wnioski. "Budżet programu skończy się za 10 dni"
Groźba handlowej wojny wisi w powietrzu. UE ma w odwodzie "bazookę"
Groźba handlowej wojny wisi w powietrzu. UE ma w odwodzie "bazookę"
Jeden z najpoważniejszych kryzysów. "Grenlandia staje się pretekstem" [OPINIA]
Jeden z najpoważniejszych kryzysów. "Grenlandia staje się pretekstem" [OPINIA]
Wyrzucamy 200 mld zł w błoto? Balcerowicz: te wydatki nie mają sensu
Wyrzucamy 200 mld zł w błoto? Balcerowicz: te wydatki nie mają sensu
Pfizer pozwał Polskę. Rusza proces. Stawka to 6 mld zł
Pfizer pozwał Polskę. Rusza proces. Stawka to 6 mld zł