Specjalna powłoka zwiększy wydajność paneli słonecznych

Inżynierowie ze Stanford Research Institute stworzyli wyjątkową powłokę krzemową, która pomoże zwiększyć wydajność paneli słonecznych i utrzymać odpowiednią temperaturę.

Powłoka ma zdolność gromadzenia ciepła, które jest następnie emitowane w przestrzeń kosmiczną; szczególną cechą tej technologii jest to, że nie blokuje ona padających fotonów.

Rozwiązanie to może być przydatne do chłodzenia wszelkich urządzeń znajdujących się na zewnątrz budynków.

Panele słoneczne mogą się nagrzewać do 800ºС wieczorem (szczególnie w krajach o ciepłym klimacie), a nadmiar ciepła staje się swego rodzaju problemem: ogniwa potrzebują światła słonecznego, aby zbierać energię, ale wydajność zaczyna spadać wraz ze wzrostem temperatury. Na przykład tradycyjne ogniwa krzemowe tracą około 20% swojej wydajności przy 100ºС.

W komputerach, laptopach itp. problem przegrzewania się rozwiązuje się za pomocą wentylatorów i radiatorów, jednak w przypadku urządzeń znajdujących się na zewnątrz, takich jak panele słoneczne, specjaliści zdecydowali się wykorzystać otaczającą przestrzeń jako pochłaniacz ciepła.

Profesor Shanghai Feng i jego zespół naukowców opracowali specjalną powłokę krzemową, która może przenosić ciepło w przestrzeń kosmiczną. Zasada działania opiera się na gromadzeniu ciepła, które jest następnie emitowane w postaci elektromagnetycznych fal podczerwonych, które łatwo przechodzą przez atmosferę. Powłoka jest bezbarwna, więc zdolność pochłaniania światła przez ogniwa wcale się nie zmniejsza.

Zespół profesora Fana przetestował nową technologię przy użyciu termicznych kolektorów słonecznych (naukowcy wzięli trzy urządzenia, z których dwa miały mechanizmy rozpraszania ciepła z dwutlenkiem krzemu i kryształami fotonicznymi). Jak pokazał eksperyment, mechanizmy rozpraszania ciepła skutecznie radziły sobie z ciepłem.

Światło widzialne łatwo przechodzi przez powłokę do ogniw słonecznych, jednocześnie obniżając temperaturę głównego elementu do 130ºC. Naukowcy zauważają, że pomimo faktu, że wydajność wzrasta o nie więcej niż 1%, jest to całkowicie wystarczające dla ogniwa słonecznego.

Ponadto eksperci proponują szereg kolejnych usprawnień, które pomogą nie tylko w chłodzeniu urządzeń, ale i zwiększeniu ich wydajności.

Inżynierowie zauważają, że panele słoneczne z nową powłoką najlepiej sprawdzają się w czystym i suchym środowisku. Ponadto eksperymenty z kolektorami przeprowadzono zimą, kiedy zaleca się ich nachylenie o 600 stopni na południe, aby zmniejszyć powierzchnię projekcji w niebo i zwiększyć zdolność absorpcyjną, co z kolei prowadzi do zmniejszenia zdolności chłodzenia.

Ponadto, zdaniem ekspertów, do powłoki krzemiennej można dodać także tradycyjne elementy chłodzące.

Shanghai Feng i jego współpracownicy są przekonani, że nową technologię można zastosować w dowolnym urządzeniu zewnętrznym wymagającym chłodzenia. Przykładowo, bezbarwna powłoka może służyć do chłodzenia samochodów i oszczędzania paliwa, bez uszczerbku dla estetyki.