لینک کوتاه مطلب : https://hsgar.com/?p=4082

دستگاه جدید می تواند به پانل های خورشیدی کمک کند تا نور خورشید بیشتری را جذب کنند

پنل‌های خورشیدی نقش مهمی در تولید انرژی پایدار در آینده خواهند داشت، اما زمانی که نور خورشید مستقیماً به آنها برخورد می‌کند بهترین عملکرد را دارند. هنگامی که نور خورشید توسط پوشش ابری پخش می شود یا زمانی که خورشید در طول روز از بالا می گذرد، می تواند مشکل ساز باشد.

بسیاری از آرایه های خورشیدی به طور فعال به سمت خورشید می چرخند تا انرژی بیشتری را جذب کنند. این امر ساخت و نگهداری آنها را گرانتر و پیچیده تر از آنهایی می کند که ثابت می مانند.

اما جابجایی پنل های خورشیدی ممکن است در آینده ضروری نباشد، زیرا یک محقق مهندسی دستگاهی طراحی کرده است که می تواند 90 درصد نوری را که بر روی آن می تابد – صرف نظر از زاویه یا فرکانس آن – جذب کند و آن را سه برابر روشن تر متمرکز کند.

در پژوهش منتشر شده است در میکروسیستم ها و مهندسی نانو.

دکتر نینا وایدیا، نویسنده اول، که این تحقیق را به عنوان دانشجوی دکترا در دانشگاه استندفورد، ایالات متحده تکمیل کرده و اکنون دستیار است، می‌گوید: «این یک سیستم کاملاً غیرفعال است – برای ردیابی منبع یا قطعات متحرک نیازی به انرژی ندارد. استاد مهندسی فضانوردی و فضاپیما در دانشگاه ساوتهمپتون، انگلستان.

بدون فوکوس نوری که موقعیت ها یا نیاز به سیستم های ردیابی را جابجا می کند، تمرکز نور بسیار ساده تر می شود.

AGILE – لنز شاخص درجه بندی محوری

این دستگاه AGILE نام دارد که مخفف لنز شاخص درجه بندی محوری است و مانند یک هرم شیشه ای وارونه با نقطه بریده به نظر می رسد.

این کار تا حدودی شبیه این است که چگونه یک ذره بین می تواند نور خورشید را در یک روز آفتابی به نقطه ای کوچکتر و روشن تر متمرکز کند. اما نقطه کانونی ذره بین مانند خورشید حرکت می کند، که وقتی می خواهید نور خورشید را در یک منطقه خاص از سلول فتوولتائیک در طول روز متمرکز کنید، مفید نیست.

با AGILE، نور از همه زوایای به قسمت بالای مربعی پهن وارد می‌شود و به سمت پایین هدایت می‌شود تا در همان موقعیت پایین متمرکز شود – یک نقطه روشن‌تر در پایه باریک ایجاد می‌کند که در بالای یک سلول فتوولتائیک قرار دارد.

وایدیا توضیح می‌دهد: «ما می‌خواستیم چیزی بسازیم که نور را جذب کند و آن را در همان موقعیت متمرکز کند، حتی وقتی منبع تغییر جهت می‌دهد». ما نمی خواهیم به حرکت آشکارساز یا سلول خورشیدی خود ادامه دهیم یا سیستم را به سمت منبع حرکت دهیم.

نویسنده ارشد، اولاو سولگارد، استاد مهندسی برق در استنفورد و مشاور دکتری وایدیا، می‌گوید: «یک چابک ایده‌آل، در قسمت جلوی آن، همان ضریب شکست هوا را دارد و به تدریج بالاتر می‌رود – نور کاملاً خم می‌شود. منحنی صاف

“اما در یک موقعیت عملی، شما آن چابک ایده آل را نخواهید داشت.”

در عوض، نمونه اولیه AGILE از موادی ساخته شده است که به عنوان یک ماده شاخص درجه بندی شناخته می شود، که از لایه های مختلف شیشه ها و پلیمرهایی تشکیل شده است که نور را به درجات مختلف خم می کنند. این لایه ها جهت نور ورودی را به صورت پلکانی تغییر می دهند تا زمانی که تقریباً به صورت عمودی به سمت خروجی وارد شود.

AGILE را از تئوری به واقعیت تبدیل کنیم

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در ایجاد نمونه اولیه AGILE، یافتن و ایجاد مواد مناسب تجاری در دسترس بود که می‌توانست طیف وسیعی از نور را وارد کند، به آن اجازه عبور دهد و آن را به‌طور فزاینده‌ای به سمت خروجی خم کند – همه در عین حال که با یکدیگر سازگار هستند. .

نینا وایدیا در حال اندازه‌گیری عملکرد تجربی متمرکزکننده‌های نوری تحت یک شبیه‌ساز خورشیدی است که به عنوان یک خورشید مصنوعی عمل می‌کند. اعتبار: نینا وایدیا

به عنوان مثال، اگر یک شیشه در پاسخ به گرما با سرعتی متفاوت از شیشه دیگر منبسط شود، کل دستگاه ممکن است ترک بخورد. مواد همچنین باید به اندازه کافی مستحکم باشند تا به شکل ماشینکاری در بیایند و بادوام باقی بمانند.

کناره‌های نمونه‌های اولیه نیز آینه‌بندی شده‌اند تا هر نوری را که در جهت اشتباه به سمت پایه حرکت می‌کند بازتاب دهد.

این دستگاه‌های AGILE می‌توانند در لایه‌ای در بالای سلول‌های خورشیدی نصب شوند و جایگزین محفظه موجودی شوند که از آرایه‌های خورشیدی محافظت می‌کند و حتی فضای بیشتری را برای خنک‌سازی و مدارها بین هرم‌های باریک هر دستگاه ایجاد می‌کند.

وایدیا نتیجه می گیرد: «توانایی استفاده از این مواد جدید، این تکنیک های ساخت جدید و این مفهوم جدید AGILE برای ایجاد متمرکز کننده های خورشیدی بهتر بسیار مفید بوده است.

“انرژی پاک فراوان و مقرون به صرفه بخش مهمی از پرداختن به چالش های اضطراری آب و هوا و پایداری است و ما باید راه حل های مهندسی را تسریع کنیم تا آن را به واقعیت تبدیل کنیم.”



لینک منبع

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.