| 0 |
|
Наиболее эффективным способом преобразования солнечной энергии в электричество является использование недорогих оптических систем, концентрирующих солнечные лучи и направляющих их на фотоэлектрические элементы. Такие системы сегодня занимают много места и нуждаются в механизме точного слежения за движением солнца в течение дня.
Во вчерашнем выпуске журнала Nature Communications описывается компактная конструкция концентрирующих солнечных элементов (Concentrating photovoltaic, CPV), которая позволяет размещать их на крышах домов.
Скомбинировав миниатюрные арсенид-галлиевые фотоэлементы, изготовленный на 3D-принтере массив пластмассовых линз и механизм движущейся фокусировки, коллективу инженеров в Пенсильванском университете (Penn State) удалось уменьшить габариты, массу и цену системы CPV, превратив ее в подобие обычной солнечной батареи, монтируемой на обращённый к югу скат крыши.
Используемые в этой конструкции многопереходные фотоэлементы площадью менее 1 мм2 предоставлены специалистами Иллинойского университета. Эти устройства изготовляли в виде параллельных цепочек, формируя большой массив, который затем переносили на стеклянную или пластиковую основу.
Полученный светочувствительный слой помещали между двумя массивами пластиковых микролинз. Каждая линза в верхнем слое действовала как маленькое увеличительное стекло, а соответствующая ей линза из нижнего слоя — как вогнутое зеркало. Их совместным действием солнечное излучение в общем фокусе (где находился фотоэлемент) может усиливаться в 200 и более раз.
В демонстрационном прототипе такой системы, установленном в Penn State, массивы линз не соответствовали оптимальным спецификациям, тем не менее они обеспечивали более чем 100-кратную концентрацию света.
Авторы указывают, что их конструкция позволяет удерживать фотоэлементы в фокусе на протяжении всего 8-часового светового дня с помощью миниатюрного и маломощного двигателя, поскольку требуемое коррекционное смещение массива батарей не превышает 1 см.
Панель имеет толщину около сантиметра и на 99% состоит из акриловой пластмассы, то есть себестоимость ее производства обещает быть невысокой.
Ноэль Гебинк (Noel C. Giebink), адъюнкт-профессор электротехники Penn State, отмечает, что новые CPV-панели оптимальны для использования только в местностях, где преобладает ясная погода и прямые солнечные лучи. Диффузный свет массивы линз не могут концентрировать, таким образом в облачную погоду система теряет свои преимущества.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
