Efficiëntere, duurzame zonnecellen zijn mogelijk dankzij Glass

Efficiëntere, duurzame zonnecellen zijn mogelijk dankzij Glass

Zelfkoelende, langer meegaande en efficiëntere zonnecellen zijn eenvoudig te bereiken door een dunne laag glas toe te voegen.

Een paper dat vandaag in het online dagboek is gepubliceerd optica schetst een mogelijke oplossing voor betere toegang tot zonne-energie.

Zonnecellen werken door zonne-straling om te zetten in energie. Door dit proces wordt een bepaalde hoeveelheid energieverlies verwacht.

Maar een verrassende hoeveelheid energie gaat verloren door oververhitting van zonnecellen. Dit beperkt het vermogen van de cel om elektriciteit te produceren en vermindert de levensduur.

De hitte verslaan

De onderzoeksteam van Stanford University in Californië vond dat toen een dunne laag van kwartsglas ingebed met piepkleine kegel- en piramidestructuren wordt over de silicium zonnecellen geplaatst, de bedrijfstemperatuur van de cellen daalde dramatisch.

Onder leiding van professor Elektrotechniek Shanhui Fan ontdekten de onderzoekers dat deze glaslaag ongewenste warmte door de atmosfeer en in de ruimte leidt.

Door het verwijderen van overtollige infraroodstraling blijven de zonnecellen koel en zijn ze efficiënter in het omzetten van zonnestralen in energie.

zonnepanelenDeze tekening laat zien hoe zonnecellen zichzelf koelen door ongewenste warmtestraling weg te hoeden. De piramidestructuren gemaakt van siliciumdioxideglas bieden een maximale stralingskoeling. L. Zhu / Stanford University

Deze tekening laat zien hoe zonnecellen zichzelf koelen door ongewenste warmtestraling weg te hoeden. De piramidestructuren gemaakt van siliciumdioxideglas bieden een maximale stralingskoeling. L. Zhu / Stanford University

Hoofdauteur op het papier, kandidaat-promovendi Linxiao Zhu, zei dat de ontdekking zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van meer kosteneffectieve zonnepanelen, waardoor ze een betere alternatief voor hernieuwbare energie.

"Verlaging van de temperatuur van zonnecellen leidt tot een hogere operationele efficiëntie," zei Zhu.

"Bovendien leidt een lagere bedrijfstemperatuur voor zonnecellen tot een aanzienlijk langere levensduur, waardoor de genivelleerde energiekosten van een systeem worden verlaagd."

Verminderde energie verminderen

Volgens het artikel ligt de bovengrens van de energieomzettingsefficiëntie voor een enkele siliciumcel rond 33.7%. Naarmate de cel warmer wordt daalt die efficiëntie - ongeveer een half procent voor elke graads verhoging van de temperatuur.

De kosten van actieve methoden voor het koelen van zonnecellen - zoals ventilatie of vloeibare koelvloeistoffen - wegen zwaarder dan de voordelen. Tot nu toe is het verlies aan efficiëntie door oververhitting niet opgelost.

Deze passieve methode werkt door gebruik te maken van de verschillende golflengten van zonnestraling. Zichtbaar licht in het spectrum is het beste om energie te dragen, terwijl infrarood meer warmte afgeeft.

De onderzoekers berekenden dat door de infraroodstraling met behulp van silicaglas "weg te draaien" de warmte naar beneden gaat zonder de hoeveelheid zichtbaar licht die de zonnecel kan absorberen negatief te beïnvloeden.

"We kwamen met een optimaal ontwerp dat bestaat uit microscale silica piramides," zei professor Fan.

"[Dit] maximaliseert beide het koelvermogen via het stralingskoelingsmechanisme, terwijl het transparant blijft op golflengten van zonnestraling."

Australian National University's Andrew Blakers zei dat terwijl de auteurs van deze studie een goede theoretische basis hebben, dit model waarschijnlijk niet haalbaar is in de echte wereld.

"Helaas zijn de vergelijkingen in de paper tussen speciale structuren en kale zonnecellen, in plaats van met ingekapselde cellen [en] worden er nooit zonnecellen ingezet in het veld", zegt Bakers, directeur van het Center for Sustainable Energy Systems. (CECS) bij ANU.

"Het standaard glassuperstrate heeft vele functies, waaronder taaiheid, krasbestendigheid, structurele sterkte, weerstand tegen binnendringen van vocht, hechting op EVA / siliconen.

"Het glassubstraat moet worden verlaten omdat het te veel parasitaire absorptie van thermische straling veroorzaakt - het zou door een substraat vervangen moeten worden om de module zelfdragend te maken."

Universitair hoofddocent Ben Powell van de Universiteit van Queensland zei dat hoewel deze benadering een opwindende mogelijkheid is, de kosten de voordelen kunnen overtreffen.

"Als het niet goedkoop genoeg kan worden gemaakt, dan zal de extra elektriciteit worden gewonnen uit de efficiëntiewinsten en de bespaarde kosten ter vervanging van zonnecellen zullen de coating niet betalen - in welk geval niemand geïnteresseerd zal zijn in het gebruik ervan," zei de fysicus .

"Het is een heel elegant en veelbelovend idee, maar er is nog een lange weg te gaan voordat je dit op je dak vindt."

Desondanks hebben de auteurs van het artikel er vertrouwen in dat toekomstige ontwikkeling mogelijk is. Volgens Linxiao Zhu is de volgende stap het toepassen van dit onderzoek op praktische toepassingen.

"We valideerden dit ontwerp via uiterst nauwkeurige numerieke methoden en zijn nu bezig om de eerste prototypen experimenteel te demonstreren," zei hij.

The ConversationDit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

NIEUWSTE VIDEO'S

De grote klimaatmigratie is begonnen
De grote klimaatmigratie is begonnen
by Super User
De klimaatcrisis dwingt duizenden over de hele wereld te vluchten omdat hun huizen steeds onbewoonbaarder worden.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan NWilliams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
by Toby Tyrrell
Het kostte de evolutie 3 of 4 miljard jaar om Homo sapiens te produceren. Als het klimaat maar één keer volledig was mislukt in die ...
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
by Brice Rea
Het einde van de laatste ijstijd, zo'n 12,000 jaar geleden, werd gekenmerkt door een laatste koude fase genaamd de Jongere Dryas.…
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel je voor dat je aan de kust bent en uitkijkt over zee. Voor je ligt 100 meter kaal zand dat eruitziet als een ...
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
by Richard Ernst
We kunnen veel leren over klimaatverandering van Venus, onze zusterplaneet. Venus heeft momenteel een oppervlaktetemperatuur van ...
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...

LAATSTE ARTIKELEN

groene energie2 3
Vier groene waterstofkansen voor het middenwesten
by Christelijke Tae
Om een ​​klimaatcrisis af te wenden, zal het Midwesten, net als de rest van het land, zijn economie volledig koolstofarm moeten maken door...
ug83qrfw
Grote barrière om respons te eisen moet worden beëindigd
by John Moore, op aarde
Als federale regelgevers het juiste doen, kunnen elektriciteitsklanten in het Midwesten binnenkort misschien geld verdienen terwijl ...
bomen om te planten voor het klimaat
Plant deze bomen om het stadsleven te verbeteren
by Mike Williams-Rice
Een nieuwe studie stelt levende eiken en Amerikaanse platanen vast als kampioenen onder 17 "superbomen" die zullen helpen steden te maken ...
Noordzee zeebodem
Waarom we de geologie van de zeebodem moeten begrijpen om de wind te benutten?
by Natasha Barlow, universitair hoofddocent quartaire milieuverandering, Universiteit van Leeds
Voor elk land dat gezegend is met gemakkelijke toegang tot de ondiepe en winderige Noordzee, zal offshore wind de sleutel zijn om te voldoen aan de netto ...
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
by Bart Johnson, hoogleraar landschapsarchitectuur, Universiteit van Oregon
Een wildvuur brandde in heet, droog bergbos op 4 augustus door de Gold Rush-stad Greenville, Californië, ...
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
by Alvin Lin
Tijdens de klimaattop van de leider in april beloofde Xi Jinping dat China “de kolengestookte energie strikt zal controleren …
Blauw water omringd door dood wit gras
Kaart volgt 30 jaar extreme sneeuwsmelt in de VS
by Mikayla Mace-Arizona
Een nieuwe kaart van extreme sneeuwsmeltgebeurtenissen in de afgelopen 30 jaar verduidelijkt de processen die snel smelten veroorzaken.
Een vliegtuig laat rode brandvertrager op een bosbrand vallen terwijl brandweerlieden die langs een weg geparkeerd staan ​​omhoog kijken naar de oranje lucht
Model voorspelt 10-jarige uitbarsting van natuurbrand, daarna geleidelijke afname
by Hannah Hickey-U. Washington
Een blik op de toekomst van bosbranden op de lange termijn voorspelt een eerste ruwweg tien jaar durende uitbarsting van natuurbrandactiviteit, ...

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.