Puulehti eeskujuks võttes keerati päikesepaneelide kasutegur põhja

Jaapani teadlased on välja töötanud «Leaf LSC» mudeli, mis parandab valguse kogumist ja edastamist fotogalvaanilistele (photovoltaic ehk PV) elementidele. Foto: Unsplash

Jaapani Ritsumeikani ülikooli teadlased on välja töötanud uue luminestsents  päikesekontsentraatorite (luminescent solar concentrators ehk LSC-de) lahenduse. Esimesed LSC-d pärinevad juba 1970. aastatest.

Teadlased on loonud «Leaf LSC» mudeli, mis lubab ületada senised LSC-de piirangud, parandades valguse kogumist ja edastamist fotogalvaanilistele (photovoltaic ehk PV) elementidele. 

LSC on seade, mis kasutab luminestseeruvaid materjale päikeseenergia koondamiseks päikeseelementidele, kogudes tõhusalt nii otsest kui ka hajutatud valgust.

Vahtralehekujuline LSC

Tavalisi LSC-sid on keeruline suuremate rakenduste tarvis laiendada, kuna nad sõltuvad peamiselt peeglitest ja läätsedest. Uus mudel jäljendab vahtralehte ja muudab süsteemi kohandatavamaks ning kergemini asendatavaks. 

Kombineerides bio-inspireeritud disaini optilise inseneeria täiustustega, on autorid suurendanud seadmete tõhusust tasemele, mis on vajalik praktiliseks kasutamiseks.

Modulaarne disain suurendab tõhusust ja paindlikkust

Uus disain kasutab väiksemaid, omavahel ühendatud elemente, mis töötavad sarnaselt puulehtedele. Uuenduslik lahendus seisneb luminestsentsplaatide paigutamises ümber keskse luminestsentskiu, kus plaatide küljed on suunatud kiu poole.

Uuringus täheldati, et tänu sellele uuele modulaarsele disainile paranes footonite kogumise tõhusus. Lehekujulise LSC suurus vähenes 50 mm-lt 10 mm-le. Lisaks võimaldab modulaarne disain kergesti asendada kahjustatud elemente ja integreerida uusi luminestsentsmaterjale.

Uus lahendus suurte süsteemide jaoks

Teadlased rõhutasid, et nende lehekujuliste struktuuride optilist tõhusust saab analüütiliselt arvutada, lähtudes spektrist ja sissetuleva valguse intensiivsusest.

Uuringu tulemusi kommenteerides märkis ajakirja Journal of Photonics for Energy peatoimetaja ja Colorado Boulderi ülikooli inseneri- ja füüsikaprofessor Sean Shaheen, et need leiud demonstreerivad loomingulist lähenemist, mis viib edasi luminestsentsete päikesekontsentraatorite kontseptsiooni.

Eksperdid usuvad, et tehnoloogia arenguga võib vahtralehekujuline LSC märkimisväärselt parandada päikeseenergiasüsteemide jõudlust ja aidata kaasa kestlikumate energialahenduste loomisele.

Uuring avaldati juulis ajakirjas Journal of Photonics for Energy.

Allikas: Interesting Engineering