Извор: цосмосмагазине.цом
Различите фазе израде стаклених пирамида са степенастим индексом: када је у оптичком контакту са соларном ћелијом, пирамида у завршном кораку (доњи десни угао) апсорбује и концентрише већину упадне светлости и изгледа тамно. Кредит: Нина Ваидиа
Соларни панели ће играти главну улогу у будућој одрживој производњи енергије, али најбоље раде када их сунчева светлост директно удари. Ово може бити проблем када се сунчева светлост распршује облацима или када сунце пролази изнад током дана.
Многи соларни низови се активно ротирају према сунцу да би ухватили што је више могуће енергије. То их чини скупљим и компликованијим за изградњу и одржавање од оних који остају непокретни.
Али се крећесоларни панелиможда неће бити потребно у будућности, јер је инжењерски истраживач дизајнирао уређај који може ухватити 90 процената светлости која пада на њега – без обзира на његов угао или фреквенцију – и концентрисати је да буде три пута светлија.
Тхеистраживањаје објављен у Мицросистемс & Наноенгинееринг.
„То је потпуно пасиван систем – није му потребна енергија да би пратио извор или имао покретне делове“, каже прва ауторка др Нина Ваидја, која је завршила истраживање као докторант на Универзитету Стандфорд, САД, а сада је асистент професор астронаутике и инжењерства свемирских летелица на Универзитету Саутемптон, Велика Британија.
"Без оптичког фокуса који помера позиције или потребе за системима за праћење, концентрисање светлости постаје много једноставније."
АГИЛЕ – аксијално степеновано индексно сочиво
Уређај се зове АГИЛЕ, што је скраћеница за аксијално рангирано индексно сочиво, и изгледа као наопако стаклена пирамида са одсеченом тачком.
Делује помало као како алупаможе да фокусира сунчеву светлост у мању, светлију тачку по сунчаном дану. Али фокусна тачка лупе се помера као и сунце, што није од помоћи када желите да концентришете сунчеву светлост на одређено подручје фотонапонске ћелије током целог дана.
Са АГИЛЕ, светлост улази у широки, квадратни врх из свих углова и слива се надоле да би се концентрисала на истој позицији на дну – стварајући светлију тачку на уској бази која се налази на врху фотонапонске ћелије.
„Желели смо да створимо нешто што узима светлост и концентрише је на истој позицији, чак и када извор мења правац“, објашњава Ваидја. „Не желимо да стално померамо наш детектор или соларну ћелију, или да померамо систем према извору.
Виши аутор Олав Солгаард, професор електротехнике на Станфорду и Ваидијин докторски саветник, каже: „Идеални АГИЛЕ има, на самом предњем делу, исти индекс преламања као и ваздух и постепено се повећава – светлост се савршено савија. глатка крива.
"Али у практичној ситуацији, нећете имати тај идеалан АГИЛЕ."
Уместо тога, прототип АГИЛЕ је направљен од онога што је познато као градивни индексни материјал, који се састоји од различитих слојева стакла и полимера који савијају светлост у различитим степенима. Ови слојеви мењају смер долазног светла у корацима све док не уђе скоро вертикално према излазу.
Превођење АГИЛЕ-а из теорије у стварност
Један од највећих изазова у креирању АГИЛЕ прототипа био је проналажење и креирање правих комерцијално доступних материјала који би могли да пропусте широк спектар светлости, да јој омогуће да прође и да је све више савија према излазу – све док су међусобно компатибилни .
На пример, ако се једно стакло прошири као одговор на топлоту различитом брзином од другог, цео уређај би могао да пукне. Материјали су такође морали да буду довољно робусни да би се машински обрадили у облику и остали издржљиви.
Бочне стране прототипова су такође пресликане да одбијају свако светло које иде у погрешном смеру назад ка бази.
Ови АГИЛЕ уређаји се могу инсталирати у слоју на врхусоларне ћелије, замењујући постојећу инкапсулацију која штити соларне низове, и чак би створила више простора за хлађење и кола за покретање између сужених пирамида појединачних уређаја.
„Бити у могућности да користимо ове нове материјале, ове нове технике израде и овај нови АГИЛЕ концепт за стварање бољих соларних концентратора било је веома корисно“, закључује Ваидиа.
„Обилна и приступачна чиста енергија је витални део решавања хитних климатских и изазова одрживости, и морамо да катализирамо инжењерска решења да то постане стварност.
