Даже лучшие модели солнечных батарей преобразуют в электричество лишь небольшую часть получаемой солнечной энергии. Значительная доля потерь вызвана их перегревом.
В полдень температура панелей может достигать 55°C и выше. Такой тепловой режим сокращает срок эксплуатационной пригодности батарей (вдвое при повышении температуры на 10°) и снижает их эффективность: с каждым градусом прироста температуры теряется примерно 0,5% эффективности.
Организация активного - воздушного или водяного - охлаждения значительно повышает себестоимость подобных устройств и вступает в противоречие с необходимостью оптимизации их освещения солнцем.
Фэн (Shanhui Fan), профессор электротехники Стэнфордского университета, нашел лишенный указанных недостатков элегантный пассивный способ охлаждения солнечных батарей. “Силикатное стекло прозрачно для видимого света. Особым образом сконструированный его слой не ухудшает производительность солнечных элементов, но усиливает излучение на определенных тепловых длинах волн, позволяя отводить тепло от батарей более эффективно”.
Нанесение на тончайший слой силикатного стекла нанотекстуры из пирамид или конусов обеспечивает перенаправление нежелательного тепла в форме инфракрасного излучения от поверхности солнечных элементов в атмосферу.
Для проверки своей идеи ученые провели сравнительные испытания двух вариантов силикатного покрытия: однородного слоя толщиной 5 мм и гораздо более тонкого - с конусами и пирамидами высотой в несколько микрон. Оказалось, что 5-миллиметровых слой обеспечивал некоторое пассивное охлаждение, но покрытие с поверхностной нанотекстурой существенно его превосходило по эффективности, приближаясь к расчетным показателям для идеальной схемы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий