Zespół, którym kieruje dr Michael Naughton, zbudował kolektor nowego typu, na podczerwień, znacznie wydajniejszy od dotychczas używanych baterii słonecznych. Badacze przedstawili go uczestnikom drugiej międzynarodowej konferencji poświęconej energii odnawialnej. Zorganizowało ją w Jacksonville American Society of Mechanical Engineers.

Antenki na plastiku

Promieniowanie słoneczne, oprócz światła widzialnego, emituje także niewidzialne światło podczerwone (promieniowanie długofalowe) oraz promieniowanie ultrafioletowe i promieniowanie rentgenowskie (krótkofalowe).

Kolektory nowej generacji wyposażone są w miliony mikroskopijnych antenek wychwytujących promienie podczerwone ze światła słonecznego. Działają nie tylko w dzień, ale także w nocy. Są one w stanie wychwytywać również ciepło wydzielane przez pracujące urządzenia, a także odbierać ciepło akumulowane w ciągu dnia, na przykład w budynkach czy asfaltowych jezdniach.

Dotychczas energia ta była trwoniona. Daje to przewagę kolektorom nowej generacji nad obecnie wykorzystywanymi panelami słonecznymi, które funkcjonują wyłącznie w ciągu dnia.

Miniantenki mają formę spiralek mocowanych do podstawy z materiału powszechnie dostępnego, jakim jest polietylen (prowadzone są próby także z krzemem), z którego na przykład wytwarzane są opakowania – plastikowe folie i torby. Zespół dr. Michaela Naughtona bada możliwość zastosowania różnych materiałów do wytwarzania antenek, między innymi złota, miedzi i magnezu.

Na obecnym etapie badań, antenki z różnych materiałów poddawane są bombardowaniu promieniami podczerwonymi, aby określić, jakie powinny być ich optymalne rozmiary i kształt.

Niezwykła sprawność

Dane uzyskiwane w trakcie doświadczeń służą badaczom do symulacji komputerowych. Wynika z nich, że sprawność nowych paneli może sięgać nawet 92 proc. Realnie uzyskana w laboratorium sprawność jest nieco niższa, kolektor nowej generacji potrafi wchłaniać ok. 80 proc. docierającego do niego promieniowania podczerwonego.

Dla porównania wydajność powszechnie dostępnych kolektorów słonecznych nie przekracza 20 proc. W laboratoriach uzyskuje się sprawność ogniw słonecznych dochodzącą do 24 proc. Jeszcze o kilkanaście proc. sprawniejsze baterie wykorzystywane są w przemyśle kosmicznym, ale koszt ich budowy jest także kosmiczny. Poza tym średnia żywotność tradycyjnych baterii słonecznych wynosi około 20 lat, przy czym wydajność panelu słonecznego spada do 60 – 70 proc. mocy początkowej.

Szerokie możliwości

Kolektory nowej generacji znajdą zastosowanie praktycznie wszędzie tam, gdzie dziś używane są tradycyjne baterie wykorzystujące energię słoneczną. Obecnie takich baterii używa się w małych kalkulatorach, lampach solarnych i zegarkach. Przydatne jest zastosowanie ich w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.

W 1981 roku słoneczny samolot Solar Challenger przeleciał nad kanałem La Manche, wykorzystując jako źródło zasilania tylko energię słoneczną. Skrzydła tego samolotu pokryte były bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny.

W niektórych miejscach na świecie ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują np. publiczne automaty telefoniczne (baterie słoneczne montowane są na dachu). W karawaningu – ogniwa w postaci paneli na dachu wozu kempingowego są w stanie doładowywać akumulator samochodu na postoju przy używaniu różnych odbiorników energii, jak telewizory przenośne itp. W żeglarstwie są ogólnie stosowane do doładowywania akumulatora jachtu, co jest bardzo istotne w związku z wymogiem posiadania radia (krótkofalówki) na pokładzie jachtów pełnomorskich.

Dr Dale Kotter, członek amerykańskiego zespołu badawczego, jest zdania, że najnowszy wynalazek może znaleźć zastosowanie już za kilka lat. A wtedy nastąpi prawdziwa technologiczna rewolucja. Na przykład telefony komórkowe czy laptopy przestaną być zasilane bateriami, będą natomiast korzystać z energii, jakiej dostarczy folia z milionami antenek absorbujących promieniowanie podczerwone. Prawdopodobnie właśnie ten wynalazek umożliwi powszechne zastosowanie tak uzyskiwanej energii do napędu samochodów, motorówek, mechanicznych pił do drewna, kosiarek, wiertarek.

źródło: www.rp.pl

Dowiedz się więcej o energii słonecznej.

Co możesz zrobić dla klimatu?