Как работает самая мощная солнечная панель в мире: особенности технологии Leaf LSC

Ученые разрабатывают новые технологии для генерирования солнечной энергией. Одной из альтернатив является листовые люминесцентные солнечные концентраторы, о которых рассказало издание ecoticias.com.

Большинство концентрирующих солнечных коллекторов зависят от зеркал и линз, чтобы фокусировать солнечные лучи на фотоэлектрических элементах (ФЭ). Этот метод работает хорошо, но они плохо собирают рассеянный свет и не будут хорошо интегрироваться в городскую среду. Люминесцентные солнечные концентраторы (ЛСК) обходят эти ограничения с помощью люминесцентных материалов, которые поглощают солнечный свет, а затем излучают поглощенные фотоны фотолюминесцентным способом в направлении ФЭ-элементов для преобразования энергии.

Однако есть и проблемы, например, так называемое самопоглощение, когда повторно поглощенные фотоны снова поглощаются в волноводе, и это снижает общую эффективность. В итоге, ЛСК были ограничены определенным количеством нишевых приложений, таких как встроенные в здания фотоэлектрические элементы, где их полупрозрачные, конструкции являются эстетическим бонусом по сравнению с простой выработкой энергии.

Чтобы решить неурядицы с масштабируемостью исследователи придумали Leaf LSC (листовой ЛСК — ред.), который напоминает конструкцию дерева. Это небольшая люминесцентная пластина ("лист"), расположенная на центральном люминесцентном волокне ("стебле"). Входящие фотоны поглощаются таким листом, а затем преобразовываются в фотоны PL и направляются через волокно к фотоэлементу PV, находящемся на кончике листа.

Конструкция эта модульная на всех уровнях, что значительно увеличивает эффективность всей установки. Она проста в обслуживании — поврежденные части очень легко заменить.

Эффективность системы дополнительно повышается за счет технологий традиционных ЛСК, таких как зеркала и тандемные солнечные панели. Потеря фотонов из-за самопоглощения и рассеивания минимизирует количество доступного света, попадающего в фотоэлементы. Световоды, которые линеаризуют несколько волокон в один фотоэлемент, увеличивают площадь падения — энергию, улавливаемую случайно, при этом сохраняя высокую эффективность.

"На самом деле, Leaf LSC так же важен, как и любой прорыв в солнечной энергетике, и область применения простирается далеко за пределы его инновационного дизайна. Согласно передовым аналитическим методам, описанных в журнале Journal of Photonics for Energy, Leaf LSC можно оптимизировать, повысив производительность за счет расширения светового спектра и увеличения интенсивности солнечного света", — пишет СМИ.

ЛСК легко интегрируется в различные системы генерирования чистой энергии. Способность собирать рассеянный свет делает их важным элементом солнечных электростанций в городах, где системы возобновляемой энергии часто трудно интегрировать в существующую инфраструктуру.