Wykorzystać Słońce do cna

Rewolucja w budowie baterii słonecznych. Na prąd elektryczny można będzie przetwarzać nie tylko światło widzialne, ale również promieniowanie podczerwone

Publikacja: 23.08.2008 04:17

Baterie słoneczne jak ta na Sycylii, ale na podczerwień, będą wyrastać jak grzyby po deszczu

Baterie słoneczne jak ta na Sycylii, ale na podczerwień, będą wyrastać jak grzyby po deszczu

Foto: AP

Nad takim wykorzystaniem bezużytecznego dotychczas składnika słonecznego promieniowania pracują amerykańscy naukowcy z Idaho National Laboratory (INL).

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.

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.

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.

92 proc. tak duża będzie sprawność nowych kolektorów, wykazały to symulacje komputerowe

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.

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.

masz pytanie, wyślij e-mail do autora k.kowalski@rp.pl

Nad takim wykorzystaniem bezużytecznego dotychczas składnika słonecznego promieniowania pracują amerykańscy naukowcy z Idaho National Laboratory (INL).

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.

Pozostało 90% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Materiał Promocyjny
Do 300 zł na święta dla rodziców i dzieci od Banku Pekao
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji