Güneş Hasat Sistemi 7/24 Güneş Enerjisi Üretme Potansiyeline Sahiptir

Büyük mucit Thomas Edison bir keresinde şöyle demişti: "Güneş parladığı sürece, insan bolca güç geliştirebilecek." Güneşin gücünden yararlanma fikrine hayret eden ilk büyük beyin o değildi; yüzyıllardır mucitler güneş enerjisini toplamanın yolunu düşünüyor ve mükemmelleştiriyor.

Güneş ışığını doğrudan enerjiye çeviren fotovoltaik hücrelerle harika bir iş çıkardılar. Ve yine de, arkasındaki tüm araştırma, tarih ve bilime rağmen, üretimi yalnızca gündüzle sınırlı olduğundan -- ne kadar güneş enerjisinin toplanıp kullanılabileceğinin sınırları vardır.

Houston Üniversitesi'nden bir profesör, mevcut tüm teknolojilerin verimlilik rekorunu kıran yeni bir güneş enerjisi toplama sistemi türü hakkında rapor vererek tarihi arayışı sürdürüyor. Ve bir o kadar da önemlisi, güneş enerjisini 7/24 kullanmanın önünü açıyor.

Kalsi Makine Mühendisliği Yardımcı Doçenti Bo Zhao ve doktora öğrencisi Sina Jafari Ghalekohneh dergide "Mimarimizle, güneş enerjisi toplama verimliliği termodinamik sınıra kadar iyileştirilebilir" diyor.Fiziksel İnceleme Uygulandı. Termodinamik limit, güneş ışığının elektriğe teorik olarak mümkün olan mutlak maksimum dönüşüm verimliliğidir.

Güneş enerjisinden yararlanmanın daha verimli yollarını bulmak, karbonsuz bir elektrik şebekesine geçiş için çok önemlidir. ABD Enerji Bakanlığı Güneş Enerjisi Teknolojileri Ofisi ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından yakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre, güneş enerjisi, agresif maliyet indirimleri, destekleyici bekleme süresi boyunca 2035 yılına kadar ülkenin elektrik arzının yüzde 40'ını ve 2050 yılına kadar yüzde 45'ini oluşturabilir. politikalar ve büyük ölçekli elektrifikasyon.

O nasıl çalışır?

Geleneksel güneş termofotovoltaikleri (STPV), güneş ışığını daha iyi verimlilik için uyarlamak için bir ara katmana güvenir. Ara katmanın ön yüzü (güneşe bakan taraf) güneşten gelen tüm fotonları soğuracak şekilde tasarlanmıştır. Bu şekilde, güneş enerjisi ara katmanın ısı enerjisine dönüştürülür ve ara katmanın sıcaklığını yükseltir.

Ancak uzun süredir kara cisim sınırı (yüzde 85,4) olduğu anlaşılan STPV'lerin termodinamik verimlilik sınırı, güneş enerjisi hasadı için nihai verimlilik sınırı olan Landsberg sınırından (yüzde 93,3) hala çok daha düşük.

"Bu çalışmada, verimlilik açığının, sistemin karşılıklılığından kaynaklanan ara katmanın güneşe doğru kaçınılmaz geri emisyonundan kaynaklandığını gösteriyoruz. Karşılıklı olmayan ışınımsal özelliklere sahip bir ara katman kullanan karşılıklı olmayan STPV sistemleri öneriyoruz." Zhao. "Böyle karşılıklı olmayan bir ara katman, güneşe geri emisyonunu önemli ölçüde bastırabilir ve hücreye doğru daha fazla foton akışı sağlayabilir.

Böyle bir gelişmeyle karşılıklı olmayan STPV sisteminin Landsberg sınırına ulaşabileceğini ve tek bağlantılı fotovoltaik hücrelere sahip pratik STPV sistemlerinin de önemli bir verimlilik artışı yaşayabileceğini gösteriyoruz."

Geliştirilmiş verimliliğin yanı sıra, STPV'ler kompaktlık ve dağıtılabilirlik (pazar ihtiyaçlarına göre talep üzerine programlanabilen elektrik) vaat ediyor.

Önemli bir uygulama senaryosunda, STPV'ler 7/24 elektrik üretmek için ekonomik bir termal enerji depolama ünitesi ile birleştirilebilir.

"Çalışmamız, enerji uygulamalarında karşılıklı olmayan termal fotonik bileşenlerin büyük potansiyelini vurgulamaktadır. Önerilen sistem, STPV sistemlerinin performansını önemli ölçüde artırmak için yeni bir yol sunmaktadır. Karşılıksız sistemlerin şu anda kullanılan pratik STPV sistemlerinde uygulanmasının önünü açabilir. enerji santralleri," dedi Zhao.

Hikaye Kaynağı:

Houston Üniversitesi tarafından sağlanan malzemeler. Orijinali Laurie Fickman tarafından yazılmıştır.Not: İçerik, stil ve uzunluk için düzenlenebilir.