Новая технология солнечных панелей копирует принципы фотосинтеза растений

Новая технология солнечных панелей копирует принципы фотосинтеза растений
Инновационная технология солнечных концентраторов, вдохновленная листьями растений, может значительно повысить эффективность солнечной энергетики. Исследователи из Университета Рицумейкан в Японии разработали модель "листового люминесцентного солнечного концентратора" (LSC), которая решает проблемы масштабирования традиционных LSC.

Новая конструкция использует небольшие взаимосвязанные люминесцентные компоненты, функционирующие подобно листьям на дереве. Люминесцентные пластины располагаются вокруг центрального люминесцентного волокна, преобразуя падающие фотоны в фотолюминесцентные, которые затем проходят через волокно и собираются на его конце фотоэлектрическим элементом. Прозрачные световоды соединяют несколько волокон с одним фотоэлементом, увеличивая площадь захвата света и уменьшая потери фотонов.

Модульный подход позволяет повысить эффективность сбора фотонов за счет уменьшения размеров отдельных модулей. Например, уменьшение длины стороны квадратного листового LSC с 50 мм до 10 мм значительно повысило эффективность сбора фотонов. Модульная конструкция также облегчает замену поврежденных элементов и интеграцию новых люминесцентных материалов.

Исследователи дополнительно повысили эффективность системы, применив технологии из традиционных плоских LSC, такие как краевые зеркала и тандемные структуры. Эксперименты показали, что оптическую эффективность этих листоподобных структур можно рассчитать аналитически на основе спектра и интенсивности падающего света.

Оптимизация сбора фотонов в LSC может открыть путь к более гибким и масштабируемым решениям в области солнечной энергетики. Этот подход может революционизировать применение солнечных концентраторов, повысив их эффективность и адаптируемость для различных применений - от крупномасштабных установок до интегрированных в здания систем.