• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Päikesepaneeli kurrutatud pind tõstab efektiivsust

28.04.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Princetoni Ülikooli teadlaste rühm avaldas teadusajakirja Nature Photonics veebiväljaandes, et on voltimise teel tõstnud fotogalvaanilise materjali elektritootlikkust 47 % võrra. Projekti juhi Yueh-Lin Loo sõnul on saavutuse taga paneelide pinnale tekitatud peenhäälestatud kurrutised, mis juhivad valgust ning parandavad selle neeldumist.

“Tasasel pinnal valgus kas peegeldub või neeldub. Kurrutiste lisamine tekitab lainejuhi sarnase morfoloogia, mis põhjustab valguse neeldumise suurema tõenäoususe,” ütles Loo, kes on Princetoni Ülikoolis keemilise ja bioloogilise füüsika professor.

Teadusrühm kasutas töös odavast plastikust fotogalvaanilist materjali. Müügisolevad päikesepaneelid on harilikult valmistatud ränist, mis on plastikust hapram ning kallim. Plastpaneelide arendamise sihiks on valmistada odav, vastupidav ning deformeeritav energiaallikas, millega saaks katta näiteks aknaklaase, välisseinasid, seljakotte, riietusesemeid või katuseid. Seni pole plastikpaneelid laiatarbekäitlusse jõudnud, sest on olnud madalama efektiivsusega, töö aga käib.

Enamasti on teadlased uurimustöödes keskendunud materjali enese omaduste parandamisele. Hiljutised arengud on olnud paljulubavad. UCLA (University of California Los Angeles) teadlased valmistasid 10,6 % efektiivsusega paneeli. Turustamiskriteeriumiks seatud 10-15 % lävepakk on seega sisuliselt ületatud. Loo sõnul tõotab paneelide kurrutamine näitajad veelgi parandada, sest tehnika töötab enamikel fotogalvaanilistel plastikutel. „Tegemist on lihtsa protsessiga, mida saab rakendada enamikel kasutatavatel baasmaterjalidel,“ kommenteeris Loo.

Teadlaste sõnul juhivad plastiku pinnal olevad kanalid valgust otsekui põlluäärsed veekraavid. Kanaliseerimisega on võimalik valguse ning materjali kontaktaega pikendada, mis viib enama valguse neeldumiseni, päädides suurema hulga kasuliku energia muundamisega.

„Süsteem sarnaneb lehe morfoloogiale, millel on looduslikult kõrge neeldumistegur. Kui aga lõpuks voltunud pinnale päikesepaneeli valmistasime, olid tulemused oodatust üllatavalt paremad,“ sõnas artikli üks autoritest Jong Bok Kim.

Iseäranis paranes optilise spektri pikima lainepikkusega punase kiirguse neeldumine. Tavaliselt langeb päikesepaneeli efektiivsus punastel lainepikkustel drastiliselt, lakates infrapunases spektriosas pea täielikult. Kurrutustehnika parandas aga punase valguse neeldumist kuni 600 %. „Päikesevalgust analüüsides näeme, et punast spektriosa kasutamata jättes kaotame olulise osa võimalikust saadaolevast energiast,“ lisas Loo.

Kurdpinnas valmistati vedela fotograafilise liimi (liquid photographic adhesive) tahestamisel ultraviolettvalguse abil. Eri pinnapiirkondade tahenemise kontrollimine võimaldas teadlastel materjalisse luua deformeerivaid pingeid. Pinnasüvendid jagati kaheks, madalaimad nimetati voltideks ning keskmise sügavusega kurrud kortsudeks. Töörühm leidis, et parim neeldumistegur saavutati kortsude ning voltide kobinatsioonmaterjalis. „Protsessi kirjeldav matemaatika on keerukas, ent materjali valmistamine on tööstuse jaoks piisavalt lihtne. Meetodi aluseks on pinna kontrollitud kjahtumine,“ ütles Loo.

Katsed näitasid, et töödeldud alusmaterjalil on ühtlasi parem vastupidavus mehaanilistele pingetele. Deformatsioonid ei mõjutanud paneelide energia muundamise efektiivsust. Standardse plastpaneeli efektiivsus vähenes seejuures painutamisjärgselt 70 %.

Loo sõnul sai töörühm inspiratsiooni lehtedelt. Pealtnäha lihte looduse avaldus on täis pikitud keerukaid mehhanisme. Lehe roheline pind on loodud elastseks paindumiseks ning valguse juhtimiseks nii, et fotorakkudeni jõuaks maksimaalne hulk pinnale langevast päikesevalgusest. Lehe energeetilisi mehhanisme on põhjalikult uuritud, nüüd üritatakse neid sünteetiliselt reprodutseerida.

„Lehte lähemalt vaadates selgub, et selle pind ei ole sugugi sile, vaid sisaldab kurrulisi struktuure. Meie üritus seisnebki sisuliselt lehe pinna matkimises,“ ütles Loo.

Allikas: PhysOrg

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Teadlased valmistasid uue kõrge efektiivsusega painduva tahkisaku
  2. Uus meetod õhemate päikesepaneelide valmistamiseks
  3. Teadlased valmistasid mittemürgised painutatavad nanolehed
  4. NEC: 0.3 mm paksune painutatav patarei
  5. Meetod võimsamate elektriautode valmistamiseks
  6. Teadlased avastasid uue energiaallika
  7. Mullid teevad liitium-õhk akude alal rekordeid
  8. Efektiivne meetod painduvate läbipaistvate elektroodide valmistamiseks
  9. Uus nanostruktuur, mis neelab laias ulatuses valgust iga nurga alt
  10. Efektiivsemad orgaanilised päikeseelemendid

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm, Tulevikuenergia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in