Южноуральские ученые придумали защиту для солнечных батарей
14 Марта 2021
Фото: https://www.taganay.org/
Пленка из мини-призм предохранит от перегрева в жарком климате и повысит энергоотдачу в пасмурную погоду.
Челябинские ученые разработали и запатентовали новый вид голографической пленки для защиты солнечных батарей от перегрева в условиях жаркого климата. Как пояснили авторы ноу-хау, общедоступная и экологически чистая солнечная энергии — хорошая альтернатива традиционным видам топлива: углю, мазуту и газу. Потребность в солнечных батареях, преобразующих энергию светила в электричество, в последнее время растет. Для этого применяют фотоэлектрические элементы, но у них немало минусов. Один из них — быстрый перегрев под воздействием солнечных лучей, что чревато выходом из строя дорогостоящих деталей.
Молодые ученые Илхом Махсумов и Евгений Сироткин под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» ЮУрГУ Ирины Кирпичниковой создали голографическую пленку, повышающую надежность работы фотоэлектрических систем. Нужный эффект получают за счет защиты солнечных модулей от перегрева. Кроме того, в солидном плюсе и выработка электроэнергии из-за увеличения концентрации солнечных лучей.
По словам разработчиков, большинство фотоэлектрических модулей спроектированы так, что хорошо работают в комфортных условиях — при средней освещенности и температуре воздуха +25 °С. А в уличных условиях модулю зачастую приходится работать в жарком климате, что ведет к потере мощности и уменьшению срока службы солнечной батареи.
Фото: сайт ЮУрГУ
«Изюминка нашей разработки — в применении голографической пленки на основе призматических концентраторов (призмаконов) из прозрачного материала. Она содержит голографические линзы бесконечно малых размеров, — поясняет научный руководитель проекта Ирина Кирпичникова. — Сверху пленка покрыта ультратонким слоем напыления из редкоземельных металлов, который отражает тепловое инфракрасное излучение и пропускает видимые лучи. А внутри эта голо-пленка содержит мини-пирамидки — призматические концентраторы, «захватывающие» свет. Они способны, многократно отражая световые лучи внутри призм, концентрировать их на поверхности солнечного модуля. Эта инновационная технология повышает энергоотдачу солнечных модулей даже при пасмурной погоде».
Как добавили ученые, принцип работы голографической пленки в том, что, когда солнечный свет попадает на поверхность модуля, инфракрасные лучи отражаются от металлизированного верхнего слоя, защищая от перегрева. А видимые лучи попадают на пирамидки концентраторов и, многократно преломляясь в них, концентрируется на солнечном элементе. Причем это никак не зависит от угла падения лучей на солнечный модуль.
«Сфера применения такой пленки самая широкая, — подытожила Ирина Кирпичникова. — Ею можно покрывать органические и неорганические фотоэлектрические элементы, солнечные тепловые панели, источники освещения, светоотражающие материалы дорожных знаков. Также с помощью нашей технологии можно получить большое количество вариантов направления световых лучей, которые зачастую не могут быть получены другим способом. А главное, это простое и экономичное решение позволяет повысить выработку солнечной электроэнергии, не допуская перегрева и выхода модуля из строя».
Молодые ученые Илхом Махсумов и Евгений Сироткин под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» ЮУрГУ Ирины Кирпичниковой создали голографическую пленку, повышающую надежность работы фотоэлектрических систем. Нужный эффект получают за счет защиты солнечных модулей от перегрева. Кроме того, в солидном плюсе и выработка электроэнергии из-за увеличения концентрации солнечных лучей.
По словам разработчиков, большинство фотоэлектрических модулей спроектированы так, что хорошо работают в комфортных условиях — при средней освещенности и температуре воздуха +25 °С. А в уличных условиях модулю зачастую приходится работать в жарком климате, что ведет к потере мощности и уменьшению срока службы солнечной батареи.
Фото: сайт ЮУрГУ
«Изюминка нашей разработки — в применении голографической пленки на основе призматических концентраторов (призмаконов) из прозрачного материала. Она содержит голографические линзы бесконечно малых размеров, — поясняет научный руководитель проекта Ирина Кирпичникова. — Сверху пленка покрыта ультратонким слоем напыления из редкоземельных металлов, который отражает тепловое инфракрасное излучение и пропускает видимые лучи. А внутри эта голо-пленка содержит мини-пирамидки — призматические концентраторы, «захватывающие» свет. Они способны, многократно отражая световые лучи внутри призм, концентрировать их на поверхности солнечного модуля. Эта инновационная технология повышает энергоотдачу солнечных модулей даже при пасмурной погоде».
Как добавили ученые, принцип работы голографической пленки в том, что, когда солнечный свет попадает на поверхность модуля, инфракрасные лучи отражаются от металлизированного верхнего слоя, защищая от перегрева. А видимые лучи попадают на пирамидки концентраторов и, многократно преломляясь в них, концентрируется на солнечном элементе. Причем это никак не зависит от угла падения лучей на солнечный модуль.
«Сфера применения такой пленки самая широкая, — подытожила Ирина Кирпичникова. — Ею можно покрывать органические и неорганические фотоэлектрические элементы, солнечные тепловые панели, источники освещения, светоотражающие материалы дорожных знаков. Также с помощью нашей технологии можно получить большое количество вариантов направления световых лучей, которые зачастую не могут быть получены другим способом. А главное, это простое и экономичное решение позволяет повысить выработку солнечной электроэнергии, не допуская перегрева и выхода модуля из строя».
Поделиться
