MIT-ov lijevak za sunčanje mogao bi procijeniti usko grlo učinkovitosti solarne energije

S

Svakodnevno naše Sunce otkuca više energije u svjetske pustinje nego što je koristi cijela ljudska rasa u godinu dana. Svaki džul energije u svjetskim zalihama nafte stavilo je tamo sunce prije milijune godina. Čak je i uran stvoren u smrtnoj zvečki eksploziji neke drevne zvijezde. Pronašli smo ili razvili stotine posrednika, od turbina na ugljen do AAA baterija, nosača energije koji pokreću energiju zvijezda i samo je nevoljko prepuštaju ljudima. Ovaj tjedan, tim istraživača s MIT-a nada se da će započeti našu veliku globalnu mjeru štednje, eliminaciju posrednika i uspon istinske, održive solarne energije.

Mana solarne energije uvijek je bila učinkovitost. Desetljećima su se znanstvenici borili da uhvate čak i znatnu manjinu sunčeve energije koja pada na određeni panel - nedavni razvoj sustav s 32% učinkovitosti bio najavljen kao veliki proboj. Tom brzinom solarne farme trebale bi biti ogromne, uistinu gigantske, da bi sakupljale korisne količine energije, a njihova cijena po kvadratnom metru uvijek je bila zabrinjavajuća. Razlog tome je što solarna energija nije jedna homogena sila, poput vjetra; bilo koji kolektor moći će apsorbirati dio energije koja padne na njega, ali će propustiti većinu ostatka kao rezultat.



Ergon Energy Station u Windorah, Australija

Ergon Energy Station u Windorah, Australija



Do sada. Nedavno MIT studija (PDF) je predložio da se 'atomski tanak' list poluvodičkog materijala može razvući gurajući klin dolje na sredinu. Rezultirajući oblik lijevka imao bi gradijent unutarnjeg naprezanja koji se sužava dalje od središta. Prethodna istraživanja pokazala su da rastezanje silicijskih poluvodiča za samo 1% može povećati protok elektrona za više od 50%, pa istraživači predlažu upotrebu napetih poluvodičkih materijala za 'podešavanje' solarnog kolektora na određenu valnu duljinu svjetlosti. Unutar granica materijala, promjenom pritiska u zatiču prilagodit će se oblik lijevka, a time i rubovi apsorpcijskog spektra.

To uredno zaobilazi glavni problem sakupljanja sunčeve energije: ima je toliko puno. Širjena spektrom daleko većim od onoga što je vidljivo ljudskom oku, energija sunca dolazi u raznim veličinama i razinama snage. Novi model MIT-a kaže da će stvaranjem gradijenta deformacije između poluvodičkih molekula stvoriti i gradijent apsorpcijske sposobnosti, fizikalnog svojstva zvanog pojasni razmak. Biljke koriste razne različite pigmente kako bi zarobile široku paletu svjetlosti, ali u konačnici su najbolje s crvenom; čak i upotreba višestrukih apsorbera može vas dovesti samo do sada. Materijali s visokim pojasevima mogu primiti svjetlost više energije, ali isključuju slabije valne duljine koje čine većinu naših potencijalnih fotona, dok materijali s niskim opsegom omogućuju prikupljanje mnogih fotona, svaki s malo energije. Ono što nam treba je stanica koja može apsorbirati cijeli taj spektar.



Solarni lijevak, kako je predložio MIT, mogao bi uhvatiti mnogo različitih valnih duljina svjetlosti duž cijele njegove površine - a za razliku od modernih organskih stanica koje se oslanjaju na difuziju kako bi dovele uzbuđene jedinice u kolektor, ovaj bi svaki zarobljeni foton brzo usmjerio prema dolje kolektor. To je u konačnici pola točke njihovog rada, kako bi ne samo apsorpcija već i faze prikupljanja bile dovoljno učinkovite za masovnu upotrebu.

U kombinaciji s postojećim tehnikama za povećanje solarne učinkovitosti, poput farmi i snopovi ploča , ovo se istraživanje nada da će postaviti temelje za održivu solarnu budućnost. U prošlosti je solarna energija bila usmjerena na proizvodnju čiste energije, na spašavanje okoliša i nas samih. Kako se naše potrebe za energijom i dalje povećavaju, možda ćemo otkriti da se okrećemo solarnoj energiji samo kako bismo mogli držati upaljena svjetla. Ljevci za sunce su ipak puno pristupačniji od Dysonovih sfera koje obuhvaćaju zvijezde.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com