Piramidalne leće poboljšavaju učinkovitost sunčevih ćelija

Sunčeve ćelije su sve važniji izvor obnovljive energije, ali još uvijek postoji prostor za poboljšanje. Stanfordski inženjeri sada su razvili leću u obliku piramide koja može fokusirati sunčevu svjetlost iz bilo kojeg kuta na solarnu ćeliju, održavajući je prikupljanjem energije od izlaska do zalaska sunca.

Solarne ćelije najbolje rade na izravnoj sunčevoj svjetlosti, što znači da bi mnoge od njih mogle imati samo nekoliko sati proizvodnje energije dnevno. Drugi sustavi povećavaju radno vrijeme aktivnim kretanjem sunčevih ploča kako bi pratili Sunce preko neba, ali to troši energiju i dodaje mehaničku složenost, što se u konačnici odražava na cijenu proizvodnje energije.

Za novu studiju, tim sa Stanforda odlučio je razviti pasivnu tehnologiju koja može prikupiti sunčevu svjetlost koja dolazi iz bilo kojeg kuta i koncentrirati je prema solarnoj ćeliji ispod. Krajnji rezultat je niz struktura u obliku obrnute piramide koje tim naziva Axially Graded Index Lenses (AGILE), koje bi tvorile sloj koji zamjenjuje zaštitnu gornju površinu solarne ćelije.

U testovima, AGILE prototipovi uspjeli su uhvatiti više od 90 posto svjetlosti koja je pogađala površinu, fokusirajući je tako da bude tri puta svjetlija do trenutka kada stigne do solarne ćelije. Tim kaže da bi ovaj sustav mogao poboljšati učinkovitost solarnih ćelija dopuštajući im prikupljanje neizravne sunčeve svjetlosti, kao i povećanje njihove proizvodnje energije u manje idealnim vremenskim uvjetima.

Svaka mala piramida sastoji se od hrpe različitih stakla i polimera s različitim indeksima loma pa svaki sloj savija dolaznu svjetlost na različit stupanj, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Gornji sloj ima nizak indeks loma kako bi svjetlost ušla iz bilo kojeg kuta, ali svaki korak prema dolje ga savija malo više dok se ne fokusira na solarnu ćeliju ispod. Stranice su zrcaljene da odbijaju svako strano svjetlo natrag tamo gdje treba.

Tim kaže da bi novi sustav mogao pomoći u proširenju područja na kojima se može proizvoditi solarna energija, smanjujući troškove i potrebno zemljište, a AGILE bi čak mogao poboljšati solarne ćelije za svemirske letjelice.