Revoluční fotovoltaický systém dokáže vyrábět energii 24 hodin denně
Fotovoltaické články přeměňují sluneční světlo přímo na energii, ale výroba je omezena pouze na denní dobu. Profesor Bo Zhao z Houstonské univerzity však nedávno informoval o novém typu systému sběru solární energie, který překonává rekord v účinnosti všech stávajících technologií. V neposlední řadě otevírá cestu k využití solární energie 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, jak píše server Brighter.
„Díky naší architektuře lze účinnost sběru solární energie zvýšit až na termodynamickou mez,“ uvádí Bo Zhao v časopise Physical Review Applied. Termodynamická mez je maximální teoreticky možná účinnost přeměny slunečního světla na elektřinu. Tradiční solární termofotovoltaika (STPV) se spoléhá na mezivrstvu, která upravuje sluneční světlo pro lepší účinnost.
Přední strana mezivrstvy (strana přivrácená ke slunci) je navržena tak, aby absorbovala všechny fotony přicházející ze slunce. Tímto způsobem se sluneční energie přeměňuje na tepelnou energii mezivrstvy a zvyšuje její teplotu. Termodynamická hranice účinnosti STPV, která je již dlouho chápána jako hranice černého tělesa (85,4 %), je však stále mnohem nižší než Landsbergova hranice (93,3 %), která je konečnou hranicí účinnosti získávání energie ze slunečního záření.
Zhao a jeho tým ukázali, že deficit účinnosti je způsoben nevyhnutelnou zpětnou emisí mezivrstvy směrem ke Slunci, která vyplývá z reciprocity systému. Navrhli proto nereciproční systémy STPV, které používají mezivrstvu s nerecipročními vyzařovacími vlastnostmi. Takováto nereciproční mezivrstva může podstatně potlačit zpětnou emisi směrem ke Slunci a nasměrovat více fotonů do buňky.
Díky takovému zlepšení může nereciproční STPV systém dosáhnout Landsbergovy meze a praktické STPV systémy s jednoprůchodovými fotovoltaickými články mohou zaznamenat výrazné zvýšení účinnosti. Kromě vyšší účinnosti slibují STPV kompaktnost a schopnost dodávat elektřinu podle potřeby trhu. V jednom z důležitých scénářů použití lze STPV spojit s úspornou jednotkou pro ukládání tepelné energie a vyrábět tak elektřinu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu.
Zdroj: redakce, journals.aps.org, thebrighterside.news