Автор Тема: Эффективность нового солнечного элемента превысит 50%  (Прочитано 159 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Онлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 989
  • Репутация: +22/-7
    • Просмотр профиля
Теоретическое исследование, о котором профессор Кита Такаши (Kita Takashi) и его коллеги из Инженерной школы университета Кобэ (Япония) рассказали в статье, вышедшей в онлайновом номере Nature Communications, открывает возможность создания фотоэлектрических панелей с коэффициентом преобразования солнечной энергии в электричество более 50%.

Эффективность однопереходных солнечных элементов ограничена пределом примерно в 30%, а рекордный результат получен для 4-переходной конструкции и составляет 46%. Даже в этом случае больше половины поступающей от солнца энергии походит через панель без поглощения, либо рассеивается в виде тепла. Если кпд преобразования энергии превысит 50%, это окажет большое воздействие на стоимость «солнечного» электричества.

В целях снижения потерь энергии, команда Кита разработала панель с из полупроводников с разными запрещёнными зонами. Фотоны с небольшой энергией, проходящие сквозь первый однопереходный слой, поглощаются гетероструктурой из узкозонного полупроводника с квантовыми точками.

Теоретическое моделирование демонстрирует для подобной системы эффективность преобразования до 63%. Созданное методом молекулярно-лучевой эпитаксии опытное устройство позволило на практике осуществить двухфотонную ап-конверсию — механизм, уникальный для таких солнечных элементов. Достигнутое в ходе эксперимента снижение потерь энергии на два порядка больше, чем то, что давали прежние методы, использующие промежуточные зоны.

Авторы указывают, что опытный образец солнечного элемента создавался с целью концептуальной демонстрации. Для получения наилучшей эффективности, соответствующей теоретическому прогнозу, потребуется дальнейшая оптимизация толщины каждого слоя и степени легирования, добавление антирефлективного покрытия и т.п.
http://www.nanonewsnet.ru/news/2017/effektivnost-novogo-solnechnogo-elementa-prevysit-50

Оффлайн Литератор

  • Конструктивисты
  • Эксперт
  • *
  • Сообщений: 4 715
  • Репутация: +16/-1
    • Просмотр профиля
...опытный образец солнечного элемента создавался с целью концептуальной демонстрации.
Мне очень нравится концептуальная демонстрация.

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 164
  • Репутация: +13/-1
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
    • Просмотр профиля
Вся проблема в том, что Солнце даёт мало тепла. И чтобы хоть чего-то достичь - нужны огромные площади солнечных батарей.

Онлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 989
  • Репутация: +22/-7
    • Просмотр профиля
Вся проблема в том, что Солнце даёт мало тепла. И чтобы хоть чего-то достичь - нужны огромные площади солнечных батарей.
В пределе 1300 ВТ на квадратный метр. Не так уж и мало. С учетом  КПД порядка 20% 260 ВТ. Солнечные батареи  стремительно дешевеют, поэтому огромные площади не очень  пугают , особенно в тех местах, где территории немеряны. Я видел солнечную электростанцию в горах на Крите. Вполне оправданное решение, там где нет других источников электричества, а тянуть ЛЭП далеко и дорого

Оффлайн evilimp

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 674
  • Репутация: +26/-4
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля
В пределе 1300 ВТ на квадратный метр. Не так уж и мало. С учетом  КПД порядка 20% 260 ВТ. Солнечные батареи  стремительно дешевеют, поэтому огромные площади не очень  пугают , особенно в тех местах, где территории немеряны. Я видел солнечную электростанцию в горах на Крите. Вполне оправданное решение, там где нет других источников электричества, а тянуть ЛЭП далеко и дорого
С учетом ничтожных технических подробностей энергосистем вся эта явно ангажированная пляска с солнцем и ветром чушь полная.

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 164
  • Репутация: +13/-1
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
    • Просмотр профиля
В пределе 1300 ВТ на квадратный метр. Не так уж и мало. С учетом  КПД порядка 20% 260 ВТ. Солнечные батареи  стремительно дешевеют, поэтому огромные площади не очень  пугают , особенно в тех местах, где территории немеряны. Я видел солнечную электростанцию в горах на Крите. Вполне оправданное решение, там где нет других источников электричества, а тянуть ЛЭП далеко и дорого
Это ложь в угоду теории, что Землю обогревает Солнце, и определяет её климат. Пример этой лжи здесь:
Тепловой баланс Земли
Игнорируется закон Фурье и внутреннее тепло Земли. Как заплатку к теории Солнечного обогрева, придумали ничем не доказанный (не подтверждённый опытами) "парниковый эффект".
Для проверки надо взять чёрную ванну с площадью солнечного облучения 1 метр в квадрате, налить в неё воды (пару литров), выставить под прямые солнечные лучи, и посмотреть, закипит ли за 1 час. Киловатт и 300 ватт это не шутка.

Онлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 989
  • Репутация: +22/-7
    • Просмотр профиля
Это ложь в угоду теории, что Землю обогревает Солнце, и определяет её климат. Пример этой лжи здесь:
Тепловой баланс Земли
Игнорируется закон Фурье и внутреннее тепло Земли. Как заплатку к теории Солнечного обогрева, придумали ничем не доказанный (не подтверждённый опытами) "парниковый эффект".
Для проверки надо взять чёрную ванну с площадью солнечного облучения 1 метр в квадрате, налить в неё воды (пару литров), выставить под прямые солнечные лучи, и посмотреть, закипит ли за 1 час. Киловатт и 300 ватт это не шутка.
Не все так просто, вы забываете по потери,  Для чистоты эксперимента вам нужно будет полностью теплоизолировать эту ванну от окружающей среды, чтобы избежать потерь, а это сделать непросто. Чем дольше будет длится эксперимент, тем больше будут потери.
Такая  отдача энергии от Солнца  на Поверхности Земли будет лишь в тропиках, когда Солнце стоит в зените, в ясный и безоблачный день. Есть солнечные электростанции без фотоэлементов, где зеркала фокусируют солнечный свет на бак   водой,  вода превращается в перегретый пар, который используется для вращение турбины и генерации  электричества.
В южных странах широко используются солнечные бойлеры для получения горячей воды в жилых домах, даже многоэтажных и многоквартирных

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 164
  • Репутация: +13/-1
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
    • Просмотр профиля
Не все так просто, вы забываете по потери,  Для чистоты эксперимента вам нужно будет полностью теплоизолировать эту ванну от окружающей среды, чтобы избежать потерь, а это сделать непросто. Чем дольше будет длится эксперимент, тем больше будут потери.
Такая  отдача энергии от Солнца  на Поверхности Земли будет лишь в тропиках, когда Солнце стоит в зените, в ясный и безоблачный день. Есть солнечные электростанции без фотоэлементов, где зеркала фокусируют солнечный свет на бак   водой,  вода превращается в перегретый пар, который используется для вращение турбины и генерации  электричества.
В южных странах широко используются солнечные бойлеры для получения горячей воды в жилых домах, даже многоэтажных и многоквартирных
Надо правильно измерять. Вот и всё.
Конечно надо кое-что тепло-изолировать, и предотвратить испарение воды. Короче, надо правильно поставить эксперимент. На экваторе и измерять, если это удобно. Только учитывать уличную температуру. То есть можно поставить эксперимент с Солнцем, а затем повторить с электроплиткой при одной и той же температуре окружающей среды. Важно, чтобы совпало. Так и можно правильно измерить тепловой поток от Солнца.

Онлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 989
  • Репутация: +22/-7
    • Просмотр профиля
Надо правильно измерять. Вот и всё.
Конечно надо кое-что тепло-изолировать, и предотвратить испарение воды. Короче, надо правильно поставить эксперимент. На экваторе и измерять, если это удобно. Только учитывать уличную температуру. То есть можно поставить эксперимент с Солнцем, а затем повторить с электроплиткой при одной и той же температуре окружающей среды. Важно, чтобы совпало. Так и можно правильно измерить тепловой поток от Солнца.
Вот для того, чтобы точно измерить и приходится  соблюдать всевозможные меры предосторожности, иначе результат будет неточным.
Чтобы точно измерить сопротивление резистора со стершейся маркировкой  впаянного в плату,требуется сначала его выпаять из платы. Вам, как радиоэлектронику, об этом должно быть известно.