研究人员设计了一种新的太阳能模块,该模块使用曲面镜将太阳光聚焦到5英寸的玻璃球上,然后将光均匀地散布在整个太阳能电池板上,与高效率结合使用时,其输出功率是传统太阳能电池板的两倍太阳能电池。该设计的灵感来自于望远镜技术和太空机构使用的高效太阳能电池。
该模块还跟踪太阳并与之一起旋转以提高其效率。整个模块安装在10英尺x 10英尺的钢制旋转框架上,该框架随太阳移动。
UA光学学院的研究生Blake Coughenour解释说:“跟踪器是全自动的。”该系统在早晨醒来并转向东方。它知道即使在地平线以下,太阳仍将升起。从白天一直到日落,它一直跟踪着太阳的轨迹,然后在夜晚停放下来。
镜子是系统中最有趣的部分之一。研究人员提出了一种碟形镜设计,该镜设计非常适合于集中太阳能(特别是用于光伏发电),而不是太阳能热系统。
“太阳能发电厂中使用的大多数镜子都是通过将光线聚焦到用于将水加热成蒸汽的长管上来产生热量的。这要求镜子的形状像圆柱体。我们在镜子实验室了解到的是如何将玻璃弯曲到高精度,以便聚焦到一点或一条直线上。”
这些面板是由通常仅用于航天器的太阳能电池制成的。与常规电池相比,这些电池捕获的太阳光谱范围更大。球形透镜镀膜以最大化阳光的透明度。当与镜子放在一起时,该系统可以很好地将光聚集在太阳能电池上,但同时也会聚集大量热量。因此,研究人员设计了一个由风扇和散热器组成的冷却系统,该阵列将阵列保持在室外温度的36度以内。
由于产生的热量本身就是一种宝贵的资源,研究人员还“正在努力使用镜子制造出一种环保的熔炉,其作用类似于烤面包机,将模具燃烧成平板玻璃。”研究人员发现,具有两个镜子的跟踪器产生的能量足以为两个房屋供电,但他们希望在每个模块上放置八个镜子。
他们说:“在一个约7乘7英里(11 x 11公里)的区域上安装了一系列太阳跟踪器,将在日照时间内产生10吉瓦的电力–相当于一个大型核电站。这项技术有很大的发展前景,因此很有希望。”
“与使用蒸汽为涡轮机提供动力的传统发电厂不同,Angel的光伏原型机不用水,因此特别适合沙漠地区,”亚利桑那大学报道。“这种材料的生产成本低廉,并且通过用镜子集中阳光,该工厂的占地面积比基于PV面板的工厂要小。”
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