新技術(shù)！全息集光器能使太陽(yáng)能電池板的效率提高2021-05-28 08:02
美國(guó)亞利桑那大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)明了一種全息集光器，據(jù)稱能使太陽(yáng)能電池板的效率提高4．5％。
新技術(shù)！全息集光器可提高太陽(yáng)能產(chǎn)量
在《光子學(xué)與能源》（JPE）雜志上發(fā)表的論文《全息低濃度光學(xué)系統(tǒng)提高常規(guī)太陽(yáng)能電池板的光收集效率》中，其創(chuàng)作者稱，該集光器由一個(gè)低成本的全息光學(xué)元件（HOE）和一個(gè)擴(kuò)散器構(gòu)成，可以輕松嵌入到傳統(tǒng)的光伏組件中。
在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，光學(xué)元件對(duì)稱地放置在太陽(yáng)能板的中心，以增加有效集光區(qū)的長(zhǎng)度。學(xué)者們解釋道：“HOE的左半部分將光線衍射到非活性模塊表面積（IMSA）左側(cè)的光伏電池上，HOE的右半部分將光線衍射到右側(cè)的電池上，此外，該系統(tǒng)中的每個(gè)全息圖都能分離陽(yáng)光的顏色，并將其引導(dǎo)到面板內(nèi)的太陽(yáng)能電池。”
據(jù)研究人員稱，這種系統(tǒng)配置使從收集器衍射的光超過(guò)了模塊玻璃蓋的臨界角，從而擴(kuò)大了收集并傳輸光到太陽(yáng)能電池的距離。
該集光器在雙軸和單軸跟蹤的光伏系統(tǒng)以及固定的非跟蹤陣列中進(jìn)行了測(cè)試。在模擬中還考慮了由擴(kuò)散器散射的光和由全息圖衍射到光伏電池表面的光的多重相互作用。蓋玻片的厚度被假定為3．2毫米。美國(guó)小組還明確指出，簡(jiǎn)單起見，假設(shè)IMSA的分布是均勻的，盡管它在常規(guī)的太陽(yáng)能電池板中不是均勻分布的。
科學(xué)家表示：“對(duì)于一個(gè)具有IMSA為8．25％的模塊的系統(tǒng)，在直接照明的情況下，相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4．5％、4．1％和3．8％。在直接和漫射太陽(yáng)能照明的情況下，相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4．3％、4．0％和3．6％。”
展望未來(lái)，科學(xué)家們打算在具有優(yōu)化厚度和折射率調(diào)制曲線的材料（例如重鉻明膠）中測(cè)試這種收集器。
新技術(shù)！全息集光器可提高太陽(yáng)能產(chǎn)量
在《光子學(xué)與能源》（JPE）雜志上發(fā)表的論文《全息低濃度光學(xué)系統(tǒng)提高常規(guī)太陽(yáng)能電池板的光收集效率》中，其創(chuàng)作者稱，該集光器由一個(gè)低成本的全息光學(xué)元件（HOE）和一個(gè)擴(kuò)散器構(gòu)成，可以輕松嵌入到傳統(tǒng)的光伏組件中。
在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，光學(xué)元件對(duì)稱地放置在太陽(yáng)能板的中心，以增加有效集光區(qū)的長(zhǎng)度。學(xué)者們解釋道：“HOE的左半部分將光線衍射到非活性模塊表面積（IMSA）左側(cè)的光伏電池上，HOE的右半部分將光線衍射到右側(cè)的電池上，此外，該系統(tǒng)中的每個(gè)全息圖都能分離陽(yáng)光的顏色，并將其引導(dǎo)到面板內(nèi)的太陽(yáng)能電池。”
據(jù)研究人員稱，這種系統(tǒng)配置使從收集器衍射的光超過(guò)了模塊玻璃蓋的臨界角，從而擴(kuò)大了收集并傳輸光到太陽(yáng)能電池的距離。
該集光器在雙軸和單軸跟蹤的光伏系統(tǒng)以及固定的非跟蹤陣列中進(jìn)行了測(cè)試。在模擬中還考慮了由擴(kuò)散器散射的光和由全息圖衍射到光伏電池表面的光的多重相互作用。蓋玻片的厚度被假定為3．2毫米。美國(guó)小組還明確指出，簡(jiǎn)單起見，假設(shè)IMSA的分布是均勻的，盡管它在常規(guī)的太陽(yáng)能電池板中不是均勻分布的。
科學(xué)家表示：“對(duì)于一個(gè)具有IMSA為8．25％的模塊的系統(tǒng)，在直接照明的情況下，相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4．5％、4．1％和3．8％。在直接和漫射太陽(yáng)能照明的情況下，相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4．3％、4．0％和3．6％。”
展望未來(lái)，科學(xué)家們打算在具有優(yōu)化厚度和折射率調(diào)制曲線的材料（例如重鉻明膠）中測(cè)試這種收集器。
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