Sferische zonne-elementen bieden een nieuwe manier voor efficiënte zonne-energieoplossing

Saudi-Arabische wetenschappers hebben een reeks experimenten uitgevoerd met zonnecellen in de vorm van een kleine bol. De ronde vorm van de fotoconverter maakt het mogelijk om beter het gereflecteerde en verspreide zonlicht op te vangen. Voor industriële zonneboerderijen is dit waarschijnlijk geen verstandige oplossing, maar voor een aantal toepassingen kunnen ronde zonne-energie elementen een echte vondst zijn.

Een groep wetenschappers van de King Abdullah University of Science and Technology heeft het bereik van hun ontwikkelingen op het gebied van zonnepaneeltechnologie met verschillende graden van kromming verder uitgebreid met nieuw onderzoek. In het bijzonder verzamelden ze een zonne-element in de vorm van een tennisbal en voerden er talloze experimenten mee uit. Dit maakte gebruik van de technologie van ‘golven’ voor platte zonne-energiepanelen, waarbij met een laser sleuven in het silicium substraat worden gecreëerd, die dienen als veilige buiglocaties voor de panelen.

Een vergelijking van de werking van een plat en een bolvormig element van gelijke oppervlakte in een ruimte met een kunstmatige zonnestralingbron toonde aan dat bij directe verlichting het bolvormige zonne-element een 24% hogere uitgangsvermogen biedt vergeleken met het traditionele platte zonne-element. Na verwarming door ‘zonnestralen’ stijgt het voordeel van het ronde element tot 39%. Dit komt doordat verwarming de efficiëntie van de panelen vermindert, en de bolvorm beter warmte aan de omgeving afgeeft en minder last heeft van verhitting (behoudt langer een hoge efficiëntie).

Als de ronde en platte zonne-elementen uitsluitend diffuse licht verzamelden, was het uitgangsvermogen van het ronde element 60% hoger dan dat van de platte. Bovendien zorgde een goed gekozen reflecterende achtergrond, waarbij de wetenschappers experimenteerden met verschillende natuurlijke en kunstmatige reflectormaterialen, ervoor dat het bolvormige zonne-element qua geproduceerde energie de platte met 100% kon overtreffen.

Volgens onderzoekers kunnen bolvormige zonne-energie elementen een boost geven aan de ontwikkeling van het Internet der Dingen en andere autonome elektronica. Samen beloven ze goedkoper te zijn dan het gebruik van platte zonne-energie elementen. Bolvormige zonnepanelen hebben geen zonvolgsystemen nodig. Ook kunnen ze beter presteren bij gebruik in binnenruimtes.

In de volgende fase van het onderzoek willen wetenschappers de efficiëntie van bolvormige zonnepanelen op verschillende plekken op aarde testen, in een breed scala aan verlichtingsomstandigheden. Ze hopen ook grote bolvormige zonne-energie elementen te creëren: van 9 tot 90 m2. Tot slot willen de wetenschappers andere vormen van gebogen oppervlakten van zonne-energie elementen onderzoeken, in de hoop de ideale oplossing voor specifieke toepassingen te vinden.

Bron: 3dnews.ru