Houston Üniversitesi Profesörü Bo Zhao ve ekibi geliştirdiği güneş enerjisi hasat sistemi ile mevcut tüm teknolojilerin verimlilik rekorunu kırdı ve güneş enerjisinin her saatte kullanılmasının yolunu açtı. Physical Review Applied dergisinde yayınlanan çalışmaya göre, bu yeni güneş enerjisi hasat teknolojisi ile ABD’nin temiz enerjiye geçişi daha büyük bir potansiyele sahip görünüyor.
Güneş enerjisi hasat sistemi nasıl çalışıyor?
Geleneksel güneş termofotovoltaikleri (STPV), daha iyi verimlilik için güneş ışığını uyarlamak için bir ara katman gerektirir. Güneş’ten gelen fotonlar, en yakın katmanın ön tarafı (Güneş’e bakan taraf) tarafından emilir. Güneş enerjisi daha sonra yakın katmanda termal enerjiye dönüştürülür. Katmanın sıcaklığı daha sonra artar.
Bununla birlikte, STPV’lerin kara cisim sınırı (% 85.4) olarak anlaşılan termodinamik verimlilik sınırı, güneş enerjisi hasadı için nihai verimlilik sınırı olan Lansberg sınırından (% 93,3) çok daha düşüktür.
Konuyla ilgili açıklama yapan Bo Zhao şunları söyledi: “Bu çalışmada, verimlilik açığının, sistemin karşılıklılığından kaynaklanan, ara katmanın Güneş’e doğru kaçınılmaz geri emisyonundan kaynaklandığını gösteriyoruz. Karşılıklı olmayan ışıma özelliklerine sahip bir ara katman kullanan karşılıklı olmayan STPV sistemleri öneriyoruz. Karşılıklı olmayan ara katman, Güneş’e geri emisyonunu büyük ölçüde bastırabilir ve hücreye doğru daha fazla foton akışı sağlayabilir. Böyle bir iyileştirme ile karşılıklı olmayan STPV sisteminin Landsberg sınırına ulaşabileceğini ve tek eklemli fotovoltaik hücrelere sahip pratik STPV sistemlerinin de önemli bir verimlilik artışı yaşayabileceğini gösteriyoruz. Çalışmamız, enerji uygulamalarında karşılıklı olmayan termal fotonik bileşenlerin büyük potansiyelini vurgulamaktadır. Önerilen sistem, STPV sistemlerinin performansını önemli ölçüde iyileştirmek için yeni bir yol sunmaktadır. Şu anda enerji santrallerinde kullanılan pratik STPV sistemlerinde karşılıklı olmayan sistemlerin uygulanmasının önünü açabilir.”
