Istraživači sa univerziteta Stanford prikazali su novi tip uređaja koji je efikasniji od klasičnih solarnih ćelija za proizvodnju električne energije. Naime, solarne ćelije koriste samo sunčevu svetlost koju pretvaraju u električnu energiju, međutim, novo otkriće koristi i svetlost i toplotnu energiju koja dolazi od Sunca.
|
|
|
Termionički kovertori - tehnologija koja se koristi na ruskim satelitima |
Tehnologija se zasniva na fizičkom principu koji je otkrio i prikazao tim na čelu sa Nicholas Melosh-em. U ovom prototipu energija Sunca pokreće elektrone u elektrodi a toplotna energija ih tako pokrenute usmerava da u vakuumu preskoče na drugu elektrodu, na taj način stvarajući strujno kolo.
Uređaj bi mogao da se prilagodi i za generisanje energije od otpadne toplote u parnim mašinama. Istraživači kažu da na ovaj način oko 50% energije koja dolazi od Sunca može da se pretvori u električnu energiju - što je veliki napredak u odnosu na klasične solarne ćelije u fotonaponskim (PV) panelima.
Standardna silikonska solarna ćelija konvertuje oko 15% solarne energije u električnu energiju. Preko polovine energije koja dopire do ćelije gubi se u vidu toplote. Ovo se dešava iz tog razloga što solarne ćelije mogu da reaguju samo na određene delove sučevog spektra. Tako svi fotoni ispod određenog energetskog nivoa jednostavno samo zagrevaju ćeliju.
Jedan od načina da se prevaziđe ovaj problem jeste razvijanje ćelija koje će moći da koriste širi deo spektra sunčeve svetlosti koje mogu da konvertuju oko 40% energije. Međutim, ove ćelije su isuviše složene i skupe za proizvodnju.
Inspirisan kogenergatorima iz gasnih peći, Nicholas Melosh sa Stanforda, došao je na ideju da koristi toplotnu energiju koja se dobija u solarnoj ćeliji. Problem je bio taj što se pretvaranje toplotne u električnu energiju teško uklapa sa solarnom ćelijom. Naime, solarna ćelija gubi na efikasnosti sa porastom temperature. Na oko 100°C, silikonska ćelija ne radi sasvim dobro, dok na temperaturama preko 200°C, ne radi uopšte.
Prodor je učinjen kada se došlo do rešenja da svetlost u solarnom zračenju može bolje da se iskoristi uz upotrebu jednog drugog uređaja - termioničkih konvertora (na fotografiji iznad). Oni se zasnivaju samo na iskorišćavanju toplotne energije koja dolazi od Sunca za proizvodnju električne energije.
Termionički kovertori (thermionic converters) sastoje se od dve elektrode na maloj distanci.Kada se pozitivna elektroda (katora) zagreva, elektroni sa katode preskaču na negativnu elektrodu (anoda) na taj način pokrećući strujno kolo.
Ovakvi uređaji koristili su se za napajanje ruskih satelita, međutim, nisu nalazili primenu na Zemlji jer su potrebne visoke temperature za njihov efikasan rad, od oko 1,500°C. Katode se u ovim uređajima uglavnom prave od cezijuma.
Linkovi:
- Nicholas Melosh, Stanford - http://www.stanford.edu/group/melosh/nick.html
