Южноуральские ученые разработали новый вид голографической пленки для защиты солнечных батарей от перегрева в условиях жаркого климата. Патент на полезную модель был получен после серии научных публикаций и экспериментов.

Как передает корреспондент РИА «Новый День», спрос на устройства, которые могут преобразовывать солнечную энергию в электричество растет во всем мире. Все чаще в таких устройствах используют фотоэлектрические элементы, однако эффективность фотоэлектрического преобразования все еще нуждается в улучшении. Поэтому многие ученые ставят перед собой задачу повышения их эффективности.

В Южно-Уральском госуниверситете создали голографическую пленку, которая повысит эффективность работы фотоэлектрических систем в условиях жаркого климата. Такой эффект достигается за счет защиты солнечных модулей от перегрева и повышения вырабатываемой ими энергии при помощи увеличения концентрации солнечных лучей.

Большинство фотоэлектрических модулей спроектированы таким образом, что наиболее эффективно они работают в стандартных испытательных условиях, то есть при освещенности, равной 1000 Вт/м2 и температуре воздуха +25°С. Однако на открытом воздухе в реальных условиях эксплуатации модуль, как правило, работает при более высокой температуре, что приводит к снижению генерируемой мощности и к сокращению срока службы.

«Голографическая пленка на основе призматических концентраторов (призмаконов) из прозрачного материала содержит голографические линзы бесконечно малых размеров. Сверху она покрыта ультратонким слоем напыления из редкоземельных металлов, – поясняют в ЮУрГУ. – Этот слой отражает инфракрасное излучение и пропускает видимое излучение. Внутренняя структура голографической пленки выполнена в виде миниатюрных пирамид – призматических концентраторов, способных эффективно улавливать световые лучи и за счет многократного отражения их внутри призм, концентрировать на поверхности солнечного модуля. Это решение увеличивает эффективность солнечных модулей даже при пасмурной погоде».

Принцип работы голографической пленки заключается в том, что солнечные лучи попадают на поверхность модуля, при этом часть спектра (инфракрасные лучи) отражается от металлизированного верхнего слоя пленки, предотвращая перегрев модуля. Видимая часть спектра солнечного излучения попадает на пирамидальную структуру концентраторов, и, неоднократно преломляясь в них, благодаря внутреннему отражению, концентрируется на солнечном элементе, вне зависимости от угла падения лучей на солнечный модуль.

Эта пленка может применяться на любых органических и неорганических фотоэлектрических элементах, на фотоэлектрических панелях, солнечных тепловых панелях, на источниках освещения, на светоотражающем материале, используемом на дорожных знаках. Кроме того, она позволяет получить большое количество вариантов в направлении световых лучей, которые часто не могут быть получены иным образом.

Такое простое и экономичное решение позволяет увеличить выработку электроэнергии солнечным модулем, не допускает его перегрева и выхода из строя, в целом способствует повышению эффективности его работы.

Челябинск, Ольга Арсентьева

© 2021, РИА «Новый День»