science >> Wetenschap > >> Natuur

Kunnen luminescente zonneconcentratoren zonne-energie betaalbaarder maken?

Universitair hoofddocent Marc Baldo (links) en postdoctoraal student Shalom Goffri laten enkele organische zonneconcentratoren zien. © Donna Coveney/MIT

Als u zonnepanelen op uw dak heeft geplaatst, de kans is groot dat u het meer deed om het milieu te helpen dan om geld te besparen op uw energierekening. Met de huidige kosten van zonnetechnologie, het kan vele jaren duren om zelfs maar te beginnen met het terugverdienen van uw investering. Een nieuwe kijk op een bestaande zonne-energietechnologie zou daar verandering in kunnen brengen.

Zonnepanelen gebruiken halfgeleiders, meestal op siliconenbasis, zonlicht om te zetten in elektriciteit. Deze halfgeleiders werken als fotovoltaïsche cellen -- wanneer zonlicht de cel raakt, het silicium absorbeert de energie in de lichtgolven. Deze energie prikkelt de elektronen in het silicium, die losbreken. Vrij stromende elektronen worden elektriciteit (zie Hoe zonnecellen werken voor meer informatie). Deze opstelling is inherent duur omdat, eerst, halfgeleiders zijn duur, en ten tweede, omdat het niet erg efficiënt is. Een deel van de energie van de zon gaat verloren aan warmte, en veel ervan raakt de zonnecellen helemaal niet omdat de zon niet stilstaat. Dit betekent dat er heel veel cellen nodig zijn om een significante hoeveelheid elektriciteit op te wekken.

Een oplossing voor dit probleem dat momenteel wordt uitgeprobeerd, is het gebruik van zonnevolgers . Dit zijn bewegende spiegelpanelen die de zon langs de hemel volgen, het licht op de zonnecellen werpen. Hierdoor komt er meer zonlicht in het systeem, maar zonne-trackers zijn extreem duur, en niet alleen omdat ze bewegen. Deze methode om grote hoeveelheden zonlicht te richten, heeft de neiging om de siliciumcellen te oververhitten, die de installatie van dure koelsystemen vereisen.

Een andere oplossing voor het efficiëntieprobleem bij zonnepanelen is de zonneconcentrator. Dit is een goedkopere methode, en het is de enige die onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology onlangs hebben verbeterd op een manier die een revolutie teweeg kan brengen in de zonne-energietechnologie. We zouden deze nieuwe kunnen installeren lichtgevende zonneconcentratoren als ramen in onze huizen - ramen die de stroom opwekken om onze lichten aan te doen, onze airconditioners en onze apparaten. En we zouden het heel snel kunnen doen.

In dit artikel, we zullen ontdekken wat een luminescente zonneconcentrator (LSC) doet, hoe het werkt en waarom het efficiënter en goedkoper is dan oudere zonnetechnologieën. We zullen zien hoe LSC's kunnen worden gebruikt en wanneer ze op de commerciële markt kunnen komen.

Eerst, hoe concentreer je zonlicht precies?