Un nou tip de dispozitiv pentru transformarea luminii în electricitate
Rectenna - ce este?
Cel mai cunoscut metoda de conversie a energiei luminii solare în energie electrică sunt fotovoltaice (sau fotovoltaice) panouri. În același timp, a fost raportat că a dezvoltat un alt dispozitiv capabil să efectueze o astfel de conversie - rectenna. Wikipedia dă următoarea definiție a acestui dispozitiv:
Rectenna (de la antena limba engleză de rectificare -. Antena rectificativa) - un dispozitiv care este o antenă non-linear, pentru transformarea energiei câmpului undei incidente pe ea în curent continuu. Cea mai simplă opțiune de design ar fi jumătate de val vibrator, care este stabilit între dispozitivul de arme cu conductivitate unilaterală (de exemplu, o diodă). În această realizare, antena este aliniată cu detectorul, ieșirea căruia, în prezența undei incidente apare CEM. Pentru a crește câștigul, astfel de dispozitive pot fi combinate într-o grilă multi-element.
Rectenna absorb valuri în gama de frecvențe de la 3 kHz până la 300 GHz și să le transforme în energie electrică. In trecut, au fost făcute încercări de a crea un dispozitiv, rectificare valuri optice, dar la un nivel scăzut de dezvoltare tehnologică, aceste antene au fost ineficiente.
Prima antenă rectificare a apărut în urmă cu mai mult de 40 de ani. Acestea au fost utilizate pentru absorbția și conversia energiei de frecvențe diferite, inclusiv lungimi de undă în infraroșu. În ultimii ani, tehnologia a găsit aplicații în dispozitive de lucru pe baza NFC (Near Field Communication) și care furnizează o comunicare fără fir de înaltă frecvență, la distanță mică. Astăzi, NFC este considerată ca o alternativă la Bluetooth. Cu toate acestea, încercările de a adapta rectenna pentru a primi lumina vizibilă încă nu a condus la rezultate concrete.
Proiectul Skolkovo Tech
Dar de dezvoltare continuă. Unul dintre proiectele de utilizare rectenna pentru a genera energie electrică dezvoltat elevii Skolkovo Tech. Adel Galimov, unul dintre dezvoltatorii proiectului a declarat că acțiunea principală - adăugarea sau scoaterea de pe piață a panourilor solare existente pentru a colecta energia solară. Faptul că rectenna folosit o abordare alternativă la colectarea radiației solare, în care lumina solară nu este văzută ca un flux de fotoni, precum și o undă electromagnetică.
antena rectificare existente, pentru a arăta eficiența de 90% în intervalul de microunde, dar vrem sa folosim o abordare similară pentru convertirea radiațiilor infraroșii, care reprezintă aproximativ jumătate din energia luminii solare incidente pe suprafața Pământului.
Și, din moment ce există o absorbție a luminii infraroșii Pământului și obiecte cu radiatii ulterioare, astfel încât este posibil să se colecteze energie în întuneric. Pentru aceasta este necesar să se creeze și sincroniza porțiunea rectenna, principalele dintre care - o antenă și un redresor cu diode (dispozitiv pentru transformarea curentului alternativ de intrare în curentul de ieșire electric direct). Sarcina elevilor SKOLKOVO Tech este tocmai în dezvoltarea și producerea acestor elemente de caracteristici care îndeplinesc.
Va exista o noua descoperire?
În această săptămână a fost raportat că utilizarea nanocomponents, oamenii de știință americani au creat un nou tip de rectenna pentru a converti lumina direct în curent continuu.
Primul rectenna optic transforma lumina in curent continuu
În dispozitivele dezvoltate de inginerii de la Georgia Institute of Technology, functiile nanotub de carbon ca o antenă, „interesant“ de radiații de la soare sau alte surse. Când lumina ajunge val de antena de nanotuburi, acestea creează fluctuante de încărcare se deplasează prin redresoare miniaturale integrate în pereții tubului, care sunt activate și dezactivate la frecvența petagertsovoy sau 10 Hz până la 15 de grade, care este de un milion de ori mai mare decât GHz. Rezultatul este un mic curent continuu generat în mod direct, mai degrabă decât printr-un proces în trepte, similar cu modul în care majoritatea panourilor solare.
„Fizică și principiile de bază au fost înțelese, - a declarat șeful de Dezvoltare Baratunde Cola (Baratunde Cola). - Este timpul pentru a încerca în practică idei noi și de a face munca de dispozitiv. Acest lucru a fost posibil prin progrese în dezvoltarea tehnologiilor de fabricație. "
Reprezentanții grupurilor științifice poziționate pe miliardele substrat de siliciu nanotub de carbon vertical izolat unul de celălalt printr-un strat subțire de oxid de aluminiu. Construi placă transparentă finalizat din aluminiu și calciu. Cand lumina intra nanotuburi începe să oscileze. Încărcarea este generat, care apoi trece prin redresoare. Ele transformă puterea AC DC prin capacitatea sa de a porni și opri cu mare frecvență - până la un cvadrilion de ori pe secundă.
Miliarde rectenna combinate într-o matrice, va da o valoare actuală substanțială, deși eficiența demonstrată a dispozitivelor rămâne sub 1%. Cercetatorii spera pentru a imbunatati in mod dramatic parametrii de dezvoltare a acestora, cu ajutorul de optimizare, și sunt încrezători că rectenna, care are un potențial comercial, este posibil să primiți pe parcursul anului.
„Am fost în cele din urmă posibilitatea de a crea celule solare, care sunt de două ori mai mare eficiență la un cost de zece ori mai puțin, iar pentru mine este o oportunitate de a schimba în mod semnificativ lumea - spune Baratunde Cola (Baratunde Cola), Asistent universitar, Facultatea de Inginerie Mecanica ei. George W. Woodruff la Georgia Institute of Technology. - Ca de încredere, senzori de temperatură ridicată, rectenna poate fi o tehnologie de perturbator, dacă putem obține eficiența de ordinul unu la sută. Dacă putem obține mai eficient, vom fi în măsură să le aplice în conversia energiei solare și utilizarea tehnologiei. "