Forskare från Rensselaer Polytechnic Institute i New York har utvecklat en så kallad solkoncentrator som kan generera upp emot 40 procent mer energi än en vanlig solcell när båda solellstyperna monteras på en lodrät yta, exempelvis en vägg.
Uppfinningen är välkommen eftersom behovet av tillgängliga ytor att installera solanläggningar på växer i takt med att efterfrågan på solenergi ökar.
Enligt forskarna från New York är det oundvikligt att det i framtiden kommer att finnas ett behov för att börja använda lodräta ytor. I städerna är nämligen horisontella ytor en bristvara – i synnerhet i globala storstäder där hustaken ofta används till ventilation, luftkonditionering eller som terrasser.
Vanliga solceller fungerar inte optimalt på lodräta ytor och det är här forskarnas nya teknik kommer in i bilden. Solkoncentratorn fungerar nämligen som bäst när den hänger på en vägg.
Kilformad solfångare koncentrerar sidledsljus
Den nya så kallade 'wedge-shaped luminescent solar concentrator' – eller kilformade, självlysande solkoncentratorn (som förkortas LSC) – gör precis vad namnet antyder: Den fångar in och koncentrerar solljuset.
LSC består av en genomskinlig plastplatta som är belagd med en fosforfilm. När solljuset träffar fosforfilmen absorberas energin och aktiverar fosformolekylerna så de lyfter sig till en högre energinivå. När molekylerna faller tillbaka till en lägre energinivå avger de ljus som sicksackar runt i den genomskinliga plastplattan.
Ljuset kan inte försvinna ur plastplattan utan i stället sker en inre totalreflektion där ljuset rör sig hela vägen ned till änden av plastplattan där det avges i koncentrerad form – samma princip som exempelvis används i fiberoptiska kablar. I änden sitter en spegel som riktar det koncentrerade ljuset rakt in i en solcell som producerar el.
40 procent mer effektiv än vanliga solceller
En vanlig solcell fungerar endast när ljuset infallsvinkel stämmer. LSC kan fånga upp energi från solljuset oavsett ljusets vinkel och därför öka den vanliga solcellens effekt med drygt 40 procent.
Forskarna simulerade effekten av deras system på en lodrät yta med data från två amerikanska städer med olika ljusförhållanden – Albany i New York och Phoenix i Arizona. I bägge fall levererade solfångaren den höga effekten.
Med det upplyftande resultatet i bakhuvudet arbetar forskarna vidare på tekniken som både kan visa sig vara billigare än vanliga solceller – eftersom filmen i LSC:en är billigare att producera – och även kan byggas in på ett mer osynligt sätt i moderna byggnaders glasytor.