Categorie: <span>Nieuws</span>

Coating verhoogt rendement zonnecellen met 30 procent

De hedendaagse op silicium gebaseerde zonnepanelen kunnen ongeveer twee derde van al het invallende zonlicht absorberen. Onderzoekers van het Rensselaer Polytechnic Institute hebben echter een nieuwe coating ontworpen die diezelfde panelen zo’n 96% van het invallende zonlicht kan laten absorberen. Waar zonnepanelen normaliter het best werken bij directe lichtval, staat deze nieuwe ontwikkeling een lichtinval van alle hoeken toe. Het is deze verbetering die voor de revolutionaire toename van het rendement verantwoordelijk is.

De nanocoating, waarvan je onderaan een microscopische foto ziet, overwint twee grote obstakels die de vooruitgang en de verspreiding van zonne-energie blokkeren. Ten eerste zorgt de coating ervoor dat de hoeveelheid geabsorbeerd zonlicht toeneemt en ten tweede zorgt de coating ervoor dat het gehele spectrum van het zonlicht onafhankelijk van de stand van de zon geabsorbeerd wordt. De sleutel tot deze eigenschap zit hem in de bijzondere anti-reflectieve eigenschappen van het materiaal, die het zonnepaneel meer zonlicht laten absorberen vanuit alle hoeken. Wellicht dat hierdoor de zogenaamde ‘solar trackers’, die de zon continu volgen om de panelen optimaal te richten, overbodig worden. De coating is nog in de onderzoeksfase en is (helaas) nog ver verwijderd van commerciële implementatie. Het kan dus nog wel even duren voor we deze technologie op de markt tegenkomen.

Bron: http://blog.gogreensolar.com/2008/11/solar-panel-nanocoating-increases.html

Nieuw rendements-record voor silicium zonnecellen

In Australië is de eerste op silicium gebaseerde zonnecel met een rendement van 25 procent ontwikkeld. Het ARC Photovoltaic Centre of Excellence (universiteit van New South Wales – UNSW) had het vorige record van 24.7% al in handen, maar de 25% kan wel gezien worden als een mijlpaal. De aan het centrum gelieerde professor Martin Green (what’s in a name) zei dat de sprong voorwaarts het gevolg is van een uitgebreidere kennis van de samenstelling van zonlicht. Deze factor blijkt namelijk met het verstrijken van de dag enigzins te veranderen. Aangezien metingen tot voor kort gedaan werden bij een verouderd spectrum, waren deze onbetrouwbaar.

“Een verbetering in het begrip van de atmosferische effecten op de kleurinhoud van het zonlicht heeft er tot geleid dat er in April een nieuw standaard-spectrum is gedefinieerd. Het nieuwe spectrum heeft minder groen en meer blauw en rood,” zei Green. Deze hercalibratie gaf de technologie van het ARC centrum een grotere voorsprong op andere technologieën, die er relatief minder op vooruit gingen. De technologie is zo’n 6 procent efficiënter dan de nummer twee, aldus een trotse professor Green. Het team komt nu erg dichtbij de 29 procent, wat gezien wordt als het theoretische maximum van op silicium-gebaseerde cellen.

Anita Ho-Baillie, die het onderzoek naar de cel leidt, zei dat de technologie een grotere voorsprong kon nemen “omdat onze cellen zich juist richten op de blauwe en rode einden van het zonlichtspectrum”. “We hebben veel moeite moeten doen om ervoor te zorgen dat het energie-rijke blauwe licht pas nabij het oppervlak van de cel geabsorbeerd wordt. Voor het rode licht hebben we ook veel moeite moeten doen, omdat dit uberhaupt moeilijk absorbeert.”

Green voegde toe dat “deze speciale licht-vangnetten zorgen ervoor dat het voor het licht lijkt of de cel veel dikker is dan deze daadwerkelijk is. Deze technologie kan onder andere gebruikt worden voor dunne-film zonnecellen die zo’n 100 maal dunner zijn dan conventionele zonnecellen.” Directeur va het ARC-centrum Stuart Wenham zei dat de focus nu ligt op het introduceren van de technologie op de commerciële markt. “Versies van onze technologie die geschikt zijn voor commerciële productie worden momenteel getest en geïntroduceerd.”

Betere grondstof voor zonnecellen ontwikkeld

Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat twee grote struikelbokken van de huidige technologie overwint: het absorberen van al het zonlicht en het makkelijk opvangbaar maken van de losgemaakte elektronen. Scheikundigen van de Ohio State University combineerden een geleidend plastic met diverse metalen om het hybride materiaal te verkrijgen. Onder de metalen bevinden zich onder andere titanium en molybdeen. Het materiaal kan volgens de onderzoekers tot een revolutie leiden.

“Er bestaan andere hybride materialen die sterk lijken op dit materiaal, maar het voordeel van deze variant is dat het het complete zonnespectrum absorbeert,” aldus professor en projectleider Malcolm Chisholm van de universiteit van Ohio. Zonlicht bevat het complete spectrum van kleuren dat we met het blote oog kunnen waarnemen – de kleuren van de regenboog. Maar wat we in feite waarnemen als kleuren zijn verschillen in energie, of golflengte in licht. De huidig toegepaste materialen absorberen slechts een beperkt bereik aan golflengtes, wat tot gevolg heeft dat slechts een klein deel van de mogelijke energie uit het zonlicht gehaald wordt. De rest wordt simpelweg teruggekaatst.

Het nieuwe materiaal is het eerste halfgeleidende materiaal dat alle energie uit het zichtbare licht in één keer kan absorberen. Elektriciteit wordt op de zelfde manier verkregen als uit het momenteel populaire silicium: het licht verhoogt het energieniveau van elektronen en zorgt ervoor dat ze zich vrij door het materiaal kunnen bewegen. Vervolgens worden ze opgevangen en naar een elektrode gebracht, om deel uit te maken van de elektrische stroom. In conventionele zonnecellen gaat dit laatste regelmatig mis, omdat de losgeweekte elektronen slechts een fractie van een seconde ‘los’ blijven. Als ze binnen deze tijd niet worden opgevangen, vallen ze terug in een lagere energietoestand en zijn ze niet meer op te vangen. In het nieuwe hybride materiaal blijven de elektronen echter een stuk langer (tot wel 15.000 keer!) in hun vrije toestand. Hierdoor kunnen ze makkelijker worden opgevangen, wat het rendement van de zonnecel ten goede komt.

Het materiaal is helaas nog verre van commercieel exploitabel; de experimenten werden op zeer kleine schaal uitgevoerd. Het experiment was dan ook vooral bedoeld als ‘proof of concept’ en is bedoeld om verder op te borduren. De onderzoeksgroep zal dit dan ook zeker gaan doen onder leiding van Chrisholm. Er werd in het project samengewerkt met de universiteit van Taiwan. Wie weet wat er in de toekomst uit komt rollen!

Roofray: bereken het zonne-vermogen van je huis

Wie een set zonnepanelen wil aanschaffen, maar niet zeker weet of zijn of haar dak wel geschikt is, staat voor een moeilijke keuze. De nieuwe Amerikaanse website roofray kan daarin een helpende hand bieden. De eigenaar van de site heeft de site naar eigen zeggen opgezet omdat hij moe werd van de alsmaar stijgende rekening voor energie. Je kan op de site via google maps je eigen adres intypen en vervolgens het dak van je woning overtrekken. Vervolgens kun je zowel de helling als de hellingsrichting instellen, waarna het programma het totale potentiële vermogen van het dak uitrekent. Daarnaast kun je middels een calculator de kosten en baten van een set zonnepanelen op het dak snel uitrekenen. Je kunt de gegevens van je dak opslaan en vergelijken met mensen over de gehele wereld. Zo kun je zien welke huizen een goed rendement behalen en welke minder.

Wetenschappers bootsen energieopslag planten na

Eén van de grootste nadelen van zonne-energie is dat de zon alleen overdag schijnt. Energie die wel opgewekt, maar niet gebruikt wordt, wordt dus eigenlijk voor niets opgewerkt. Deze energie kunnen we opslaan doormiddel van accu’s, maar dit is een dure, inefficiënte en milieuonvriendelijk oplossing. Het antwoord op dit probleem is volgens Amerikaanse onderzoekers te vinden in de plantenwereld: planten slaan middels fotosynthese overdag zonne-energie op, die ze onder andere ‘s nachts gebruiken om te groeien. Geïnspireerd door dit proces gingen de onderzoekers aan de slag.

De wetenschappers van het Massachussets Institute of Technology (MIT) hebben een proces ontwikkeld waarbij water met behulp van zonlicht wordt gesplitst in de gassen waterstof en zuurstof. Deze gassen kunnen later weer als brandstof gebruikt worden in een speciale brandstofcel, die koolstofvrije energie levert. De sleutel in het werk van de wetenschappers is een elektrode waarbij de materialen en cobalt een rol spelen. Zodra er elektriciteit door de elektrode wordt gestuurd, vormt het materiaal een laagje over de elektrode. Hierbij komt zuurstof vrij. Combinatie met een andere elektrode (gebaseerd op platina) zorgt ervoor dat ook waterstof wordt geproduceerd, waardoor het water feitelijk compleet ontleedt wordt. Het resultaat is een milieuvriendelijk systeem dat eenvoudig op te zetten is in een PH-neutrale omgeving. Dit staat in sterk contrast met conventionele accu’s, waarin zuren en zware metalen een belangrijke rol spelen. De onderzoekers hopen dat de technologie over ongeveer 10 jaar toepasbaar is in huishoudens over de hele wereld.

Bron: Sciencedaily