Koniec drahému kúreniu? Vyvinuli solárne panely, ktoré fungujú aj v zime
Vedci z Harvardovej univerzity zaznamenali významný pokrok v oblasti solárnej energie vyvinutím inovativného zariadenia, ktoré dokáže fungovať v dvoch režimoch – na výrobu elektriny v lete a na ohrev v zime. Tento prelomový systém sa spolieha na jednoduchosť fyzikálnych zákonov a je schopný reagovať na zmenu teploty okolitého prostredia bez potrebného použitia elektroniky, čo ho robí mimoriadne efektívnym a udržateľným.
Tradičné solárne panely čelili doteraz značnému problému: zatiaľ čo v letných mesiacoch slnko žiari najintenzívnejšie a dopyt po elektrine býva najvyšší, v zime sa často mení na potrebu tepelnej energie. Tento nový vynález značky Harvard dokáže tento problém previesť na výhodu, a to vďaka Fresnelovej šošovke, ktorá efektívne zaostruje svetlo na fotovoltický článok v teplých podmienkach a využíva na ohrev vody zmeny skupenstva v chladnejších teplotách.
Celý mechanizmus nevyžaduje žiadne komplikované senzory ani motory, čím znižuje náklady na výrobu a údržbu. Zariadenie sa automaticky prepína medzi dvoma režimami podľa aktuálnej teploty a zaisťuje tak maximálne využitie dopadajúceho slnečného žiarenia.
Jadrom technológie je Fresnelova šošovka
Na základe princípov fyziky je jadrom tohto nového systému Fresnelova šošovka – optický prvok s jemnými drážkami, nad ktorou sa nachádza dutina naplnená vodou a pod ňou je umiestnený fotovoltický článok. Pri dostatočnej teplote zostáva voda v podobe pary, čím umožňuje šošovke efektívne prepínať svetlo na elektrinu. Ak teplota klesne pod rosný bod, kondenzácia vody umožňuje voľný priechod slnečných lúčov, a tým aj prirodzené ohrievanie interiérov budov.
Pri tejto efektivite dokáže zariadenie premeniť takmer 90 % slnečného žiarenia na tepelnú energiu, čo výrazne presahuje účinnosť tradičných fotovoltických systémov.
Testovanie a potenciálne aplikácie
V laboratórnych testoch simulujúcich klimatické podmienky Bostonu, zariadenie preukázalo schopnosť automaticky prechádzať medzi režimom ohrevu a výroby elektriny v závislosti od vonkajšej teploty, čo z neho robí veľmi flexibilné a použiteľné na rôznych miestach. Avšak, odborníci poukazujú na potrebu riešiť aj logistiku – zariadenie je fixne umiestnené a optimalizované pre určitý uhol dopadu slnečných lúčov, čo môže obmedziť jeho účinnosť v rôznych častiach dňa.
Budúcnosť tejto technológie je sľubná, pretože komponenty sú jednoduché a názorne použiteľné v širokej škále aplikácií – od strešných okien cez fasády budov, až po integráciu do skleníkov a vozidiel. Týmto spôsobom bude možné zabezpečiť udržateľné, efektívne a ekonomicky výhodné riešenie pre využívanie solárnej energie po celý rok.
