Forskere fra Rensselaer Polytechnic Institute i New York har utviklet en såkalt solkonsentrator som kan generere opptil 40 prosent mer energi enn en vanlig solcelle når begge solfanger-typer monteres på en loddrett overflate som en vegg.
Oppfinnelsen er kjærkommen fordi behovet for tilgjengelige overflater å installere solanlegg på vokser i takt med at etterspørselen etter solenergi stiger.
Ifølge forskerne fra New York er det uunngåelig at det i framtiden blir behov for å ta loddrette flater i bruk. I byene er vannrette overflater nemlig en mangelvare – særlig i globale storbyer der hustak ofte brukes til ventilasjon, air-conditioning eller som terrasser.
Normale solceller fungerer ikke optimalt på loddrette flater, og det er her forskernes nye teknologi kommer inn i bildet. Solkonsentratoren fungerer nemlig best når den henger på en vegg.
Kileformet solfanger konsentrerer lys
Det nye systemet kalles 'wedge-shaped luminescent solar concentrator' – altså en kileformet selvlysende solkonsentrator (forkortet LSC) – gjør akkurat det navnet antyder: Den fanger inn og konsentrerer sollyset.
LSC-en består av en gjennomsiktig plastplate som er dekket med en fosforfilm. Når sollyset treffer fosforfilmen, absorberes energien og aktiverer fosformolekylene, slik at de løfter seg til et høyere energinivå. Når molekylene faller til et lavere energinivå igjen, avgir de lyset som går i sikksakk rundt i den gjennomsiktige plastplaten.
Lyset kan ikke komme ut av plastplaten, så i stedet skjer det en indre totalrefleksjon, der lyset beveger seg hele veien ned til plastplatens ende, der det kan slippe ut i konsentrert form – samme prinsipp som for eksempel brukes i lyslederkabler. Ved enden sitter et speil som peker det konsentrerte lyset rett inn i en solcelle som lager strøm.
40 prosent mer effektiv enn vanlige solceller
En vanlig solcelle virker bare når lysets innfallsvinkel er riktig. LSC-en kan fange opp energien fra sollyset uansett solens vinkel, og derfor kan den øke den vanlige solcellens effekt med mer enn 40 prosent.
Forskerne simulerte effekten av systemet sitt på en loddrett flate med data fra to amerikanske byer med ulike lysforhold – Albany i New York og Phoenix i Arizona. I begge tilfeller leverte solfangeren den høye effekten.
Med det oppløftende resultatet i bakhodet arbeider forskerne videre med teknologien som både kan vise seg å være billigere enn vanlige solceller – ettersom LSC-filmen er billigere å produsere – og til og med kan innebygges på en mer usynlig måte i moderne bygningers glassflater.