Annonceinfo

Ny dansk teknik revolutionerer solenergi

Ny forskning fra Syddansk og Aalborg Universitet åbner muligheder for langt mere effektive måder at omdanne solenergi til elektricitet. Det kan være et stort gennembrud for solenergi.

Solceller er karakteriseret ved, at de omsætter strålingsenergi direkte til elektricitet ved hjælp af den såkaldte 'fotovoltaiske effekt'. Problemet med traditionelle solceller er, at de ikke kan udnytte hele lysets spektrum, men næsten kun kan bruge det synlige lys. (Foto: Colourbox)

Når solens stråler skal omdannes til elektricitet, som vi kan bruge i vores huse, går cirka 70 procent af energien til spilde.

Dette spild er et stort problem for solenergi som vedvarende energikilde - men nu er en mere effektiv teknik måske på vej.

Løsningen er baseret på forskning af professor Sergey I. Bozhevolnyi og hans forskerteam fra Syddansk Universitet i samarbejde med forskere fra Aalborg Universitet.

Resultatet af forskningen er netop udgivet i det internationale web-tidsskrift Nature Communications.

Den nye teknik, der er baseret på nano-optik, gør det muligt at bruge metaller til at omdanne lys til elektricitet med ekstremt lille spild. Den nye teknik åbner dermed muligheden for en helt ny måde at producere solceller på.

Sort metal med nano-fokusering

Forskerholdet har fundet en ny tilgang til at omdanne skinnende metaller som guld, sølv og platin til sort metal ved at ændre overfladens nano-struktur.

Når metallets overflade er sort, betyder det, at størstedelen af det lys, der rammer overfladen, bliver absorberet af metallet, fordi lyset bliver omdannet til varme på den mørke overflade. I øjeblikket er løsningen ikke billig, men den er meget mere effektiv. 

Metallet i sig selv bliver ikke påvirket, kun dets overfladetopografi. Forskerne brugte en såkaldt 'fokuseret-ion-stråle-fræsningsteknik' til at fræse bittesmå, ultra-skarpe konvekse ('udadhvælvede') riller, der løber i to på hinanden vinkelrette retninger. Elektronmikroskop-billedet her er taget af overfladen på guld, der har fået den behandling. (Foto: Sergey I. Bozhevolnyi)

Ind til nu har det kun været muligt at skabe sort metal ved at ødelægge metallets overflade med intens laserlys, hvilket skaber sod og andre tilfældige partikler.

Tidligere systematiske løsninger har kun haft absorption af lys i et meget begrænset bølgelængdeområde, hvorved der opstår energispild.

Forskernes tilgang er også konceptuel ny, fordi de har arbejdet med såkaldt 'nano-fokusering' af lyset. Det er en metode, som kun har været kendt i de sidste ti år.

»Det betyder, at lyset konstant bliver presset ind i en smal metalrille, ind til det stopper og bliver absorberet. Denne fokusering gør lysabsorptionen ekstremt effektiv, så omkring 96 procent absorberes i et bredt bølgelængdeområde,« siger Sergey I. Bozhevolnyi.

Teknik mindsker spild

Den nye metode kan anvendes i forskellige sammenhænge, men professoren ser et stort potentiale inden for området 'thermophotovoltaics', der handler om at omdanne varme til elektricitet ved hjælp af sollysets fotoner.

Generelt gælder det, at forskellige opvarmede materialers lysudsendelse farvemæssigt vil være den samme som det spektrum, de absorberer.

Det vil sige, at hvis overfladen kun absorberer blåt lys, vil den i princippet også kun kunne udsende blåt lys, når materialet opvarmes. Sorte overflader absorberer et meget bredt spektrum af lys.

citatHvis vi optimerer metoden, kan spildproblemet ved solenergi løses.
- Sergey I. Bozhevolnyi

»Vores sorte metal vil i høj grad øge effektiviteten af den varme, der opstår ved energikonverteringen, hvorved vi får mere elektricitet. Teknikken kan derfor anvendes som kompakte energibesparende elektriske generatorer uden nogen bevægelige dele,« forklarer han.

»Metoden kan vise sig at være en langt bedre måde at omdanne solenergi til elektricitet i forhold til det, vi gør i dag. Der er klare tegn på, at almindelige solceller er mindre effektive end den type af generatorer, vi arbejder med. Hvis vi optimerer metoden, kan spildproblemet ved solenergi løses,« siger han, og peger på, at der også er en principiel maxgrænse for de almindelige solcellers effektivitet.

Billigere løsning er næste skridt

Nature Communications bliver nærlæst af forskere fra hele verden, og derfor vil offentliggørelsen af resultaterne forhåbentlig spille en afgørende rolle i fremtiden.

»Vores konklusioner vil stimulere andre forskere, der arbejder inden for samme felt, til at udvikle videre på vores koncept,« siger Sergey I. Bozhevolnyi.

»Det næste skridt er at undersøge andre og billigere metaller, så vi kan arbejde videre mod en løsning, der kan bruges i praksis. Vi vil også prøve at finde mere økonomiske og produktionsvenlige metoder til at fabrikere disse overfladestrukturer.«

Artiklen ‘Plasmonic black gold by adiabatic nanofocussing and absorption of light in ultra-sharp convex grooves’ er offentliggjort i Nature Communications.

Politisk plattenslageri.

Kent Medom. Jeg tror desværre du har ret, - pengene har altid været mere vigtig for politikerne end miljøet.
Problemet er opstået således, at har man en gang etableret en adfærds afgift, er det svært at komme af med den, fordi pengene går ned i den store fælles kasse og f.eks. finanser skole og sygehuse. Pengene skulle i stedet indgå i en kasse kaldet adfærds indtægter, og her kunne pengene så bruges på engangsudgifter i samfundet.
Desværre har vi ikke nogen politikere som vi har fortjent, og jeg er ked af at måtte sige det, de er alle platenslager.men vi kunne jo stille det som et politisk krav, op til næste valg, at vi med konkrete forslag ville have orden i de etiske regnskaber, alt andet er at holde vi vælgere for nar.
Jeg har gennem min forening Danmarks Naturfredningsforening for nogle uder siden kommet med forslag til den nye klima plan hvor jeg har gjort indsigelser omkring finansiering af adfærdsudgifterne, også i et personligt brev til minister Martin Lidegaard, så alle der ønsker bedre etiske regler omkring adfærds reguleringer, send et brev til ministeren.

Gad vide om der kommer større

Gad vide om der kommer større afgifter på mere effektive solceller. Man kunne godt frygte at selvom det teoretisk skulle være bedre og på sigt komme ned i en fornuftig prisklasse, så vil det blive slået ned på samme niveau politisk. Det skal jo helst ikke være billigt at producere sin egen strøm og skåne miljøet.

Indlæg redigeret pga. reklame

Et indlæg er redigeret, da det indeholdt en henvisning til en kommerciel side, hvilket er imod vores regler:

http://videnskab.dk/om/vilkar-kommentarer-pa-videnskabdk

Redaktionen

Er nuværende teknologi værd at satse på

Hej Videnskab

Denne nye udvikling i solceller vil absolut ændre vores nuværende syn på solceller og deres manglede kapacitet. Men vil det lige frem gøre at de solceller som allerede nu sidder på danske tage, bliver fuldstændig overflødige, og rent faktisk dyre at opsætte.

Med en tilbagebetalings periode på mere end 10 år, vil den nye udvikling i høj grad få betydning for alle "gammeldags" paneler.
Solcelle anlæg sælges i dag som højteknologisk grøn energi, på højde med elbiler, og avancerede vindmøller. Men der der overhovedet perspektiv i at investerer i flere af disse "forældede udgaver af solpanel.

MVH
Jonas

Nye solpaneler.

Effektive solpaneler, der absorbere næsten al sollys., er ved at blive udviklet.
Se linket:

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=sprinkled-nanocubes-cou...

Større udfordringer

De plane solpaneler har dog altid den udfordring, at de tager udgangspunkt en en ensartet påvirkning – uanset materaialets overflade. Virkeligheden er dog noget anderledes, da sollysets retning skifter utallige gange på sin vej gennem atmosfæren, og påvirkes af bla. skyer, støv, aerosoler og meget andet. Solenergi er fremtiden (med andre kilder), men potentialet er så mange gange større end vi endnu kan udnytte det.

For tiden forskes der meget i brugen af prismer og kugler til ensretning/styring af solstrålerne fra de mange spektre og retning – se. f.eks. her:

http://www.alternativ-energi.dk/bedre-udnyttelse-af-solenergi/

..og selvom maskinen som sådan er for klodset til produktion, har man allerede nu fordoblet udnyttelsesgraden. Fremtiden er spændende.

Seneste fra Teknologi

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Spørg Videnskaben

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer