Structuur blu-rayschijven bruikbaar om efficiëntie zonnecellen te verbeteren

De quasi-willekeurige nanostructuren op blu-rayschijven kunnen gebruikt worden om de efficiëntie van zonnecellen te verbeteren. Als de patronen worden toegepast op het oppervlak van zonnecellen, wordt meer licht opgevangen.

Onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern University voorzagen een laag polymeerzonnecellen van het blu-raypatroon van Jackie Chans film 'Supercop'. De verbetering wat betreft lichtabsorptie die het patroon naar het oppervlak bracht, was 21,8 procent, maakt de universiteit bekend. "We ondervonden dat een willekeurig patroon of structuur beter werkt dan geen enkel patroon, maar het patroon van blu-rayschijven was het beste", zegt Jiaxing Huang, professor materials science and engineering aan de McCormick School of Engineering and Applied Science van de universiteit.

Het is al langer bekend dat het aanbrengen van een patroon op het oppervlak van zonnecellen de efficiëntie verbetert doordat invallend licht effectief verspreid wordt. De hoge mate van compressie en fouttolerantie die bij het wegschrijven van data op blu-rayschijven is toegepast, zorgt voor een quasi-willekeurige rangschikking van putjes en 'eilandjes' met feature-grootte van tussen 150 en 525 nanometer. Die patronen zijn volgens de maker praktisch geoptimaliseerd voor het vangen van fotonen. De onderzoekers claimen dat het niet uitmaakt welke content voor het patroon zorgt.

De ontdekking kan mogelijk voor een goedkopere methode zorgen om efficiëntiepatronen op zonnecellen aan te brengen. De structuren zouden niet alleen op polymeerzonnecellen gedrukt kunnen worden, maar ook op zonnecellen van andere materialen. De onderzoekers beschrijven hun werk in het gezaghebbende wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Reacties (35)

[Wulfklaue]

21% verbetering in licht opvang is een vrij deftige verbetering, en een vrij simpel proces dan nog wel. Het probleem dat ik beetje vrees is, dat men spreekt over licht opvang, niet van de omvorming proces.

M.a.w, mensen zouden nog wel eens durven denken dat het 21% meer energie zou leveren. Ik vraag me ook af hoe het zit met de hitte. 21% meer licht, betekend dat 21% meer warmte?

Jammer genoeg werken zonnepanelen minder efficiënt in de zomer door de hitte. Men zou beter een methode moeten vinden om de panelen beter te kunnen koelen in de zomer, om zo meer efficiëntie eruit te krijgen.

[g4wx3]

als men zonneboillers combineert met fotovoltaische panelen heb je dubbele winste.
-> koeling van de panelen
-> warm water dat niet meer hoef gemaakt te worden met een boiler
-> heel DUUR?

[Wulfklaue]

Het probleem is, dat zonneboilers vaak op 50°C werken. Het gevolg is dat de panelen nog altijd dezelfde hitten dan hebben, als ze los staan. Vaak worden de panelen 40,50,60°C warm.

Om koud water te hebben, zou je beter met een heat-exchange werken, om het warme water af te koelen, en in een buffer te steken. En het "koude" water naar je platen te sturen.

En dan zit je ook met het probleem, wat als je zonneboiler zijn buffer de capaciteit bereikt heeft?

Een ander probleem is, dat zonnepanelen hun efficiëntie werkte volgende de zwakste in de keten. Stel dat je van links naar rechts zit te koelen met water:

Paneel A krijgt 20°C water, en is lekker koel. 10% meer efficiëntie.
Paneel Z krijgt ( door de opwarming ) 40°C water, en is minder koel. Stel 3% meer efficiëntie.

Op wat gaat de keten werken? Op de 3% verbetering.

Dat is een beetje het probleem. Moest er een goede oplossing bestaan voor de hitte probleem, denk ik dat dit al lang op de markt zou zijn.

Het probleem is idd:

a) duur
b) vaak niet genoeg efficiëntie dat men eruit haalt voor de extra kostprijs.
c) complex

[lucus]

Peltier unit of thermoelectric cooler

[Wulfklaue]

Gebruikt te veel energie. Een simpel ventilator setup dat de temperatuur met 15°C doet dalen, haalt vaak 10% meer winst uit de panelen, zonder extreem veel meer energie te verbruiken.

Een Peltier zuipt energie.

[azerty]

Binnenkort moeten we nog auteursrechten over onze zonnepanelen gaan betalen

[Ibex]

't Iis is wellicht grappig bedoeld, maar ik vraag me serieus af of dit effectief een issue zou zijn. Immers, de puntjes zijn een representatie van een film waarop auteursrechten rusten.

Maar ik vermoed dat white noise ook zal werken natuurlijk, de content maakt immers niet uit, aldus het artikel.

[bbob]

Het zou zou maar kunnen dat er een patent zit op het blue ray patroon.
Patent zal echter wel iets omschrijven als een datadrager en niets over gebruik als zonnecel.
In dat geval heeft het patent geen werking.

[bigbadbull]

Jackie Chan kan je toch moeilijk als "White noise" bestempelen,
Chuck Norris daarintegen blink er zoals gewoonlijk weer in uit
Maar indien dit echt een issue zou zijn zijn er waarschijnlijk genoeg rechtenvrije films te vinden om daar op te zwieren.
Tenzij chuck & Jackie effectief en substantieel beter presteren dan rechtenvrije films

[Nickvda]

Of er gewoon zelf iets opbranden

[Fuzzillogic]

Ssst! Breng ze niet op ideeën!

[Thystan]

Je kan er licht in opslaan blijkbaar, dus een vergoeding voor de artiest is op zn minst op zn plaats.

Dit valt dan onder de Thuiskopieheffing

[Anoniem: 22438]

Hm wat ik niet begrijp is dat het patroon niet uitmaakt. Je zou toch zeggen dat een bepaalde rangschikking, de optimale zou zijn.

[downcom]

"We ondervonden dat een willekeurig patroon of structuur beter werkt dan geen enkel patroon, maar het patroon van blu-rayschijven was het beste"

Ze hebben dus uitgevonden dat bluray schijven het beste resultaat geven. En het dus beter is dan niets. De rest zal dus verder uitgezocht moeten worden om daar een vast patroon voor te ontwikkelen.

Let wel een patroon op zulke kleine schaal generen daar gaat flink wat tijd en geld in zitten. Daarnaast moet het nog betaalbaar geproduceerd kunnen worden zonder dat dit het terugverdien-termijn verhoogt.

[Reactie gewijzigd door downcom op 31 juli 2024 15:32]

[Anoniem: 22438]

Ja dat snap ik, maar dat het dan niet uitmaakt welke film erop staat. Ik kan me voorstellen dat er een optimale rangschikking van eenen en nullen is.

[downcom]

Technisch zijn het natuurlijk eenen en nullen maar toch zit er een groot verschil in. Als je de afbeelding hieronder bekijkt zie je dat er verschillende soorten zijn (meer dan 2 (1 en 0))

Afbeelding

Uiteindelijk heeft het te maken met hoe het licht door het materiaal heen gaat en zich misschien versterkt of opsplitst en zo de zonnecel bereikt.

Omdat de structuur van een bluray het dichtst van alle optische schijven is, is het niet heel verwonderlijk dat deze het beste resultaat geven.

Echter wil je tot het beste resultaat komen dan zal hier weer veel onderzoek naar gedaan moeten worden. Er is gewoon uit gemakzucht gezocht naar een bestaand voorwerp om te kijken of het positief uitpakt.

Hoe dan ook het zal nog jaren duren voordat wij dit op ons dak hebben liggen.

[BuzzardHawk]

"feature-grootte van tussen 150 en 525 nanometer. Die patronen zijn volgens de maker praktisch geoptimaliseerd voor het vangen van fotonen."

Blijkbaar vang je alle fotonen met de putjes tussen deze afmetingen. Aangezien de "verschillende" fotonen random op het oppervlak vallen is random patroon voldoende.

Schijnbaar maakt een verdeling tussen de kleine en grootte afmetingen niets uit.

[goarilla]

Doet me enorm denken aan de "microvilli" in de darmwand. Dat is ook een manier van oppervlaktevergroting om de efficientie te verhogen. Wel ingenieus om dit te doen met een blue ray.

[Anoniem: 547741]

Mij doet het denken aan de putjes in een golfbal. Die vliegen beter en verder dan gladde ballen.
De overeenkomsten zijn ver te zoeken, maar het is wél het eerste waar ik aan dacht.

[g4wx3]

dat heeft te maken met aerodynamica
volgens mij maken ze ook van die putjes op vliegtuigen.
het effect werd ontdekt doordat een speler liever met zijn versleten bal speelde, omdat hij hier verder mee kwam.

[Anoniem: 547741]

Op vliegtuigen gebruiken ze o.a. ook haaienschubben, net als op zwempakken. Heeft een beetje hetzelfde effect als de putjes.

Maar dit gaat wat OFF topic :-)

[Anoniem: 120539]

Dat het het eerste was waar je aan dacht ga ik uiteraard niet bestrijden.
De putjes in een golfbal zorgen er voor dat de lucht minder aan de bal 'plakt'; waardoor je aan de 'achterkant' van de zich voortbewegende bal minder last krijgt van een zuigende (en dus afremmende) werking. (zog) Staat best wel los van dit verhaal dus.

[Raindeer]

Een onderzoeksgroep uit Texas heeft net bekend gemaakt dat het verzamelde werk van Chuck Norris de beste resulaten heeft. Er komt meer zonlicht uit het oppervlak dan er in gaat.

[Freee!!]

LOL

[bbob]

Update, het blijkt dat de rambo versie het nog beter doet. Bij maanlicht prestaties van zonlicht.

[latka]

"Chuck Norris has never watched Rambo; he hates Chick Flicks."

[johnkeates]

Maar zit er dan geen DRM op je output?

[henkbert]

Bij dit soort dingen vraag ik me toch altijd weer af hoe ze op het idee gekomen zijn

[Reactie gewijzigd door henkbert op 31 juli 2024 15:32]

[CivLord]

Iemand zal op het idee gekomen zijn dat een random patroon van de juiste grootte tot een betere lichtverspreiding leidt. Daarna zal het een lange, frustrerende zoektocht zijn geweest naar een manier om een patroon met de juiste grootte op een zonnecel te krijgen (in ieder geval een makkelijke en goedkope manier voor een proefopstelling). Totdat iemand bv. per toeval een artikel las over blu-ray en daarin de grootte van het patroon las. Toen kwam het eurekamoment en was het alleen nog even puzzelen om dat patroon over te brengen.

[divvid]

nou, heel simpel. Sinds als in de jaren 70 experimenten gedaan zijn met koperoxide nanostructuren om zeer zwarte zonnecollectoren (warmte) te maken. Uiteindelijk gaat het om het opvangen van straling. Onlangs was hierover iets op het nieuws http://www.surreynanosystems.com/news/19/

[Appie de Drenth]

Ja, dat vraag ik me soms ook af. De uitvinding van grafeen is ook zoiets, wie bedenkt het om een laagje koolstof (correct me if i'm wrong) steeds te halveren met plakband

Edit:typo

[Reactie gewijzigd door Appie de Drenth op 31 juli 2024 15:32]

[AlphaBlack_NL]

Zonnepaneel met ''Insert favorite movie'' patroon

[349686]

Je vakantie video's backuppen op je zonnencellen

[mixil]

Als de films van Jackie Chan al zorgen voor een verbetering, vraag ik me af hoe de blurays van Chuck Norris het doen als toplaag.

edit - iemand was me voor. chapeau.

[Reactie gewijzigd door mixil op 31 juli 2024 15:32]