Мантия-невидимка для солнечных панелей: необычное изобретение
У мантии-невидимки из вселенной Гарри Поттера есть вполне реальный аналог – материалы, которые искривляют направленные на них потоки света и таким образом создают оптическую маскировку. Мартин Шуман из Технологического института Карлсруэ в Германии вместе со своими коллегами использовал такой материал для создания прототипа солнечной панели со специальным покрытием, которое маскирует металлические контакты, извлекающие генерируемый ток.
Несмотря на то, что металлические полоски на солнечных батареях играют весьма важную роль, есть у них и существенный минус – они уменьшают поглощающую поверхность панели и снижают ее эффективность примерно на 10%. По словам Шумана, в своей конкуренции с ископаемым топливом солнечные элементы должны стать максимально эффективными, чтобы снизить затраты на их производство. Для испытаний, ученые собрали в лаборатории единую панель с полимерным покрытием. После этого они протравили в нем углубления, что и позволило избежать рассеивания света вокруг контактных элементов.
Металлические контакты, размещенные на панели-прототипе, покрывают 6% от общей площади ее поверхности. После того, как они оборудовали панель маскирующим покрытием, эффективность ее энергопоглощения не только увеличилась на недостающие 6%, но и в целом выросла еще на 9%. Это связано с тем, что часть света, которая не была поглощена панелью, теперь не рассеивается, а отражается и попадает в «ловушку». Рано или поздно, панель поглотит и ее.
Герхард Пехарц, австрийский инженер Joanneum Research, говорит, что это очень ценное изобретение, но со временем у него возникнут проблемы. По словам специалиста, использование полимерного покрытия приведет к образованию в нем впадинок и канавок, в которых будет скапливаться блокирующая свет пыль. Кроме того, ультрафиолетовое излучение со временем постепенно разрушит полимер, снизив его эффективность. Пехарц считает, что сама по себе идея весьма перспективна, но для начала нужно разработать полимер, который бы выдержал бы как минимум 20 лет постоянной эксплуатации на открытом воздухе в пустыне Аризоны.
Шуман признает за своим изобретением этот недостаток. Он уверяет, что текущая разработка – это лишь лабораторный прототип, а не рабочий проект модели. В будущем он хочет попробовать провести эксперимент со стеклянным куполом, который защитил бы маскировочное покрытие от пыли. Пока неясно, как именно это может повлиять на эффективность.