A potência das fotocélulas aumentará 10 vezes. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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A potência das fotocélulas aumentará 10 vezes

13.05.2013

A IBM Research (Zurique) e a Airlight Energy SA (Biasca, Suíça) planejam aumentar a potência de células fotovoltaicas de alta densidade em pelo menos dez vezes usando um sistema de resfriamento microfluídico junto com fotocélulas industriais de três junções.

As usinas de energia de 25 kW resultantes com energia solar concentrada em um espelho parabólico de 50 pés serão construídas em Biasca e Rueschlikon (Suíça) graças a uma doação da Comissão Suíça para Tecnologia e Inovação. Juntamente com a IBM e a Airlight Energy, o Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) de Zurique e a Universidade de Ciências Aplicadas de Bux (Suíça) trabalharão no projeto.

"Estamos usando a mesma tecnologia de resfriamento a água que a IBM construiu para computadores de alto desempenho para obter uma redução de 10 vezes na resistência térmica das células solares", disse Bruno Michel, chefe de Chassis Thermals da IBM Research. , mostramos que as células solares de três junções comercialmente disponíveis, que absorvem quase todo o espectro de energia solar com 80% de eficiência, agora podem operar com energia solar concentrada de 2000 a 5000 vezes, em comparação com 300 a 500 vezes concentrada para células refrigeradas a ar ."

Uma maior concentração de energia solar é alcançada por uma matriz de 36 espelhos em um prato de 50 pés que gira atrás do sol, direcionando feixes energizados para uma matriz de mais de cem fotocélulas de três junções montadas em uma estrutura central, cada uma gerando 200 250 watts. Sem o sistema de refrigeração a água da IBM, a energia concentrada dos raios solares pode gerar calor suficiente para vaporizar os cristais das células solares. Em vez disso, o substrato microfluídico da IBM conduz o calor para longe das células fotovoltaicas por meio de um sistema hierárquico de canais de água.

O sistema High Concentration Thermal Photovoltaic (HCPVT), construído pela IBM e Airlight Energy, concentra o sol em cem células fotovoltaicas de três junções refrigeradas por microfluidos e fornece 25 kW de eletricidade.

E assim como os data centers refrigerados a água usam água aquecida por chip para aquecer prédios vizinhos, as usinas de energia solar serão adaptadas para usar água quente residual. No entanto, como a maioria das instalações propostas serão localizadas em climas quentes, a IBM está experimentando o uso de água morna em sistemas de refrigeração por absorção que substituirão os condicionadores de ar tradicionais, bem como em usinas de dessalinização.

O principal objetivo do projeto é a produção de eletricidade a partir da energia solar, cujo custo não excederá o custo da eletricidade de geradores a carvão, ou seja, cerca de 5-10 centavos por kWh. Usando concreto barato e folha de metal prensada, a IBM diz que o custo das placas industriais deve cair para US$ 250 por metro quadrado. m, que é três vezes mais barato que os concentradores fotovoltaicos existentes.

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A seda é um tecido natural macio obtido pela tecelagem de fios do casulo de um bicho-da-seda (borboleta da verdadeira família do bicho-da-seda). Sua terra natal é a China, onde as borboletas começaram a ser domesticadas já no 400º-1500º milênio aC. e. Um fio de seda de um casulo pode atingir 20-30 m de comprimento com uma espessura de XNUMX-XNUMX mícrons.

A fibra de seda tem uma natureza proteica - consiste em 25% de sericina e 75% de fibroína. Além disso, a sericina é característica apenas das lagartas do bicho-da-seda, e vários insetos secretam fibroína, incluindo aranhas que tecem teias de aranha. Com um estudo detalhado da fibra de seda sob um microscópio, pode-se ver como dois fios paralelos de fibroína são cobertos com um revestimento de sericina. Outros componentes da seda incluem minerais, ceras e gorduras.

Ao contrário de outros análogos do couro, a fabricação de material à base de seda envolve tecnologias mais suaves e seguras. Além de matérias-primas, água, produtos químicos leves são usados na fabricação para formar resíduos não tóxicos. Os filamentos de seda em uma suspensão à base de água são decompostos em componentes proteicos individuais.

Agora essas proteínas podem ser usadas para obter novo material. Flexibilidade e resistência são proporcionadas pela aplicação de uma camada de quitosana - um componente natural que é obtido a partir das cascas de caranguejos, camarões e lagostas. O couro de seda é criado usando o método de impressão. Ao alterar o padrão na camada de material, você pode obter uma aparência diferente, ajustar a resistência e outras propriedades físicas.

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