الريــم
10-19-2022, 02:45 PM
Ingenieros de la Universidad de Stanford (California, EEUU) han creado un concentrador ?ptico, denominado Agile, que ayuda a los sistemas solares a captar m?s luz incluso en un d?a nublado y sin necesidad de estar directamente apuntados hacia el Sol.
Los investigadores han dise?ado y probado con éxito este ingenioso dispositivo de lentes que puede recoger eficazmente la luz desde todos los ?ngulos y concentrarla en una posici?n de salida fija.
Los paneles fotovoltaicos funcionan mejor cuando la luz del sol incide directamente sobre ellos. Para captar la mayor cantidad de energ?a posible, muchos paneles solares giran activamente hacia el Sol a medida que éste se desplaza por el cielo. Esto los hace m?s eficientes, pero también m?s caros y complicados de construir y mantener que si se tratara de un sistema fijo.
En la Universidad de Stanford, la investigadora de ingenier?a Nina Vaidya dise?? un ingenioso dispositivo que puede recoger y concentrar eficazmente la luz que incide sobre él, independientemente del ?ngulo y la frecuencia de esa luz.
Se trata de un sistema completamente pasivo: no necesita energ?a para rastrear la fuente ni tiene piezas m?viles. Sin foco ?ptico que dependa de posiciones determinadas ni necesidad de sistemas de seguimiento, concentrar la luz resulta mucho m?s sencillo.
http://www.uc-4u.com/clip/101b8a07-8471-49fa-9f24-cc149c765daa_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg Panel solar compuesto por numerosos concentradores Agile | Santdford
El dispositivo, bautizado como AGILE (Axially Graded Index Lens), es aparentemente sencillo. Tiene el aspecto de una pir?mide invertida con la punta cortada. La luz entra en la parte superior, cuadrada y en forma de baldosa, desde cualquier ?ngulo y se canaliza hacia abajo para crear un punto m?s brillante en la salida.
Gran eficiencia del sistema
En sus prototipos, los investigadores lograron capturar m?s del 90% de la luz que incid?a en la superficie y crear puntos de salida tres veces m?s brillantes que la luz entrante.
Instalados en un panel sobre las células solares, estos concentradores podr?an hacer m?s eficientes las matrices solares y capturar no s?lo la luz solar directa, sino también la luz difusa que hay dispersa en la atm?sfera terrestre.
Colocar una capa de concentradores AGILE sobre los paneles podr?a reemplazar el actual encapsulado que protege las matrices solares, eliminar la necesidad de seguir el Sol, crear espacio para la refrigeraci?n y los circuitos entre las estrechas pir?mides de los dispositivos individuales y, lo que es m?s importante, reducir la cantidad de superficie de células solares necesaria para producir energ?a y, por tanto, reducir los costes.
http://www.uc-4u.com/clip/b1a0af85-cfce-456f-8ff9-6528978a5c33_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg Una pieza Agile, concentrador solar de peque?o tama?o | Santdford
Y los usos no se limitan a las instalaciones solares terrestres: si se aplica a las matrices solares que se env?an al espacio, una capa AGILE podr?a concentrar la luz sin seguimiento solar y proporcionar la protecci?n necesaria contra la radiaci?n.
El mismo principio que una lupa bajo el sol
La premisa b?sica de AGILE es similar a la de utilizar una lupa para quemar hojas usando la luz del sol. La lente de la lupa concentra los rayos solares en un punto.
Pero con una lupa, el punto focal se mueve como lo hace el sol. Vaidya y Solgaard encontraron la forma de crear una lente que toma los rayos desde todos los ?ngulos pero que siempre concentra la luz en la misma posici?n de salida.
Vaidya y Solgaard determinaron que, en teor?a, ser?a posible recoger y concentrar la luz dispersa utilizando un material de ingenier?a que aumentara suavemente su ?ndice de refracci?n, una propiedad que describe la rapidez con la que la luz viaja a través de un material, haciendo que la luz se doble y se curve hacia un punto focal. En la superficie del material, la luz apenas se curva. Cuando llegara al otro lado, estar?a casi vertical y enfocada.
Un AGILE ideal tiene, en su parte delantera, el mismo ?ndice de refracci?n que el aire y va aumentando gradualmente: la luz se curva en una curva perfectamente suave. Pero en una situaci?n pr?ctica, no existir? ese AGILE ideal.
Para los prototipos, los investigadores han colocado en capas diferentes vidrios y pol?meros que desv?an la luz en distintos grados, creando lo que se conoce como material de ?ndice graduado. Las capas cambian la direcci?n de la luz por pasos en lugar de una curva suave, lo que, seg?n los investigadores, es una buena aproximaci?n al AGILE ideal. Los lados de los prototipos est?n espejados, por lo que cualquier luz que vaya en la direcci?n equivocada es rebotada hacia la salida.
http://www.uc-4u.com/clip/4e440534-0282-4da1-a867-cf09037e41fb_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg La cient?fica Nina Vaidya, en su laboratorio | Santdford
Uno de los mayores retos fue encontrar y crear los materiales adecuados. Las capas de material del prototipo AGILE dejan pasar un amplio espectro de luz, desde el ultravioleta cercano hasta el infrarrojo, y desv?an esa luz cada vez m?s hacia la salida con una amplia gama de ?ndices de refracci?n, algo que no se ve en la naturaleza ni en la industria ?ptica actual.
Después de explorar muchos materiales, crear nuevas técnicas de fabricaci?n y probar m?ltiples prototipos, los investigadores llegaron a los dise?os de AGILE que funcionaban bien utilizando pol?meros y vidrios disponibles en el mercado.
El AGILE también se ha fabricado mediante impresi?n 3D en el trabajo anterior de los autores, que crearon lentes poliméricas ligeras y de dise?o flexible con una rugosidad superficial a escala nanométrica.
Vaidya espera que los dise?os de AGILE puedan utilizarse en la industria solar y en otros ?mbitos. AGILE tiene varias aplicaciones potenciales en ?reas como el acoplamiento de l?seres, las tecnolog?as de visualizaci?n y la iluminaci?n, como la iluminaci?n de estado s?lido, que es m?s eficiente energéticamente que los antiguos métodos de iluminaci?n.
Estudio de referencia: https://news.stanford.edu/2022/06/27/new-optical-device-help-solar-arrays-focus-light-even-clouds/
.......
Contacto de la secci?n de Medio Ambiente: crisisclimatica@prensaiberica.es
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أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/medio-ambiente/agile-revolucionario-sistema-fotovoltaico-multiplica-77436788)
Los investigadores han dise?ado y probado con éxito este ingenioso dispositivo de lentes que puede recoger eficazmente la luz desde todos los ?ngulos y concentrarla en una posici?n de salida fija.
Los paneles fotovoltaicos funcionan mejor cuando la luz del sol incide directamente sobre ellos. Para captar la mayor cantidad de energ?a posible, muchos paneles solares giran activamente hacia el Sol a medida que éste se desplaza por el cielo. Esto los hace m?s eficientes, pero también m?s caros y complicados de construir y mantener que si se tratara de un sistema fijo.
En la Universidad de Stanford, la investigadora de ingenier?a Nina Vaidya dise?? un ingenioso dispositivo que puede recoger y concentrar eficazmente la luz que incide sobre él, independientemente del ?ngulo y la frecuencia de esa luz.
Se trata de un sistema completamente pasivo: no necesita energ?a para rastrear la fuente ni tiene piezas m?viles. Sin foco ?ptico que dependa de posiciones determinadas ni necesidad de sistemas de seguimiento, concentrar la luz resulta mucho m?s sencillo.
http://www.uc-4u.com/clip/101b8a07-8471-49fa-9f24-cc149c765daa_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg Panel solar compuesto por numerosos concentradores Agile | Santdford
El dispositivo, bautizado como AGILE (Axially Graded Index Lens), es aparentemente sencillo. Tiene el aspecto de una pir?mide invertida con la punta cortada. La luz entra en la parte superior, cuadrada y en forma de baldosa, desde cualquier ?ngulo y se canaliza hacia abajo para crear un punto m?s brillante en la salida.
Gran eficiencia del sistema
En sus prototipos, los investigadores lograron capturar m?s del 90% de la luz que incid?a en la superficie y crear puntos de salida tres veces m?s brillantes que la luz entrante.
Instalados en un panel sobre las células solares, estos concentradores podr?an hacer m?s eficientes las matrices solares y capturar no s?lo la luz solar directa, sino también la luz difusa que hay dispersa en la atm?sfera terrestre.
Colocar una capa de concentradores AGILE sobre los paneles podr?a reemplazar el actual encapsulado que protege las matrices solares, eliminar la necesidad de seguir el Sol, crear espacio para la refrigeraci?n y los circuitos entre las estrechas pir?mides de los dispositivos individuales y, lo que es m?s importante, reducir la cantidad de superficie de células solares necesaria para producir energ?a y, por tanto, reducir los costes.
http://www.uc-4u.com/clip/b1a0af85-cfce-456f-8ff9-6528978a5c33_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg Una pieza Agile, concentrador solar de peque?o tama?o | Santdford
Y los usos no se limitan a las instalaciones solares terrestres: si se aplica a las matrices solares que se env?an al espacio, una capa AGILE podr?a concentrar la luz sin seguimiento solar y proporcionar la protecci?n necesaria contra la radiaci?n.
El mismo principio que una lupa bajo el sol
La premisa b?sica de AGILE es similar a la de utilizar una lupa para quemar hojas usando la luz del sol. La lente de la lupa concentra los rayos solares en un punto.
Pero con una lupa, el punto focal se mueve como lo hace el sol. Vaidya y Solgaard encontraron la forma de crear una lente que toma los rayos desde todos los ?ngulos pero que siempre concentra la luz en la misma posici?n de salida.
Vaidya y Solgaard determinaron que, en teor?a, ser?a posible recoger y concentrar la luz dispersa utilizando un material de ingenier?a que aumentara suavemente su ?ndice de refracci?n, una propiedad que describe la rapidez con la que la luz viaja a través de un material, haciendo que la luz se doble y se curve hacia un punto focal. En la superficie del material, la luz apenas se curva. Cuando llegara al otro lado, estar?a casi vertical y enfocada.
Un AGILE ideal tiene, en su parte delantera, el mismo ?ndice de refracci?n que el aire y va aumentando gradualmente: la luz se curva en una curva perfectamente suave. Pero en una situaci?n pr?ctica, no existir? ese AGILE ideal.
Para los prototipos, los investigadores han colocado en capas diferentes vidrios y pol?meros que desv?an la luz en distintos grados, creando lo que se conoce como material de ?ndice graduado. Las capas cambian la direcci?n de la luz por pasos en lugar de una curva suave, lo que, seg?n los investigadores, es una buena aproximaci?n al AGILE ideal. Los lados de los prototipos est?n espejados, por lo que cualquier luz que vaya en la direcci?n equivocada es rebotada hacia la salida.
http://www.uc-4u.com/clip/4e440534-0282-4da1-a867-cf09037e41fb_16-9-aspect-ratio_default_0.jpg La cient?fica Nina Vaidya, en su laboratorio | Santdford
Uno de los mayores retos fue encontrar y crear los materiales adecuados. Las capas de material del prototipo AGILE dejan pasar un amplio espectro de luz, desde el ultravioleta cercano hasta el infrarrojo, y desv?an esa luz cada vez m?s hacia la salida con una amplia gama de ?ndices de refracci?n, algo que no se ve en la naturaleza ni en la industria ?ptica actual.
Después de explorar muchos materiales, crear nuevas técnicas de fabricaci?n y probar m?ltiples prototipos, los investigadores llegaron a los dise?os de AGILE que funcionaban bien utilizando pol?meros y vidrios disponibles en el mercado.
El AGILE también se ha fabricado mediante impresi?n 3D en el trabajo anterior de los autores, que crearon lentes poliméricas ligeras y de dise?o flexible con una rugosidad superficial a escala nanométrica.
Vaidya espera que los dise?os de AGILE puedan utilizarse en la industria solar y en otros ?mbitos. AGILE tiene varias aplicaciones potenciales en ?reas como el acoplamiento de l?seres, las tecnolog?as de visualizaci?n y la iluminaci?n, como la iluminaci?n de estado s?lido, que es m?s eficiente energéticamente que los antiguos métodos de iluminaci?n.
Estudio de referencia: https://news.stanford.edu/2022/06/27/new-optical-device-help-solar-arrays-focus-light-even-clouds/
.......
Contacto de la secci?n de Medio Ambiente: crisisclimatica@prensaiberica.es
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أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/medio-ambiente/agile-revolucionario-sistema-fotovoltaico-multiplica-77436788)