Rectenna – următorul pas revoluționar în eficientizarea panourilor fotovoltaice

rectenna optical panouri fotovoltaice energie solara - ecoprofit 0

PE SCURT

Denumirea ”rectenna” semnifică asocierea dintre proprietățile unei diode redresoare (rectifier diode) și ale unei antene (antenna). Noul dispozitiv poate transforma lumina direct în curent continuu, fără a fi nevoie de fazele necesare într-o celulă fotovoltaică obișnuită.

Deși deocamdată eficiența prototipurilor este sub 1%, cercetătorii de la Georgia Institute of Technology sunt siguri că vor reuși să optimizeze tehnologia. Ba chiar promit că va ajuta la crearea unor panouri fotovoltaice duble ca eficiență și de 10 ori mai ieftine decât cele actuale.

Mai multe detalii, în continuare

Inovația celor de la Institutul de Tehnologie din Georgia este considerată drept primul dispozitiv de tip ”optical rectenna”: prin combinarea funcțiilor unei antene, respectiv ale unei diode, lumina poate fi transformată direct în curent continuu.

Principiul de funcționare este simplist: pe o suprafață conductivă este creată o ”pădure” de nanotuburi din carbon, care au rolul de antene. Nanotuburile sunt izolate cu un material din oxid de aluminiu prin vaporizare chimică, după care se aplică straturi subțiri de calciu și aluminiu.

rectenna optical panouri fotovoltaice energie solara - ecoprofit 1
Componentele dispozitivului ”optical rectenna” dezvoltat de specialiștii de la Georgia Institute of Technology

Odată ce lumina lovește aceste nanotuburi, se creează o sarcină electrică fluctuantă, iar joncțiunile de tip metal-izolator-metal joacă rolul de diode redresoare. Ciclurile de închidere/deschidere sunt de ordinul petahertzilor (adică de un milion de ori mai rapid decât un gigahertz), ceea ce obligă electronii să se miște într-o singură direcție, spre electrod – adică se creează o cantitate mică de curent continuu.

Deocamdată, eficiența demonstrată de cele peste 1.000 de prototipuri realizate până acum este mai mică de 1%. Totuși, cercetătorii americani susțin că, prin optimizarea procesului de fabricare și prin reducerea rezistenței electrice din dispozitive, eficiența ar putea crește chiar și până la 40%.

Este o oportunitate de a schimba radical lumea (Baratunde Cola, profesor asociat)

Alte avantaje importante ale tehnologiei ”optical rectenna” țin de funcționarea la temperaturi ridicate fără a fi necesară răcirea, dar și de posibilitatea de a converti căldura reziduală în electricitate. Principiile teoretice ale tehnologiei au apărut încă de acum 40 de ani, dar numai odată cu evoluția tehnicilor din domeniul nanotehnologiei s-a ajuns la punerea în aplicare a acestor principii.

Și mai interesant este că specialiștii de la Georgia Institute of Technology declară că ar putea obține o soluție viabilă din punct de vedere industrial în maximum un an de zile. Ceea ce ar face ”optical rectenna” o tehnologie de-a dreptul disruptivă – mai ales dacă inginerii vor reuși să ”crească” nanotuburile și pe materiale de tip folie (ceea ce ar însemna o diversificare exponențială a domeniilor de utilizare).