Onderzoekers van het Rensselaer Polytechnic Institute in New York hebben een zogeheten zonneconcentrator ontwikkeld, die tot 40 procent meer energie opwekt dan een gewone zonnecel wanneer beide op een verticaal oppervlak als een muur worden bevestigd.
Die uitvinding komt als geroepen, want de behoefte aan geschikte oppervlakken voor zonne-installaties groeit met de vraag naar zonne-energie.
Volgens de onderzoekers uit New York is het onvermijdelijk om in de toekomst ook verticale oppervlakken in gebruik te nemen. In steden is er namelijk een gebrek aan horizontale oppervlakken – vooral in wereldsteden, waar op daken vaak ventilatie- of airco-installaties staan of terrassen zijn aangelegd.
Normale zonnecellen werken niet optimaal op verticale oppervlakken, maar de nieuwe technologie biedt uitkomst: een zonneconcentrator werkt juist het beste als hij aan een muur hangt.
‘Zonnewig’ concentreert het licht van opzij
De nieuwe wedge-shaped luminescent solar concentrator (wigvormige, lichtgevende zonneconcentrator) of LSC doet precies wat de naam suggereert: hij vangt zonlicht op en concentreert het.
Een LCS bestaat uit een doorzichtige plastic plaat met een fosforfilm. Als het zonlicht op de fosforfilm valt, wordt de energie geabsorbeerd en worden de fosformoleculen zodanig geactiveerd dat ze op een hoger energieniveau komen. Als ze weer naar een lager energieniveau dalen, komt er licht vrij, dat zigzaggend door de doorzichtige plastic plaat gaat.
Omdat het licht niet uit de plaat kan, wordt het binnenin telkens weerkaatst, tot het bij het uiteinde van de plaat komt en er in geconcentreerde vorm aan ontsnapt. Dit is het principe dat ook in glasvezelkabels wordt toegepast. Via een spiegel aan het uiteinde valt het geconcentreerde licht op een zonnecel, die stroom opwekt.
40 procent efficiënter dan gewone zonnecellen
Een gewone zonnecel werkt alleen als het licht onder de juiste hoek invalt. De LSC vangt het zonlicht op ongeacht de hoek, waardoor de efficiëntie met meer dan 40 procent verhoogd kan worden ten opzichte van gewone zonnecellen.
De onderzoekers simuleerden de werking van hun systeem op een verticaal oppervlak met gegevens van twee Amerikaanse steden met verschillende lichtomstandigheden: Albany in New York en Phoenix in Arizona. In beide gevallen leverde de zonneconcentrator een hoog rendement.
Met dit hoopgevende resultaat op zak werken de onderzoekers door aan de technologie, die mogelijk goedkoper is dan gewone zonnepanelen doordat de film van de LSC minder duur is om te maken, en onopvallender in de glazen gevel van moderne wolkenkrabbers te verwerken is.