Люминесцентный солнечный концентратор
Люминесцентный солнечный концентратор ( ЛСК ) — это устройство для концентрации излучения , в частности солнечного излучения , для производства электроэнергии. Люминесцентные солнечные концентраторы работают по принципу сбора излучения на большой площади, преобразования его за счет люминесценции (в частности, за счет флуоресценции ) и направления генерируемого излучения на относительно небольшую выходную мишень.
Первоначальные конструкции обычно состояли из параллельных тонких плоских слоев чередующихся люминесцентных и прозрачных материалов, размещенных для сбора входящего излучения на их (более широких) поверхностях и испускания концентрированного излучения вокруг их (более узких) краев. [1] [2] Обычно устройство направляет концентрированное излучение на солнечные элементы для выработки электроэнергии.
Другие конфигурации (такие как оптические волокна с присадкой или покрытием или контурные пакеты чередующихся слоев) могут лучше подходить для конкретных приложений.
Слои в стопке могут быть отдельными параллельными пластинами или чередующимися слоями в твердой структуре. В принципе, если эффективная площадь входа достаточно велика по сравнению с эффективной площадью выхода, выходная мощность будет соответственно выше , чем входная , измеряемая в ваттах на квадратный метр. Коэффициент концентрации представляет собой отношение между выходной и входной радиацией всего устройства.
Например, представьте квадратный стеклянный лист (или стопку) со стороной 200 мм и толщиной 5 мм. Его входная площадь (например, поверхность одной стороны листа, обращенного к источнику энергии) в 10 раз больше, чем выходная площадь (например, поверхность четырех открытых сторон) - 40000 кв. мм (200x200) по сравнению с 4000 кв. мм. (200х5х4). В первом приближении коэффициент концентрации такого ЛПП пропорционален площади входных поверхностей, деленной на площадь краев, умноженной на эффективность отклонения падающего света в сторону выходной площади. Предположим, что стеклянный лист может отводить падающий свет от лицевой стороны к краям с эффективностью 50 %. Гипотетический лист стекла в нашем примере будет давать световое излучение на выходе в 5 раз больше, чем у падающего света, что дает коэффициент концентрации 5.
Точно так же может оказаться полезным оптическое волокно с градуированным показателем преломления с поперечным сечением 1 кв. мм и длиной 1 метр с люминесцентным покрытием.
