15 jun. 2020
2 minuten
Aan de universiteit van Singapore is een manier gevonden om schaduwen te benutten om elektriciteit op te wekken. Dit nieuwe concept opent nieuwe mogelijkheden voor energieopwekking binnenshuis.
"In conventionele fotovoltaïsche of opto-elektronische toepassingen waar een constante lichtbron wordt gebruikt om apparaten van stroom te voorzien, is de aanwezigheid van schaduwen ongewenst, omdat dit de prestaties van apparaten vermindert. In dit werk hebben we echter geprofiteerd van het verlichtingscontrast dat wordt veroorzaakt door schaduwen als indirecte krachtbron. Het contrast in verlichting veroorzaakt een spanningsverschil tussen de schaduw en verlichte secties, wat resulteert in een elektrische stroom. Een nieuw concept van het oogsten van energie in de aanwezigheid van schaduwen", zegt onderzoeksteamleider assistent-professor Tan Swee Ching.
Mobiele apparaten hebben een efficiënte en continue stroomvoorziening nodig. Aangezien deze apparaten zowel binnen als buiten worden gebruikt, kunnen draagbare stroombronnen die omgevingslicht benutten de veelzijdigheid verbeteren. Commercieel verkrijgbare zonnecellen kunnen deze rol vervullen in de buitenomgeving, maar hun efficiëntie daalt aanzienlijk onder binnenomstandigheden. De benadering om energie op te vangen van zowel licht als schaduwen kan hier soelaas bieden.
Om deze technologische uitdaging aan te gaan, ontwikkelde het team een goedkope, eenvoudig te fabriceren SEG om het verlichtingscontrast van gedeeltelijke schaduwen om te zetten in elektriciteit en om te dienen als een zelfaangedreven naderingssensor om passerende objecten te bewaken.
De SEG bestaat uit een set SEG-cellen die zijn gerangschikt op een flexibele en transparante plastic film. Elke SEG-cel is een dunne laag goud die is afgezet op een siliciumwafer. Zorgvuldig ontworpen, kan de SEG worden vervaardigd tegen lagere kosten dan commerciële siliciumzonnecellen. Het team heeft vervolgens experimenten uitgevoerd om de prestaties van de SEG bij het opwekken van elektriciteit en als zelfaangedreven sensor te testen.
"Als de hele SEG-cel verlicht of in de schaduw staat, is de hoeveelheid opgewekte elektriciteit erg laag of helemaal niet. Wanneer een deel van de SEG-cel wordt verlicht, wordt een aanzienlijk elektrisch vermogen gedetecteerd. Het werkt het best wanneer de helft van de SEG-cel verlicht is en de andere helft in de schaduw", zegt co-teamleider Professor Andrew Wee.
Op basis van de experimenten lijkt de viercellige SEG van het team twee keer zo efficiënt als commerciële siliciumzonnecellen, onder invloed van verschuivende schaduwen. De geoogste energie bij binnenverlichting is voldoende om een digitaal horloge van stroom te voorzien (1,2 V).
Bewegingsdetectie
Daarnaast liet het team ook zien dat de SEG kan dienen als self-powered bewegingsdetector. Wanneer een object de SEG passeert, werpt het een onderbroken schaduw op het apparaat en activeert zo de sensor.
Anderen lazen ook
