स्रोत: cosmosmagazine.com
ग्रेडेड इंडेक्स ग्लास पिरामिड निर्माण के विभिन्न चरण: जब सौर सेल के साथ ऑप्टिकल संपर्क में, अंतिम चरण (नीचे दाएं कोने) पर पिरामिड अधिकांश घटना प्रकाश को अवशोषित और केंद्रित करता है और अंधेरा दिखाई देता है। साभार: नीना वैद्य:
सौर पैनल भविष्य में स्थायी ऊर्जा उत्पादन में एक प्रमुख भूमिका निभाएंगे, लेकिन वे सबसे अच्छा काम करते हैं जब सूरज की रोशनी सीधे उन पर पड़ती है। यह एक समस्या हो सकती है जब सूरज की रोशनी बादल के आवरण से फैलती है या जब सूरज पूरे दिन ऊपर से गुजरता है।
अधिक से अधिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए कई सौर सरणियाँ सक्रिय रूप से सूर्य की ओर घूमती हैं। यह उन्हें स्थिर रहने वालों की तुलना में निर्माण और रखरखाव के लिए अधिक महंगा और जटिल बनाता है।
लेकिन चलतीसौर पेनल्सभविष्य में इसकी आवश्यकता नहीं हो सकती है, क्योंकि एक इंजीनियरिंग शोधकर्ता ने एक ऐसा उपकरण तैयार किया है जो उस पर पड़ने वाले 90 प्रतिशत प्रकाश को कैप्चर कर सकता है - इसके कोण या आवृत्ति की परवाह किए बिना - और इसे तीन गुना तेज होने के लिए केंद्रित कर सकता है।
अनुसंधानमाइक्रोसिस्टम्स और नैनोइंजीनियरिंग में प्रकाशित किया गया है।
"यह एक पूरी तरह से निष्क्रिय प्रणाली है - इसे स्रोत को ट्रैक करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है या किसी भी चलने वाले हिस्से हैं," पहले लेखक डॉ नीना वैद्य कहते हैं, जिन्होंने स्टैंडफोर्ड विश्वविद्यालय, यूएस में डॉक्टरेट छात्र के रूप में शोध पूरा किया, और अब एक सहायक है ब्रिटेन के साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय में अंतरिक्ष विज्ञान और अंतरिक्ष यान इंजीनियरिंग में प्रोफेसर।
"ऑप्टिकल फ़ोकस के बिना जो स्थिति को स्थानांतरित करता है या ट्रैकिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है, प्रकाश को केंद्रित करना बहुत आसान हो जाता है।"
फुर्तीली - अक्षीय रूप से वर्गीकृत सूचकांक लेंस
डिवाइस को एजाइल कहा जाता है, जो अक्षीय रूप से ग्रेडेड इंडेक्स लेंस के लिए खड़ा है, और यह पॉइंट कट ऑफ के साथ एक उल्टा ग्लास पिरामिड जैसा दिखता है।
यह थोड़ा सा काम करता है जैसे aआवर्धक लेंसधूप वाले दिन में सूरज की रोशनी को छोटे, चमकीले बिंदु पर केंद्रित कर सकता है। लेकिन एक आवर्धक कांच का केंद्र बिंदु सूर्य की तरह चलता है, जो तब मददगार नहीं होता जब आप पूरे दिन में एक फोटोवोल्टिक सेल के एक विशिष्ट क्षेत्र में सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करना चाहते हैं।
AGILE के साथ, प्रकाश सभी कोणों से चौड़े, वर्गाकार शीर्ष में प्रवेश करता है और नीचे की ओर उसी स्थिति पर ध्यान केंद्रित करने के लिए फ़नल किया जाता है - संकीर्ण आधार पर एक उज्जवल स्थान बनाता है जो एक फोटोवोल्टिक सेल के शीर्ष पर बैठता है।
वैद्य बताते हैं, "हम कुछ ऐसा बनाना चाहते थे जो प्रकाश में आए और इसे उसी स्थिति में केंद्रित करे, भले ही स्रोत दिशा बदलता है।" "हम अपने डिटेक्टर या सौर सेल को आगे बढ़ाते रहना नहीं चाहते हैं, या स्रोत का सामना करने के लिए सिस्टम को आगे बढ़ाना चाहते हैं।
वरिष्ठ लेखक ओलाव सोलगार्ड, स्टैनफोर्ड में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और वैद्य के डॉक्टरेट सलाहकार, कहते हैं: "एक आदर्श AGILE के सामने, हवा के समान ही अपवर्तनांक होता है और यह धीरे-धीरे ऊंचा हो जाता है - प्रकाश पूरी तरह से झुकता है चिकनी वक्र।
"लेकिन एक व्यावहारिक स्थिति में, आपके पास वह आदर्श AGILE नहीं होगा।"
इसके बजाय, प्रोटोटाइप AGILE एक ग्रेडेड इंडेक्स सामग्री के रूप में जाना जाता है, जिसमें चश्मे और पॉलिमर की विभिन्न परतें शामिल होती हैं जो प्रकाश को अलग-अलग डिग्री तक मोड़ती हैं। ये परतें आने वाली रोशनी की दिशा को चरणों में तब तक बदलती हैं जब तक कि यह आउटपुट की ओर लगभग लंबवत न हो जाए।
एजाइल को सिद्धांत से वास्तविकता की ओर ले जाना
AGILE प्रोटोटाइप बनाने में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक सही व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सामग्री को ढूंढना और बनाना था जो प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम में जाने दे सके, और इसे आउटपुट की ओर तेजी से मोड़ सके - सभी एक दूसरे के साथ संगत होने के दौरान .
उदाहरण के लिए, यदि एक गिलास गर्मी की प्रतिक्रिया में दूसरे की तुलना में अलग दर से फैलता है, तो पूरा उपकरण फट सकता है। सामग्री को आकार में मशीनीकृत करने और टिकाऊ रहने के लिए पर्याप्त मजबूत होने की भी आवश्यकता होती है।
प्रोटोटाइप के किनारों को गलत दिशा में वापस आधार की ओर जाने वाले किसी भी प्रकाश को उछालने के लिए भी प्रतिबिंबित किया जाता है।
इन एजाइल उपकरणों को ऊपर की परत में स्थापित किया जा सकता हैसौर कोशिकाएं, सौर सरणियों की सुरक्षा करने वाले मौजूदा एनकैप्सुलेशन की जगह, और अलग-अलग उपकरणों के संकीर्ण पिरामिडों के बीच चलने के लिए कूलिंग और सर्किटरी के लिए और भी जगह बनाएगा।
वैद्य ने निष्कर्ष निकाला, "इन नई सामग्रियों का उपयोग करने में सक्षम होने के लिए, इन नई फैब्रिकेशन तकनीकों और बेहतर सौर सांद्रता बनाने के लिए यह नई एजाइल अवधारणा बहुत फायदेमंद रही है।"
"प्रचुर मात्रा में और सस्ती स्वच्छ ऊर्जा तत्काल जलवायु और स्थिरता चुनौतियों को संबोधित करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और हमें इसे वास्तविकता बनाने के लिए इंजीनियरिंग समाधानों को उत्प्रेरित करने की आवश्यकता है।"
