Cezayir ve Portekiz'deki araştırmacılar, güneş ışığıyla çalışan bir lazer için yeni bir tasarım ortaya çıkardı. Henüz laboratuvarda kurulmamış olan güneş lazerinin, mevcut sistemlerden daha yüksek bir verimlilikte çalışması ve çok sayıda uygulamaya sahip olması bekleniyor - Dünya'da kullanılmak üzere güneş enerjisi toplamak için uzay kaynaklı bir sistem de dahil.
Lazer ışığı üretmek için bir pompalama kaynağı olarak güneş ışığının kullanımı 1960'lardan beri geniş çapta araştırılmıştır. Yüksek güç ve parlaklığa sahip uygun maliyetli lazer sistemleri üretmek için mevcut teknolojiler kullanılabilir.
Son on yılda güneş lazerlerinde çok sayıda ilerleme kaydedildi - ancak mevcut tasarımlar, tek bir büyük lazer çubuğunun kullanılmasıyla sınırlandırılabilir. Bu çubuk, pompa kaynağından aldığı enerji ile lazer ışığı üreten kazanç malzemesidir. Tek çubuklu güneş enerjisi sistemleri pahalı olma eğilimindedir ve çubuk içindeki eşit olmayan sıcaklık dağılımlarından muzdariptir, bu da ürettiği ışının kalitesini düşürür.
sayısal simülasyonlar
Bu son çalışma, Cezayir'deki İleri Teknoloji Geliştirme Merkezi'nde Rabeh Boutaka tarafından yapıldı. Dawei Liang NOVA Üniversitesi Lizbon'da ve Abdelhamid Kellou Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Houari Boumediene'de. Üçlü, daha optimal bir güneş lazeri kurulumu tasarlamalarına yardımcı olmak için sayısal simülasyonlar yaptı. Önerdikleri sistem TEM'de çalışacaktı00 optik mod: Işının merkezini çevreleyen ışığın yoğunluğunun basit bir Gauss dağılımını takip ettiği temel, en düşük dereceli lazer modu. Takımın tasarımı, toplam alanı 10 m olan dört parabolik ayna kullanarak güneş ışığını toplar.2.
Güneş pili gün batımından sonra devam ediyor
Bu ışık toplandıktan sonra, dört kaynaşmış silika yoğunlaştırıcı ve ışık kılavuzları arasında eşit olarak dağıtıldığı bir lazer kafasına yönlendirilir. Son olarak, ışık, aynı anda dört küçük çaplı lazer çubuğunu pompalamak için kullanılır - kurulum, pompa gücünün çubuklar arasında eşit olarak dağıtılmasını sağlar. Sonuç olarak tasarım, termal lenslemenin sunduğu sınırlamalardan kaçınır - optik bir malzemedeki sıcaklık düzensizliklerinin ışığın izlediği yolları etkilediği istenmeyen bir etki.
Toplamda, Boutaka'nın ekibi, değişikliklerinin TEM'de çalışan güneş lazerlerinin ışık toplama verimliliğini ikiye katladığını hesapladı.00 modu, önceki tasarımların güneş ışığından lazere dönüşüm verimliliğinin 1.24 katı ile sonuçlanır. Araştırmacılar, tasarımları için sayısız potansiyel uygulama öngörüyor: uyduları kullanarak Dünya'nın yüzeyini ve atmosferini izlemek için daha iyi yöntemler dahil; uzay enkazının kaldırılması ve derin uzay iletişimi ile birlikte.
Belki de en büyüleyici uygulama, yeni güneş enerjisi üretim biçimlerinin geliştirilmesidir. Burada, Boutaka ve meslektaşları, güneş lazerlerinin, güneş ışığının Dünya'dakinden iki kat daha güçlü olduğu uzayda çalışabileceğini öne sürüyorlar. Lazer ışınları Dünya'ya geri gönderilebilir ve konsantre güneş pilleri tarafından toplanabilir - yer tabanlı güneş enerjisi toplamadan daha verimli bir süreçte.
Araştırma şurada anlatılıyor: Enerji için Fotonik Dergisi.
