Luminesoivat aurinkoenergian keräimet

Christer Nyman, Ulrika Gyllenberg, Matti Leppihalme

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tässä työssä on tutkittu luminesoivien aurinkoenergian keräimien toimintaa sekä teoreettisin että kokeellisin menetelmin. Selvitettiin keräimen teoreettisia toimintaperiaatteita ja häviömekanismeja. Monte Carlo -simulointiohjelman avulla vertailtiin erilaisia Peräimiä sekä tutkittiin keräimen koon, muodon ja väriainekonsentraation vaikutusta hyötysuhteeseen. Epäorgaanisilla väriaineilla seostettuja lasikeräimiä valmistettiin sulatusmenetelmällä. Seostusaineina käytettiin neodyymia, praseodyymia, ytterbiumia, erbiumia ja holmiumia. Seostusainekonsentraation ja -yhdistelmän vaikutusta keräimen ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla keräinten absorptio- ja luminesenssispektrit. Joistakin näytteistä mitattiin lisäksi luminesenssihyötysuhde ja elinikä. Mittaustulosten perusteella saatiin selville ko. aineiden optimiseostussuhde sinkkitelluriittilasimatriisissa. Epäorgaanisen keräimen kokonaishyötysuhde (< 1 %) jää kuitenkin alhaiseksi muovikeräimen hyötysuhteeseen (4 %) verrattuna. Tämä johtuu lasimatriisin absorptiosta ja lasimateriaaliin seostetun luminesenssiaineen huonosta kvanttihyötysuhteesta. Auringonsäteily vaurioittaa kuitenkin muoviperäimissä käytettyjä orgaanisia väriaineita, ja näin pienentynyt absorptiokyky vaikuttaa keräimen kokonaishyötysuhteeseen. Epäorgaaniset väriaineet absorboivat auringonvaloa hyvin eikä se vaurioita niitä, mutta ne eivät täysitehoisesti muuta sisääntulevaa säteilyä luminesenssisäteilyksi. Uusia keräinmateriaaleja on kuitenkin odotettavissa. Käyttämällä ohuita luminesoivia kalvoja suoraan aurinkoparistojen pinnalla, pariston spektrivaste UV-alueella nousee ja samalla niiden kokonaishyötysuhde kasvaa n. 14 %.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages60
ISBN (Print)951-38-2610-4
Publication statusPublished - 1986
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number410
ISSN0358-5077

Keywords

  • solar energy
  • luminescence
  • thin film collectors
  • efficiency

Cite this

Nyman, C., Gyllenberg, U., & Leppihalme, M. (1986). Luminesoivat aurinkoenergian keräimet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 410
Nyman, Christer ; Gyllenberg, Ulrika ; Leppihalme, Matti. / Luminesoivat aurinkoenergian keräimet. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 410).
@book{a3cda4c2a2984d2289e143597c8ec6eb,
title = "Luminesoivat aurinkoenergian ker{\"a}imet",
abstract = "T{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} on tutkittu luminesoivien aurinkoenergian ker{\"a}imien toimintaa sek{\"a} teoreettisin ett{\"a} kokeellisin menetelmin. Selvitettiin ker{\"a}imen teoreettisia toimintaperiaatteita ja h{\"a}vi{\"o}mekanismeja. Monte Carlo -simulointiohjelman avulla vertailtiin erilaisia Per{\"a}imi{\"a} sek{\"a} tutkittiin ker{\"a}imen koon, muodon ja v{\"a}riainekonsentraation vaikutusta hy{\"o}tysuhteeseen. Ep{\"a}orgaanisilla v{\"a}riaineilla seostettuja lasiker{\"a}imi{\"a} valmistettiin sulatusmenetelm{\"a}ll{\"a}. Seostusaineina k{\"a}ytettiin neodyymia, praseodyymia, ytterbiumia, erbiumia ja holmiumia. Seostusainekonsentraation ja -yhdistelm{\"a}n vaikutusta ker{\"a}imen ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla ker{\"a}inten absorptio- ja luminesenssispektrit. Joistakin n{\"a}ytteist{\"a} mitattiin lis{\"a}ksi luminesenssihy{\"o}tysuhde ja elinik{\"a}. Mittaustulosten perusteella saatiin selville ko. aineiden optimiseostussuhde sinkkitelluriittilasimatriisissa. Ep{\"a}orgaanisen ker{\"a}imen kokonaishy{\"o}tysuhde (< 1 {\%}) j{\"a}{\"a} kuitenkin alhaiseksi muoviker{\"a}imen hy{\"o}tysuhteeseen (4 {\%}) verrattuna. T{\"a}m{\"a} johtuu lasimatriisin absorptiosta ja lasimateriaaliin seostetun luminesenssiaineen huonosta kvanttihy{\"o}tysuhteesta. Auringons{\"a}teily vaurioittaa kuitenkin muoviper{\"a}imiss{\"a} k{\"a}ytettyj{\"a} orgaanisia v{\"a}riaineita, ja n{\"a}in pienentynyt absorptiokyky vaikuttaa ker{\"a}imen kokonaishy{\"o}tysuhteeseen. Ep{\"a}orgaaniset v{\"a}riaineet absorboivat auringonvaloa hyvin eik{\"a} se vaurioita niit{\"a}, mutta ne eiv{\"a}t t{\"a}ysitehoisesti muuta sis{\"a}{\"a}ntulevaa s{\"a}teily{\"a} luminesenssis{\"a}teilyksi. Uusia ker{\"a}inmateriaaleja on kuitenkin odotettavissa. K{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} ohuita luminesoivia kalvoja suoraan aurinkoparistojen pinnalla, pariston spektrivaste UV-alueella nousee ja samalla niiden kokonaishy{\"o}tysuhde kasvaa n. 14 {\%}.",
keywords = "solar energy, luminescence, thin film collectors, efficiency",
author = "Christer Nyman and Ulrika Gyllenberg and Matti Leppihalme",
year = "1986",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2610-4",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "410",
address = "Finland",

}

Nyman, C, Gyllenberg, U & Leppihalme, M 1986, Luminesoivat aurinkoenergian keräimet. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 410, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Luminesoivat aurinkoenergian keräimet. / Nyman, Christer; Gyllenberg, Ulrika; Leppihalme, Matti.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 410).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Luminesoivat aurinkoenergian keräimet

AU - Nyman, Christer

AU - Gyllenberg, Ulrika

AU - Leppihalme, Matti

PY - 1986

Y1 - 1986

N2 - Tässä työssä on tutkittu luminesoivien aurinkoenergian keräimien toimintaa sekä teoreettisin että kokeellisin menetelmin. Selvitettiin keräimen teoreettisia toimintaperiaatteita ja häviömekanismeja. Monte Carlo -simulointiohjelman avulla vertailtiin erilaisia Peräimiä sekä tutkittiin keräimen koon, muodon ja väriainekonsentraation vaikutusta hyötysuhteeseen. Epäorgaanisilla väriaineilla seostettuja lasikeräimiä valmistettiin sulatusmenetelmällä. Seostusaineina käytettiin neodyymia, praseodyymia, ytterbiumia, erbiumia ja holmiumia. Seostusainekonsentraation ja -yhdistelmän vaikutusta keräimen ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla keräinten absorptio- ja luminesenssispektrit. Joistakin näytteistä mitattiin lisäksi luminesenssihyötysuhde ja elinikä. Mittaustulosten perusteella saatiin selville ko. aineiden optimiseostussuhde sinkkitelluriittilasimatriisissa. Epäorgaanisen keräimen kokonaishyötysuhde (< 1 %) jää kuitenkin alhaiseksi muovikeräimen hyötysuhteeseen (4 %) verrattuna. Tämä johtuu lasimatriisin absorptiosta ja lasimateriaaliin seostetun luminesenssiaineen huonosta kvanttihyötysuhteesta. Auringonsäteily vaurioittaa kuitenkin muoviperäimissä käytettyjä orgaanisia väriaineita, ja näin pienentynyt absorptiokyky vaikuttaa keräimen kokonaishyötysuhteeseen. Epäorgaaniset väriaineet absorboivat auringonvaloa hyvin eikä se vaurioita niitä, mutta ne eivät täysitehoisesti muuta sisääntulevaa säteilyä luminesenssisäteilyksi. Uusia keräinmateriaaleja on kuitenkin odotettavissa. Käyttämällä ohuita luminesoivia kalvoja suoraan aurinkoparistojen pinnalla, pariston spektrivaste UV-alueella nousee ja samalla niiden kokonaishyötysuhde kasvaa n. 14 %.

AB - Tässä työssä on tutkittu luminesoivien aurinkoenergian keräimien toimintaa sekä teoreettisin että kokeellisin menetelmin. Selvitettiin keräimen teoreettisia toimintaperiaatteita ja häviömekanismeja. Monte Carlo -simulointiohjelman avulla vertailtiin erilaisia Peräimiä sekä tutkittiin keräimen koon, muodon ja väriainekonsentraation vaikutusta hyötysuhteeseen. Epäorgaanisilla väriaineilla seostettuja lasikeräimiä valmistettiin sulatusmenetelmällä. Seostusaineina käytettiin neodyymia, praseodyymia, ytterbiumia, erbiumia ja holmiumia. Seostusainekonsentraation ja -yhdistelmän vaikutusta keräimen ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla keräinten absorptio- ja luminesenssispektrit. Joistakin näytteistä mitattiin lisäksi luminesenssihyötysuhde ja elinikä. Mittaustulosten perusteella saatiin selville ko. aineiden optimiseostussuhde sinkkitelluriittilasimatriisissa. Epäorgaanisen keräimen kokonaishyötysuhde (< 1 %) jää kuitenkin alhaiseksi muovikeräimen hyötysuhteeseen (4 %) verrattuna. Tämä johtuu lasimatriisin absorptiosta ja lasimateriaaliin seostetun luminesenssiaineen huonosta kvanttihyötysuhteesta. Auringonsäteily vaurioittaa kuitenkin muoviperäimissä käytettyjä orgaanisia väriaineita, ja näin pienentynyt absorptiokyky vaikuttaa keräimen kokonaishyötysuhteeseen. Epäorgaaniset väriaineet absorboivat auringonvaloa hyvin eikä se vaurioita niitä, mutta ne eivät täysitehoisesti muuta sisääntulevaa säteilyä luminesenssisäteilyksi. Uusia keräinmateriaaleja on kuitenkin odotettavissa. Käyttämällä ohuita luminesoivia kalvoja suoraan aurinkoparistojen pinnalla, pariston spektrivaste UV-alueella nousee ja samalla niiden kokonaishyötysuhde kasvaa n. 14 %.

KW - solar energy

KW - luminescence

KW - thin film collectors

KW - efficiency

M3 - Report

SN - 951-38-2610-4

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Luminesoivat aurinkoenergian keräimet

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Nyman C, Gyllenberg U, Leppihalme M. Luminesoivat aurinkoenergian keräimet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 410).