The design and optimization of crit

The design and optimization of critical parameters for a non-mechanical solar tracking system, which is controlled by electrowetting principles, is outlined. By removing heavy and bulky mechanical moving parts of conventional motor-driven solar trackers, our microfluidic solar tracker offers low-cost, lightweight and high-efficiency solar energy collection. Exceptionally wide beam steering performances up to α = ±89°, covering a whole-day solar tracking, were observed at a low apex angle of φ = 30° for a quad-stacked prism configuration. This shows a fivefold increase over a single prism at the same apex angle. With low apex angles needed for wide solar tracking, our system is able to lower the voltage requirements that is helpful in avoiding problems such as contact angle saturation and hysteresis usually seen in electrowetting device operation. The reflection loss was also studied for various prism configurations. Our fundamental study showed that the even-stacked prism modules are able to effectively minimize the loss by reducing the refractive index ratio, r = n2/n1 at the last interface with air. To further reduce the loss, the addition of anti-refractive thin films at each interface following Rayleigh’s principle was proposed. This results in an additional reduction of the loss, indicating 4.4% for the case of a quad-stacked prism.

The effect of the proposed solar tracking system on system level properties such as solar concentration factor is also studied. The arrayed prism panel is capable of solar concentration as high as 2032× at α = 0° and approaching roughly 1138× for high incident angles when the water/N-LAK21 system is used. This shows marked improvement upon using our tracking system as opposed to just a Fresnel lens. The dispersion effect of materials was then studied on concentration factor. Our data suggests that less dispersive materials with higher Abbe numbers produce higher concentration factors.

Most importantly, the elimination of bulky mechanical tracking systems and the use of low-cost, lightweight and silent microfluidic tracking systems would be ideally suited for rooftop usage in residential areas. Upon successful implementation, this revolutionary beam steering technology has the potential of high solar energy harvesting and may not only be economically viable, but also sustainable and practical for domestic usage.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับระบบการติดตามดวงอาทิตย์ไม่ใช่กล ซึ่งถูกควบคุม โดยหลัก electrowetting อธิบาย โดยการเอาหนัก และใหญ่กลย้ายชิ้นส่วนของมอเตอร์ขับเคลื่อนทั่วไปติดตามแสงอาทิตย์ เครื่องติดตามแสงอาทิตย์ของเรา microfluidic มีชุดพลังงานแสงอาทิตย์ต้น ทุนต่ำ มีน้ำหนักเบา และ ประสิทธิภาพสูง เป็นพิเศษกว้างคานพวงมาลัยแสดงถึงα =± 89 ° ครอบคลุมการติดตามแสงอาทิตย์ได้ทั้งวัน ถูกตั้งข้อสังเกตในมุมต่ำ apex ของφ = 30 °สำหรับการกำหนดค่าปริซึมรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกัน นี้แสดงการเพิ่ม fivefold ผ่านปริซึมเดียวที่มุมปลายเดียว จำเป็นสำหรับการติดตามดวงอาทิตย์กว้างมุมเอเพ็กซ์ต่ำ ระบบของเราได้สามารถที่จะลดความต้องการแรงดันไฟฟ้าที่มีประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงปัญหาเช่นมุมสัมผัสความอิ่มตัวและส่วนที่มักจะเห็นในการทำงานของอุปกรณ์ electrowetting แก้ไขศึกษาขาดทุนสะท้อนสำหรับกำหนดค่าต่าง ๆ ปริซึม ศึกษาพื้นฐานของเราแสดงให้เห็นว่า โมปริซึมซ้อนแม้จะสามารถลดการสูญเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการลดอัตราส่วนดัชนีหักเหของแสง r = n2/n1 ที่อินเทอร์เฟซล่าสุดกับอากาศ เพื่อช่วย ลดการสูญเสีย การเพิ่มการป้องกันตาฟิล์มบางที่แต่ละอินเทอร์เฟซตามหลักของราคาย่อมเยาถูกเสนอ ผลลัพธ์ที่ได้เพิ่มเติมการลดลงของการสูญเสีย ระบุ 4.4% สำหรับกรณีของปริซึมรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกันยังมีศึกษาผลของระบบการติดตามแสงอาทิตย์ที่นำเสนอในระดับคุณสมบัติของระบบเช่นสัดส่วนความเข้มข้นของแสงอาทิตย์ แผงสวมปริซึมเป็นแสงอาทิตย์ความเข้มข้นสูงถึง 2032 ×ที่α = 0° และใกล้ประมาณ× 1138 สำหรับมุมตกกระทบที่สูงเมื่อใช้ระบบ น้ำ/N-LAK21 นี้แสดงชัดเมื่อใช้ระบบการติดตามของเราเมื่อเทียบกับเพียงเลนส์ Fresnel ผลการกระจายของวัสดุเป็นศึกษาแล้วในปัจจัยความเข้มข้น ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่า น้อยกว่าวัสดุ dispersive Abbe สูง หมายเลขผลิตปัจจัยความเข้มข้นสูงที่สำคัญที่สุดคือ การกำจัดระบบการติดตามเครื่องจักรกลขนาดใหญ่และใช้ต้น ทุนต่ำ มีน้ำหนักเบา และเงียบ microfluidic ระบบการติดตามจะถูกเหมาะสำหรับดาดฟ้าการใช้งานในพื้นที่ที่อยู่อาศัย เมื่อดำเนินการสำเร็จ ลำแสงนี้ปฏิวัติเทคโนโลยีพวงมาลัยมีศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์สูงเก็บเกี่ยว และไม่อาจเฉพาะ เศรษฐกิจ แต่ยังยั่งยืน และเหมาะสำหรับการใช้งานในประเทศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับที่ไม่ใช่วิศวกรรมระบบติดตามแสงอาทิตย์ซึ่งถูกควบคุมโดยหลักการ electrowetting ถูกระบุไว้ โดยการถอดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหนักและใหญ่เชิงกลของมอเตอร์ขับเคลื่อนติดตามแสงอาทิตย์แบบเดิมติดตามสุริยจักรวาลของเรา microfluidic มีต้นทุนต่ำน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูงคอลเลกชันพลังงานแสงอาทิตย์ แสดงพวงมาลัยคานกว้างเป็นพิเศษถึงแอลฟา = ± 89 °ครอบคลุมติดตามดวงอาทิตย์ทั้งวันถูกตั้งข้อสังเกตที่มุม Apex ต่ำของφ = 30 °สำหรับการกำหนดค่าปริซึมรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกัน นี้แสดงให้เห็นเพิ่มขึ้นห้าเท่ามากกว่าปริซึมเดียวในมุมที่เอเพ็กซ์เดียวกัน เอเพ็กซ์ที่มีมุมต่ำที่จำเป็นสำหรับการติดตามแสงอาทิตย์กว้างระบบของเราสามารถที่จะลดความต้องการแรงดันไฟฟ้าที่เป็นประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวเป็นความอิ่มตัวมุมสัมผัสและ hysteresis มักจะเห็นในการดำเนินงานอุปกรณ์ electrowetting การสูญเสียการสะท้อนยังได้ศึกษาสำหรับการกำหนดค่าต่างๆปริซึม การศึกษาพื้นฐานของเราแสดงให้เห็นว่าแม้ซ้อนโมดูลปริซึมสามารถที่จะมีประสิทธิภาพในการลดการสูญเสียโดยการลดอัตราส่วนดัชนีหักเห r = N2 / N1 ที่อินเตอร์เฟซที่ผ่านมากับอากาศ เพื่อลดการสูญเสียการเพิ่มของฟิล์มบางป้องกันการหักเหของแสงในแต่ละ interface ต่อไปนี้หลักการเรย์ลีที่ถูกนำเสนอ ซึ่งจะส่งผลในการลดการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นของที่ระบุ 4.4% สำหรับกรณีของปริซึมรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกัน. ผลของระบบติดตามแสงอาทิตย์ที่นำเสนอเกี่ยวกับคุณสมบัติระดับระบบดังกล่าวเป็นปัจจัยความเข้มข้นของพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีการศึกษา แผงปริซึมรบที่มีความสามารถของความเข้มข้นของพลังงานแสงอาทิตย์สูงที่สุดเท่าที่ 2032 ×ที่α = 0 °และใกล้เข้ามาประมาณ 1,138 เท่าสำหรับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นมุมสูงเมื่อน้ำระบบ / N-LAK21 ถูกนำมาใช้ นี้แสดงให้เห็นปรับปรุงการทำเครื่องหมายบนโดยใช้ระบบการติดตามของเราเมื่อเทียบกับเพียงเลนส์เฟรส ผลการกระจายตัวของวัสดุการศึกษาแล้วในปัจจัยที่มีความเข้มข้น ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าวัสดุกระจายน้อยกับตัวเลข Abbe สูงผลิตปัจจัยความเข้มข้นที่สูงขึ้น. สิ่งสำคัญที่สุดคือการกำจัดของขนาดใหญ่ระบบการติดตามกลและใช้ต้นทุนต่ำน้ำหนักเบาและเงียบระบบติดตาม microfluidic ที่จะเหมาะสำหรับการใช้งานบนดาดฟ้าในพื้นที่อยู่อาศัย . เมื่อการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จเทคโนโลยีพวงมาลัยคานนี้การปฏิวัติมีศักยภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์สูงและอาจไม่เพียง แต่จะมีศักยภาพทางเศรษฐกิจ แต่ยังยั่งยืนและการปฏิบัติสำหรับการใช้งานภายในประเทศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับที่ไม่ใช่เครื่องจักรกลระบบติดตามดวงอาทิตย์ ซึ่งจะถูกควบคุมโดยอิเล็กโทรเวตติ้ง หลักการคือที่ระบุไว้ . โดยการเอาหนักและเกะกะ เครื่องจักรกล ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของมอเตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตาม , ติดตามพลังงานแสงอาทิตย์ของเราไมโครฟลูอิดิก มีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพสูง ต้นทุนต่ำ สะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ที่กว้างเป็นพิเศษ บีม พวงมาลัย การแสดงถึงα = °± 89 , ครอบคลุมทั้งวันพลังงานแสงอาทิตย์ติดตาม พบในมุมปลายต่ำของφ = 30 องศาสำหรับรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกันแบบปริซึม นี้แสดงให้เห็นเพิ่มขึ้นทันทีกว่าปริซึมเดียวที่มุมปลายเดียวกัน กับมุมที่จำเป็นสำหรับการติดตามพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำปลายกว้าง ระบบของเราจะสามารถลดความต้องการแรงดันไฟฟ้าที่เป็นประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น ค่ามุมสัมผัสแบบอิเล็กโทรเวตติ้งและมักจะเห็นในงานอุปกรณ์ สะท้อนความเสียหายก็ยังเรียนแบบ ปริซึม ต่าง ๆ ศึกษาพื้นฐานของเรา พบว่าแม้ซ้อนปริซึมโมดูลสามารถมีประสิทธิภาพลดการสูญเสีย โดยลดอัตราส่วนของดัชนีการหักเห , r = 2 / N1 ที่อินเตอร์เฟซสุดท้ายกับอากาศ เพื่อลดการสูญเสียจากการหักเหของแสงแบบฟิล์มบางป้องกันในแต่ละ interface ต่อไปนี้หลักการเรย์ฯ นี้ส่งผลในการเพิ่มขึ้นของการลดการสูญเสีย บ่งชี้ 4.4 % ในกรณีของรูปสี่เหลี่ยมซ้อนปริซึมผลของการนำเสนอระบบติดตามดวงอาทิตย์ในระดับระบบ คุณสมบัติเช่นปัจจัยความเข้มข้นแสงอาทิตย์ยังศึกษา การนุ่งห่มปริซึม แผงพลังงานแสงอาทิตย์สามารถของความเข้มข้นสูงเท่าที่ 2575 ×ที่α = 0 องศา และเข้าใกล้ประมาณ 138 ×สำหรับมุมที่เกิดขึ้นสูงเมื่อระบบน้ำ / n-lak21 ใช้ นี้จะแสดงเครื่องหมายการปรับปรุงเมื่อใช้ระบบการติดตามของเราไม่ใช่แค่เลนส์ Fresnel . การกระจายผลของวัสดุก็ศึกษาด้านสมาธิ ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่ากระจายตัวน้อย วัสดุที่มีความเข้มข้นสูงกว่าแอบบี ตัวเลขผลิตปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือ การตัดขนาดใหญ่ เครื่องจักรกลระบบติดตามและใช้ต้นทุนต่ำ , น้ำหนักเบาและติดตามระบบไมโครฟลูอิดิกเงียบจะเหมาะสำหรับการใช้หลังคาในพื้นที่ที่อยู่อาศัย เมื่อสำเร็จหลักสูตร การปฏิวัตินี้ บีม พวงมาลัยพาวเวอร์ เทคโนโลยีมีศักยภาพสูง พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานและอาจไม่เพียง แต่เป็นศักยภาพทางเศรษฐกิจอย่างยั่งยืน และปฏิบัติ แต่ยังสำหรับการใช้งานในประเทศ