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Ottiche onnidirezionali per concentrazione solare stazionaria

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Ottiche onnidirezionali per concentrazione solare stazionaria

Nella prima parte del rapporto sistemi ottici panoramici vengono proposti come componenti di concentratori solari stazionari (senza inseguitore); l’ingrandimento angolare α e l’analisi numerica mettono in evidenza l’evoluzione in sistemi discreti aumentando la concentrazione. Nella seconda parte viene riassunta la teoria del “black hole” ottico, un concentratore di luce onnidirezionale, nell’ambito dei metamateriali.

Concentratori solari stazionari o statici o non-tracking (senza inseguitori) offrono vantaggi riguardo precisione meccanica, diminuzione di possibili guasti e, in prospettiva, costi; attualmente sono oggetto di ricerca di base se vengono richiesti sia ampio angolo d’accettazione θ sia alta concentrazione c. Nellaprima parte del rapporto sistemi ottici panoramici vengono proposti come componenti di tali dispositivi; l’ingrandimento angolare α della superficie dello specchio determina la forma dello specchio; l’analisi numerica mette in evidenza il comportamento dei raggi e l’evoluzione in sistemi discreti aumentando larichiesta in concentrazione, confermando così teorie sviluppate in precedenza e “design” di concentratori stazionari nell’ambito della Ricerca di Sistema; la necessità di sistemi discreti per ottenere c e θ entrambi elevati era dedotta dall’estensione ottica (o ètendue): dall’ invariante generalizzato di Lagrangesi deduce la Legge del seno relativa al massimo di concentrazione. In questo studio, invece, si arriva al sistema discreto partendo dalla soluzione onnidirezionale (o panoramica), che corrisponde a θ ampio, e imponendo poi la condizione c elevata. Ricerca avanzata recente nello sviluppo di metamateriali ottici, strutture artificiali con risposta elettromagnetica locale desiderata determinata dal “patterning” inferiore alla lunghezza d’onda del mezzo hanno aperto un’ampia gamma di nuove applicazioni, dall'”imaging” ad altissima risoluzione al FOTOVOLTAICO. In particolare, il “black hole”(BH) ottico, un concentratore e assorbitore di luce ONNIDIREZIONALE (proposto da Narinamov e Kildishev) potrebbe migliorare in modo significativo le prestazioni dei sistemi di raccolta dell’ENERGIA SOLARE. Pertanto nella seconda parte del rapporto viene riassunta la teoria fisico-matematica di Kildishev et alii, fondamentale per larealizzazione pratica di metamateriali onnidirezionali.

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