Tokom dnevnih svjetlosnih tokova, sunčeve energije ulaze na površinu planete. Naučnici i inženjeri odavno su smislili kako to koristiti. Solarni paneli mogu pretvoriti energiju dnevne svjetlosti. Njihova efikasnost je još uvijek daleko od idealne, ali s vremenom će se povećavati zahvaljujući radu specijalista.
Instrukcije
Korak 1
Rad solarne ćelije zasnovan je na fizičkim svojstvima poluprovodničkih ćelija. Fotoni svjetlosti izbacuju elektrone iz vanjskog radijusa atoma. U ovom slučaju nastaje značajan broj slobodnih elektrona. Ako sada zatvorite krug, kroz njega će teći električna struja. Međutim, premalen je da bi se ograničio na upotrebu jedne ili dvije fotoćelije.
Korak 2
Obično se pojedinačne komponente kombiniraju u sistem da bi stvorile bateriju. Nekoliko takvih baterija koristi se za formiranje modula. Što je više solarnih ćelija povezano, to je veća efikasnost tehničkog sistema. Položaj solarne baterije u odnosu na svetlosni tok je takođe važan. Količina energije direktno zavisi od ugla pod kojim sunčeve zrake padaju na fotoćelije.
Korak 3
Jedna od glavnih karakteristika performansi solarne ćelije je koeficijent performansi (COP). Definiran je kao rezultat podjele snage primljene energije snagom svjetlosnog toka koji pada na radnu površinu baterije. Do danas se efikasnost solarnih ćelija koje se koriste u praksi kreće od 10 do 25 posto.
Korak 4
U jesen 2013. u štampi su se pojavili izvještaji da su njemački inženjeri uspjeli stvoriti eksperimentalnu fotoćeliju čija je efikasnost blizu 45%. Da bi postigli tako nevjerovatne performanse za standardni solarni niz, dizajneri su morali koristiti četverospratni raspored fotoćelija. To je omogućilo povećanje ukupnog broja korisnih poluvodičkih spojeva.
Korak 5
Stručnjaci su izračunali da će u budućnosti biti sasvim moguće postići veće stope efikasnosti, do 85%. Koji je razlog trenutnog zaostajanja baterija za dizajnerskim karakteristikama? Razlika između stvarnih brojki i teoretski mogućih pokazatelja objašnjava se svojstvima materijala koji se koriste za izradu baterija. Paneli su obično izrađeni od silicija, koji može apsorbirati samo infracrveno zračenje. Ali energija ultraljubičastih zraka gotovo se nikad ne koristi.
Korak 6
Jedan od načina za poboljšanje efikasnosti solarnih ćelija je upotreba višeslojnih struktura. Takav modul uključuje nekoliko tankih slojeva izrađenih od različitih materijala. U ovom su slučaju supstance odabrane tako da se slojevi podudaraju sa stanovišta apsorpcije energije. U teoriji, takvi višeslojni "kolači" mogu pružiti efikasnost do gotovo 90%.
Korak 7
Još jedan obećavajući pravac razvoja je upotreba ploča izrađenih od silicijum-monokristala. Nažalost, ovaj je materijal još uvijek mnogo skuplji od polikristalnih analoga. Dakle, kako bi se povećala efikasnost solarnih ćelija, potrebno je skuplje dizajnirati, što povećava period povrata.
