I løpet av dagtimene kommer strømmer av solenergi inn på planetens overflate. Forskere og ingeniører har lenge funnet ut hvordan de skal bruke den. Solcellepaneler kan konvertere dagslysens energi. Effektiviteten deres er fortsatt langt fra ideell, men over tid vil den øke takket være spesialistenes arbeid.
Bruksanvisning
Trinn 1
Arbeidet til en solcelle er basert på de fysiske egenskapene til halvlederceller. Lysfotonene slår ut elektroner fra atomenes ytre radius. I dette tilfellet dannes et betydelig antall frie elektroner. Hvis du nå lukker kretsen, vil en elektrisk strøm strømme gjennom den. Det er imidlertid for lite til å være begrenset til bruk av en eller to fotoceller.
Steg 2
Vanligvis kombineres enkeltkomponenter til et system for å danne et batteri. Flere slike batterier brukes til å danne moduler. Jo flere solceller er koblet sammen, jo høyere er effektiviteten til det tekniske systemet. Solbatteriets posisjon i forhold til lysstrømmen er også viktig. Mengden energi avhenger direkte av vinkelen som solstrålene faller på fotocellene.
Trinn 3
En av de viktigste ytelsesegenskapene til en solcelle er ytelseskoeffisienten (COP). Den er definert som et resultat av å dele kraften til den mottatte energien med kraften til lysstrømmen som faller på arbeidsflaten til batteriet. Til dags dato varierer effektiviteten til solceller som brukes i praksis fra 10 til 25 prosent.
Trinn 4
Høsten 2013 var det rapporter i pressen om at tyske ingeniører klarte å lage en eksperimentell fotocelle, hvis effektivitet er nær 45%. For å oppnå en så utrolig ytelse for et standard solcellepanel, måtte designerne bruke en fire-etasjes fotocelloppsett. Dette gjorde det mulig å øke det totale antallet nyttige halvlederkryss.
Trinn 5
Eksperter har beregnet at det i fremtiden vil være fullt mulig å oppnå høyere effektivitetsgrader, opptil 85%. Hva er årsaken til det nåværende batteriet som ligger bak designegenskapene? Forskjellen mellom reelle tall og teoretisk mulige indikatorer forklares av egenskapene til materialene som brukes til å lage batterier. Paneler er vanligvis laget av silisium, som bare kan absorbere infrarød stråling. Men energien til ultrafiolette stråler blir nesten aldri brukt.
Trinn 6
En av måtene å forbedre effektiviteten til solceller er bruk av flerlagsstrukturer. En slik modul inneholder flere tynne lag laget av forskjellige materialer. I dette tilfellet blir stoffene valgt slik at lagene blir matchet fra energiabsorpsjonens synspunkt. I teorien kan slike flerlags "kaker" gi effektivitet opp til nesten 90%.
Trinn 7
En annen lovende utviklingsretning er bruken av paneler laget av silisiummonokrystaller. Dessverre er dette materialet fortsatt mye dyrere enn polykrystallinske analoger. For å øke effektiviteten til solceller er det således nødvendig å gjøre designet dyrere, noe som øker tilbakebetalingsperioden.
