Päevavalgel ajal sisenevad planeedi pinnale päikeseenergia voogud. Teadlased ja insenerid on juba ammu mõelnud, kuidas seda kasutada. Päikesepaneelid võivad muuta päevavalguse energiat. Nende efektiivsus pole veel kaugeltki ideaalne, kuid aja jooksul suureneb see tänu spetsialistide tööle.
Juhised
Samm 1
Päikesepatarei töö põhineb pooljuhtelementide füüsikalistel omadustel. Valguse footonid löövad elektronid aatomite välimisest raadiusest välja. Sel juhul moodustub märkimisväärne arv vabu elektrone. Kui nüüd vooluringi sulgete, voolab sellest läbi elektrivool. Kuid see on liiga väike, et piirduda ühe või kahe fotoelemendi kasutamisega.
2. samm
Tavaliselt ühendatakse patarei moodustamiseks üksikud komponendid süsteemiga. Moodulite moodustamiseks kasutatakse mitut sellist patareid. Mida rohkem päikesepatareid on omavahel ühendatud, seda suurem on tehnilise süsteemi efektiivsus. Samuti on oluline päikesepatarei asukoht valgusvoo suhtes. Energia hulk sõltub otseselt päikesekiirte fotoelementidele langemise nurgast.
3. samm
Päikesepatarei üks peamisi jõudlusnäitajaid on jõudlustegur (COP). See määratletakse vastuvõetud energia võimsuse jagamise tulemusel aku tööpinnale langeva valgusvoo võimsusega. Praeguseks on praktikas kasutatavate päikesepatareide efektiivsus vahemikus 10–25 protsenti.
4. samm
2013. aasta sügisel ilmus ajakirjanduses teade, et Saksa inseneridel õnnestus luua eksperimentaalne fotoelement, mille kasutegur on ligi 45%. Sellise uskumatu jõudluse saavutamiseks tavalise päikesemassiivi korral pidid disainerid kasutama nelja korruselist fotosilmade paigutust. See võimaldas kasulike pooljuhtühenduste koguarvu suurendada.
5. samm
Eksperdid on välja arvutanud, et tulevikus on täiesti võimalik saavutada kõrgemaid, kuni 85% -lisi kasutegureid. Mis on põhjus, miks praegune aku jääb disainiomadustest maha? Reaalsete arvude ja teoreetiliselt võimalike näitajate erinevus on seletatav patareide valmistamiseks kasutatud materjalide omadustega. Paneelid on tavaliselt valmistatud räni, mis suudab neelata ainult infrapunakiirgust. Kuid ultraviolettkiirte energiat ei kasutata peaaegu kunagi.
6. samm
Üks viis päikesepatareide efektiivsuse parandamiseks on mitmekihiliste struktuuride kasutamine. Selline moodul sisaldab mitut õhukest kihti, mis on valmistatud erinevatest materjalidest. Sellisel juhul valitakse ained nii, et kihid oleksid energia neeldumise seisukohast sobivad. Teoreetiliselt võivad sellised mitmekihilised "koogid" pakkuda efektiivsust kuni peaaegu 90%.
7. samm
Teine paljulubav arengusuund on räni monokristallidest paneelide kasutamine. Kahjuks on see materjal endiselt palju kallim kui polükristallilised analoogid. Seega on päikesepatareide efektiivsuse tõstmiseks vaja disaini kallimaks muuta, mis suurendab tasuvusaega.
