Tijekom dnevnog svjetla, mlazovi sunčeve energije ulaze na površinu planeta. Znanstvenici i inženjeri već su dugo smislili kako ga koristiti. Solarni paneli mogu pretvoriti energiju dnevne svjetlosti. Njihova je učinkovitost još uvijek daleko od idealne, ali s vremenom će se povećavati zahvaljujući radu stručnjaka.
Upute
Korak 1
Rad solarne ćelije temelji se na fizičkim svojstvima poluvodičkih 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 pojedine komponente kombiniraju u sustav kako bi tvorile bateriju. Nekoliko takvih baterija koristi se za oblikovanje modula. Što je više solarnih ćelija povezano zajedno, to je veća učinkovitost tehničkog sustava. Položaj solarne baterije u odnosu na svjetlosni tok također je važan. Količina energije izravno ovisi o kutu pod kojim sunčeve zrake padaju na fotoćelije.
3. korak
Jedna od glavnih karakteristika izvedbe solarne ćelije je koeficijent učinkovitosti (COP). Definiran je kao rezultat dijeljenja snage primljene energije snagom svjetlosnog toka koji pada na radnu površinu baterije. Do danas se učinkovitost solarnih ćelija koje se koriste u praksi kreće od 10 do 25 posto.
4. korak
U jesen 2013. u tisku su se pojavile vijesti da su njemački inženjeri uspjeli stvoriti eksperimentalnu fotoćeliju čija je učinkovitost blizu 45%. Da bi postigli tako nevjerojatne performanse za standardni solarni niz, dizajneri su morali koristiti raspored četverokatnih 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 učinkovitosti, 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. No, energija ultraljubičastih zraka gotovo se nikad ne koristi.
Korak 6
Jedan od načina za poboljšanje učinkovitosti solarnih ćelija je upotreba višeslojnih struktura. Takav modul uključuje nekoliko tankih slojeva izrađenih od različitih materijala. U tom su slučaju tvari odabrane tako da se slojevi podudaraju sa stajališta apsorpcije energije. U teoriji, takvi višeslojni "kolači" mogu osigurati učinkovitost do gotovo 90%.
7. korak
Još jedan obećavajući smjer razvoja je upotreba ploča izrađenih od silicijskih monokristala. Nažalost, ovaj je materijal još uvijek puno skuplji od polikristalnih analoga. Dakle, kako bi se povećala učinkovitost solarnih ćelija, potrebno je skuplje dizajnirati, što povećava razdoblje povrata.
