Fiziki iz Rusije so izboljšali učinkovitost sončnih kolektorjev za 20%

Razmerje med učinkovitostjo ter materiali in tehnologijami

Kako delujejo sončni paneli? Na podlagi lastnosti polprevodnikov. Svetloba, ki pade nanje, povzroči, da njeni delci izbijejo elektrone, ki se nahajajo v zunanji orbiti atomov. Veliko število elektronov ustvarja potencial električnega toka - v pogojih zaprtega tokokroga.

Za zagotovitev normalnega indikatorja moči en modul ne bo dovolj. Več panelov, učinkovitejše je delovanje radiatorjev, ki dajejo elektriko baterijam, kjer se bo ta kopičila.Prav zaradi tega je učinkovitost solarnih panelov odvisna tudi od števila vgrajenih modulov. Več kot jih je, več sončne energije absorbirajo, njihov indikator moči pa postane za red velikosti višji.

Ali je mogoče izboljšati učinkovitost baterije? Takšne poskuse so izvajali njihovi ustvarjalci in to večkrat. Izhod v prihodnosti je lahko proizvodnja elementov, sestavljenih iz več materialov in njihovih plasti. Materiali so sledili tako, da lahko moduli absorbirajo različne vrste energije.

Na primer, če ena snov deluje z UV spektrom, druga pa z infrardečim spektrom, se učinkovitost sončnih celic znatno poveča. Če razmišljate na ravni teorije, je najvišja učinkovitost lahko kazalnik približno 90%.

Tudi vrsta silicija ima velik vpliv na učinkovitost katerega koli sončnega sistema. Njegove atome je mogoče dobiti na več načinov, vse plošče pa so na podlagi tega razdeljene na tri sorte:

• monokristali;
• polikristali;
• amorfni silicijevi elementi.

Sončne celice so izdelane iz monokristalov, katerih učinkovitost je približno 20%. So dragi, ker so najučinkovitejši. Polikristali so precej nižji po ceni, saj je v tem primeru kakovost njihovega dela neposredno odvisna od čistosti silicija, uporabljenega pri njihovi izdelavi.

Elementi na osnovi amorfnega silicija so postali osnova za proizvodnjo tankoplastnih fleksibilnih sončnih panelov. Tehnologija njihove izdelave je veliko enostavnejša, stroški so nižji, vendar je učinkovitost manjša - ne več kot 6%. Hitro se obrabijo. Zato jim za izboljšanje življenjske dobe dodajajo selen, galij in indij.

Uporaba

Prenosna elektronika

Za zagotavljanje električne energije in/ali polnjenje baterij različne zabavne elektronike - kalkulatorjev, predvajalnikov, svetilk itd.

Energetska oskrba stavb

Solarna baterija na strehi hiše

Velike sončne celice, kot so sončni kolektorji, se pogosto uporabljajo v tropskih in subtropskih regijah z velikim številom sončnih dni. Še posebej priljubljeni v sredozemskih državah, kjer so nameščeni na strehah hiš.

Novi domovi v Španiji so od marca 2007 opremljeni s sončnimi grelniki vode, ki zagotavljajo med 30 % in 70 % potreb po topli vodi, odvisno od lokacije doma in pričakovane porabe vode. Nestanovanjski objekti (nakupovalni centri, bolnišnice ipd.) morajo imeti fotovoltaično opremo.

Trenutno prehod na sončne kolektorje med ljudmi povzroča veliko kritik. To je posledica zvišanja cen električne energije, nereda naravne krajine. Nasprotniki tranzicije sončne celice so zaradi tega kritizirane prehoda, kot lastniki hiš in zemljišč na katerih nameščeni solarni paneli in vetrne elektrarne, prejemajo subvencije od države, navadni najemniki pa ne. V zvezi s tem je nemško zvezno ministrstvo za gospodarstvo pripravilo predlog zakona, ki bo v bližnji prihodnosti omogočil uvedbo ugodnosti za najemnike, ki živijo v hišah, ki se oskrbujejo z energijo iz fotovoltaičnih naprav ali blokovnih termoelektrarn. Ob izplačilu subvencij lastnikom hiš, ki uporabljajo alternativne vire energije, je predvideno tudi izplačilo subvencij najemnikom, ki živijo v teh hišah.

Uporaba v vesolju

Sončni paneli so eden od glavnih načinov pridobivanja električne energije na vesoljskih plovilih: delujejo dolgo časa brez porabe materialov, hkrati pa so okolju prijazni, za razliko od jedrskih in radioizotopnih virov energije.

Toda pri letenju na veliki razdalji od Sonca (onstran orbite Marsa) postane njihova uporaba problematična, saj je tok sončne energije obratno sorazmeren s kvadratom oddaljenosti od Sonca. Pri letenju na Venero in Merkur se, nasprotno, moč sončnih baterij znatno poveča (v regiji Venere za 2-krat, v regiji Merkurja za 6-krat).

Uporaba v medicini

Južnokorejski znanstveniki so razvili podkožno sončno celico. Človeku lahko pod kožo vgradimo miniaturni vir energije, da zagotovimo nemoteno delovanje v telo vsajenih naprav, kot je srčni spodbujevalnik. Takšna baterija je 15-krat tanjša od dlake in jo je mogoče polniti tudi, če kožo nanesete s kremo za sončenje.

Kaj je učinkovitost

Torej je učinkovitost baterije količina potenciala, ki ga dejansko ustvari, izražena v odstotkih. Za izračun je potrebno moč električne energije deliti z močjo sončne energije, ki pade na površino sončnih kolektorjev.

Zdaj je ta številka v razponu od 12 do 25%. Čeprav se v praksi glede na vremenske in podnebne razmere ne dvigne nad 15. Razlog za to so materiali, iz katerih so izdelane sončne baterije. Silicij, ki je glavna "surovina" za njihovo izdelavo, nima sposobnosti absorbiranja UV spektra in lahko deluje le z infrardečim sevanjem.Žal zaradi tega pomanjkanja energijo UV spektra zapravljamo in je ne porabimo dobro.

Vpliv na delovanje različnih dejavnikov.

Povečanje učinkovitosti solarnih modulov je glavobol za vse raziskovalce, ki delajo v tej smeri. Do danes je učinkovitost takšnih naprav v razponu od 15 do 25%. Odstotek je zelo nizek. Sončne baterije so izjemno muhasta naprava, katere stabilno delovanje je odvisno od številnih razlogov.

Glavni dejavniki, ki lahko vplivajo na uspešnost na dva načina, vključujejo:

• Osnovni material za sončne celice. Najšibkejši v tem pogledu so polikristalni sončni paneli z izkoristkom do 15%. Moduli na osnovi indija-galija ali kadmija-telurija, ki imajo do 20 % produktivnosti, se lahko štejejo za obetavne.
• Usmerjenost sončnega sprejemnika. V idealnem primeru bi morali sončne celice s svojo delovno površino obrniti proti soncu pod pravim kotom. V tem položaju morajo biti čim dlje. Da bi podaljšali trajanje pravilnega pozicioniranja modulov na območju sonca, imajo dražji kolegi v svojem arzenalu napravo za sledenje soncu, ki vrti baterije po gibanju zvezde.
• Pregrevanje inštalacij. Povišane temperature negativno vplivajo na proizvodnjo električne energije, zato je pri montaži potrebno zagotoviti zadostno prezračevanje in hlajenje plošč. To dosežemo z namestitvijo prezračevane reže med ploščo in montažno površino.
• Senca, ki jo oddaja kateri koli predmet, lahko znatno pokvari učinkovitost celotnega sistema.

Ko izpolnite vse zahteve in, če je mogoče, namestite plošče v pravi položaj, lahko dobite sončne kolektorje z visokim izkoristkom. Je visoka, ne največja. Dejstvo je, da je izračunana oziroma teoretična učinkovitost vrednost, izpeljana v laboratorijskih pogojih, s povprečnimi parametri dnevne svetlobe in številom oblačnih dni.

V praksi bo seveda odstotek učinkovitosti nižji.

Nabiranje sončne energije baterije za vaš dom, bolje se je osredotočiti na spodnjo mejo zmogljivosti in ne na zgornjo. S tem, ko na ta način izberete solarne module in vse komponente, ki so primerne za delo, ste lahko prepričani, da je zmogljivost nameščene instalacije zadostna. Če pri izračunih izberete nižjo mejo zmogljivosti, lahko prihranite pri nakupu dodatnih panelov, ki jih kupite za pozavarovanje v primeru pomanjkanja moči.

Spodbujanje razvojnih možnosti.

Do danes absolutni rekord učinkovitosti sončne energije pripada ameriškim razvijalcem in znaša 42,8%. Ta vrednost je 2 % višja od prejšnjega rekorda iz leta 2010. Rekordna količina energije je bila dosežena z izboljšavo sončne celice iz kristalnega silicija. Edinstvenost takšne študije je dejstvo, da so bile vse meritve opravljene izključno v delovnih pogojih, torej ne v laboratorijih in rastlinjakih, temveč na resničnih mestih predlagane namestitve.

Ob robu vseh istih tehničnih laboratorijev se delo za povečanje zadnjega rekorda ne ustavi. Naslednji cilj razvijalcev je omejitev učinkovitosti solarnih modulov na 50%.Človeštvo se z vsakim dnem bliža trenutku, ko bo sončna energija popolnoma nadomestila škodljive in drage trenutno uporabljene vire energije in se bo izenačila z velikani, kot so hidroelektrarne.

Učinkovitost različnih vrst sončnih kolektorjev

Vse sodobne sončne celice delujejo na podlagi fizikalnih lastnosti polprevodnikov. Fotoni sončne svetlobe, ki padejo na fotovoltaične plošče, izločajo elektrone iz zunanjih orbit atomov. Posledično se začne njihovo gibanje, kar vodi do pojava električnega toka.

Posamezni paneli ne morejo zagotoviti normalne moči, zato so v določenih količinah priključeni na skupno sončno baterijo. Več fotovoltaičnih celic je vključenih v sistem, večja bo izhodna moč električne energije.

Če poznate načelo plošč, lahko ugotovite njihovo učinkovitost. Teoretično je definicija učinkovitosti količina proizvedene električne energije, deljena s količino energije iz sončnih žarkov, ki pade na dano ploščo. Teoretično so sodobni sistemi sposobni zagotoviti do 25%, v resnici pa ta številka ni večja od 15%. Veliko je odvisno od materiala, iz katerega so izdelane plošče. Na primer, široko uporabljen silicij lahko absorbira le infrardeče žarke, energije ultravijoličnih žarkov pa ne zazna in se zapravi.

Trenutno potekajo dela na ustvarjanju večplastnih plošč, ki omogočajo izdelavo sončnih kolektorjev z visokim izkoristkom. Njihova zasnova vključuje različne materiale, ki se nahajajo v več plasteh. Izbrani so tako, da so sposobni zajeti vse glavne energijske kvante.To pomeni, da je vsak sloj določenega materiala sposoben absorbirati eno od vrst energije.

Teoretično se lahko učinkovitost takšnih naprav poveča do 87%, v praksi pa je tehnologija izdelave takšnih plošč precej zapletena. Poleg tega so njihovi stroški veliko višji v primerjavi s standardnimi solarnimi sistemi.

Učinkovitost sončne celice je v veliki meri odvisna od vrste silicija, ki se uporablja v sončnih celicah. Vse plošče, ki temeljijo na tem materialu, so razdeljene na tri vrste:

• Monokristalna, z učinkovitostjo 10-15%. Veljajo za najučinkovitejše, njihova cena pa je veliko višja od drugih naprav.
• Polikristalni imajo nižje stopnje, vendar je njihov strošek na vat veliko nižji. Pri uporabi visokokakovostnih materialov so takšne plošče včasih po učinkovitosti boljše od monokristalov.
• Fleksibilne tankoplastne plošče na osnovi amorfnega silicija. So enostavni za izdelavo in nizki stroški. Vendar je učinkovitost teh naprav zelo nizka, približno 5-6%. Postopoma, med delovanjem, se njihova zmogljivost zmanjšuje, produktivnost postane nižja.

prednosti

1. Zaradi dejstva, da v ploščah ni gibljivih delov in elementov, se vzdržljivost poveča. Proizvajalci zagotavljajo življenjsko dobo 25 let.
2. Če upoštevate vsa pravila rutinskega vzdrževanja in delovanja, se delovanje takšnih sistemov poveča na 50 let. Vzdrževanje je precej preprosto - pravočasno očistite fotocelice pred prahom, snegom in drugimi naravnimi onesnaževalci.
3. Prav vzdržljivost sistema je odločilni dejavnik pri nakupu in montaži plošč. Ko bodo vsi stroški poplačani, bo proizvedena električna energija brezplačna.

Najpomembnejša ovira za široko uporabo takšnih sistemov je njihova visoka cena. Zaradi nizke učinkovitosti gospodinjskih sončnih kolektorjev obstajajo resni dvomi o gospodarski potrebi po tej posebni metodi pridobivanja električne energije.

Toda spet je treba razumno oceniti zmogljivosti teh sistemov in na podlagi tega izračunati pričakovani donos. Tradicionalne električne energije ne bo mogoče popolnoma nadomestiti, je pa z uporabo solarnih sistemov povsem mogoče prihraniti denar.

Poleg tega je težko ne opaziti prednosti, kot so:

• Pridobivanje električne energije na najbolj oddaljenih območjih od civilizacije;
• avtonomija;
• Brezšumnost.

Slabosti sončne energije

• Potreba po uporabi velikih površin;
• Sončna elektrarna ne deluje ponoči in ne deluje učinkovito v večernem mraku, medtem ko se vrhunec porabe električne energije pojavi ravno v večernih urah;
• Kljub okoljski čistosti prejete energije same sončne celice vsebujejo strupene snovi, kot so svinec, kadmij, galij, arzen itd.

Sončne elektrarne so kritizirane zaradi visokih stroškov, pa tudi nizke stabilnosti kompleksnih svinčevih halogenidov in toksičnosti teh spojin. Trenutno poteka aktiven razvoj polprevodnikov brez svinca za sončne celice, na primer na osnovi bizmuta in antimona.

Zaradi nizke učinkovitosti, ki v najboljšem primeru doseže 20 odstotkov, se sončni paneli zelo segrejejo. Preostalih 80 odstotkov sončne energije Svetloba segreje sončne kolektorje do povprečna temperatura okoli 55°C. IZ zvišanje temperature fotovoltaične celice 1°, njegova učinkovitost pade za 0,5%.Ta odvisnost je nelinearna in povečanje temperature elementa za 10° vodi do zmanjšanja učinkovitosti za skoraj dva faktorja. Aktivni elementi hladilnih sistemov (ventilatorji ali črpalke), ki črpajo hladilno sredstvo, porabijo znatno količino energije, zahtevajo redno vzdrževanje in zmanjšajo zanesljivost celotnega sistema. Pasivni hladilni sistemi imajo zelo nizko zmogljivost in se ne morejo spopasti z nalogo hlajenja sončnih kolektorjev.

Izračun uspešnosti

Uporaba sončne energije in ekonomska racionalnost takšnih konceptov določata učinkovitost vseh vrste sistemov sončnih kolektorjev. Najprej se upoštevajo stroški preoblikovanja. sončno energijo v elektriko.

Kako donosni in učinkoviti so takšni sistemi, določajo dejavniki, kot so:

• Vrsta sončnih kolektorjev in pripadajoče opreme;
• Učinkovitost fotocelic in njihova cena;
• Klimatske razmere. Različne regije imajo različno sončno aktivnost. Vpliva tudi na vračilno dobo.

Kako izbrati pravo izvedbo

Pred nakupom panelov morate vedeti, kakšna je lahko zahtevana učinkovitost solarne baterije.

Če je vaša domača poraba na primer 100 kW/mesec (glede na števec električne energije), potem je priporočljivo, da sončne celice proizvedejo enako količino.

Odločil se za to. Gremo dalje.

Jasno je, da solarna postaja deluje samo podnevi. Poleg tega bo moč na tablici dosežena ob jasnem nebu. Poleg tega je največjo moč mogoče doseči pod pogojem, da sončni žarki padejo na površino. pod pravim kotom.

Ko se položaj sonca spreminja, se spreminja tudi kot plošče.V skladu s tem bo pri velikih kotih opaziti opazno zmanjšanje moči. To je samo na jasen dan. V oblačnem vremenu je lahko zagotovljen 15–20-kratni padec moči. Že majhen oblak ali meglica povzroči 2-3 krat padec moči

To je treba tudi upoštevati

Zdaj - kako izračunati čas delovanja plošč?

Obdobje delovanja, v katerem lahko baterije učinkovito delujejo s skoraj polno zmogljivostjo, je približno 7 ur. Od 9.00 do 16.00 Poleti je več dnevnih ur, vendar je proizvodnja električne energije zjutraj in zvečer zelo majhna - znotraj 20–30%. Preostanek, to je 70 %, se bo ponovno ustvaril podnevi, od 9. do 16. ure.

Torej se izkaže, da če imajo plošče nazivno moč 1 kW, potem je poleti najbolj sončno na dan proizvede 7 kW / h elektrika. Pod pogojem, da bodo delali od 9 do 16 ur na dan. To pomeni, da bo to znašalo 210 kWh električne energije na mesec!

To je komplet plošč. In ena vtičnica z močjo samo 100 vatov? Za en dan bo dal 700 vatov / uro. 21 kW na mesec.

Kako narediti, da vaš solarni panel deluje čim bolj učinkovito

Učinkovitost katerega koli sončnega sistema je odvisna od:

• indikatorji temperature;
• vpadni kot sončnih žarkov;
• stanje površine (vedno mora biti čista);
• vremenske razmere;
• prisotnost ali odsotnost sence.

Optimalni vpadni kot sončnih žarkov na ploščo je 90 °, torej ravna črta. Sončni sistemi so že opremljeni z edinstvenimi napravami. Omogočajo vam spremljanje položaja zvezde v vesolju. Ko se spremeni položaj Sonca glede na Zemljo, se spremeni tudi kot naklona sončnega sistema.

Nenehno segrevanje elementov prav tako ne vpliva najbolje na njihovo delovanje. Ko se energija pretvori, pride do njenih resnih izgub. Zato je treba med solarnim sistemom in površino, na katero je nameščen, vedno pustiti majhen prostor. Zračni tokovi, ki prehajajo vanj, bodo služili kot naravni način hlajenja.

Čistost sončnih kolektorjev je tudi pomemben dejavnik, ki vpliva na njihovo učinkovitost. Če so močno onesnaženi, zbirajo manj svetlobe, kar pomeni, da je njihova učinkovitost zmanjšana.

Veliko vlogo igra tudi pravilna namestitev. Pri montaži sistema je nemogoče dovoliti, da nanj pade senca. Najboljša stran, na kateri jih je priporočljivo namestiti, je južna.

Če se obrnemo na vremenske razmere, lahko hkrati odgovorimo na priljubljeno vprašanje, ali solarni paneli delujejo v oblačnem vremenu. Seveda se njihovo delo nadaljuje, saj elektromagnetno sevanje, ki izhaja iz Sonca, zadene Zemljo v vsakem letnem času. Seveda bo zmogljivost panelov (COP) bistveno nižja, zlasti v regijah z obilico deževnih in oblačnih dni v letu. Z drugimi besedami, proizvajali bodo električno energijo, vendar v veliko manjših količinah kot v regijah s sončnim in vročim podnebjem.

Dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost sončnih celic

Značilnosti strukture fotocelic povzročajo zmanjšanje zmogljivosti plošč z naraščajočo temperaturo.

Delna zatemnitev panela povzroči padec izhodne napetosti zaradi izgub v neosvetljenem elementu, ki začne delovati kot parazitska obremenitev. To pomanjkljivost je mogoče odpraviti z namestitvijo obvoda na vsako fotocelico plošče.V oblačnem vremenu, v odsotnosti neposredne sončne svetlobe, postanejo plošče, ki uporabljajo leče za koncentracijo sevanja, izjemno neučinkovite, saj učinek leče izgine.

Iz krivulje zmogljivosti fotovoltaične plošče je razvidno, da je za dosego največje učinkovitosti potrebna pravilna izbira odpornosti obremenitve. V ta namen fotovoltaične plošče ne priključimo neposredno na obremenitev, temveč uporabljamo krmilnik za upravljanje fotovoltaičnega sistema, ki zagotavlja optimalno delovanje panelov.

Kako deluje solarna baterija?

Vse sodobne sončne celice delujejo zahvaljujoč odkritju fizika Alexandra Becquerela leta 1839 - samemu principu delovanja polprevodnikov.

Če se silicijeve fotocelice na zgornji plošči segrejejo, se atomi silicijevega polprevodnika sprostijo. Poskušajo ujeti atome spodnje plošče. V skladu z zakoni fizike se morajo elektroni spodnje plošče vrniti v prvotno stanje. Ti elektroni se odpirajo v eno smer - skozi žice. Shranjena energija se prenese na baterije in se vrne nazaj v zgornjo silikonsko rezino.

Zgodba

Leta 1842 je Alexandre Edmond Becquerel odkril učinek pretvorbe svetlobe v elektriko. Charles Fritts je začel uporabljati selen za pretvorbo svetlobe v elektriko. Prve prototipe sončnih celic je ustvaril italijanski fotokemik Giacomo Luigi Chamichan.

25. marca 1948 je Bell Laboratories objavil ustvarjanje prvih sončnih celic na osnovi silicija za ustvarjanje električnega toka. To odkritje so prišli trije zaposleni v podjetju - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin in Gerald Pearson. Že 4 leta pozneje, 17. marca 1958, je bil v ZDA izstreljen satelit, ki uporablja sončne celice, Avangard-1. 15. maja 1958 je bil v ZSSR izstreljen tudi satelit s sončnimi paneli Sputnik-3.

To je zanimivo: v Nemčiji je zgrajena najvišja vetrna elektrarna na svetu

Kako hitro se bodo sončni paneli izplačali?

Stroški sončnih kolektorjev so danes precej visoki. In ob upoštevanju nizke vrednosti učinkovitosti plošč je vprašanje njihove povrnitve zelo pomembno. Življenjska doba baterij, ki jih poganja sončna energija, je približno 25 let ali več. O tem, kaj je povzročilo tako dolgo življenjsko dobo, bomo govorili malo kasneje, za zdaj pa bomo izvedeli zgoraj navedeno vprašanje.

Na dobo vračila vplivajo:

• Izbrana vrsta opreme. Enoslojne sončne celice imajo nižji izkoristek v primerjavi z večplastnimi, a tudi precej nižjo ceno.
• Geografska lokacija, torej več sončne svetlobe na vašem območju, hitreje se bo izplačal nameščeni modul.
• Stroški opreme. Več denarja kot ste porabili za nakup in namestitev elementov, ki sestavljajo sistem varčevanja s sončno energijo, daljša je doba vračila.
• Stroški energetskih virov v vaši regiji.

Povprečna vračilna doba za države južne Evrope je 1,5-2 leti, za države srednje Evrope - 2,5-3,5 leta, v Rusiji pa je vračilna doba približno 2-5 let.V bližnji prihodnosti se bo učinkovitost sončnih kolektorjev znatno povečala, to je posledica razvoja naprednejših tehnologij, ki povečujejo učinkovitost in znižujejo stroške panelov. Posledično se bo zmanjšalo tudi obdobje, v katerem se bo sistem varčevanja z energijo na sončno energijo izplačal.

Najnovejši razvoj, ki povečuje učinkovitost

Skoraj vsak dan znanstveniki po vsem svetu napovedujejo razvoj nove metode za povečanje učinkovitosti solarnih modulov. Seznanimo se z najbolj zanimivimi med njimi. Lani je Sharp javnosti predstavil sončno celico z izkoristkom 43,5 %. To številko so lahko dosegli z namestitvijo leče za fokusiranje energije neposredno v element.

Nemški fiziki ne zaostajajo za Sharpom. Junija 2013 so predstavili svojo sončno celico s površino le 5,2 kvadratnih metrov. mm, sestavljen iz 4 plasti polprevodniških elementov. Ta tehnologija je omogočila doseganje učinkovitosti 44,7%. Največjo učinkovitost v tem primeru dosežemo tudi z namestitvijo konkavnega ogledala v fokus.

Oktobra 2013 so bili objavljeni rezultati dela znanstvenikov s Stanforda. Razvili so nov toplotno odporen kompozit, ki lahko poveča zmogljivost fotovoltaičnih celic. Teoretična vrednost učinkovitosti je približno 80%. Kot smo zapisali zgoraj, so polprevodniki, ki vključujejo silicij, sposobni absorbirati samo IR sevanje. Tako je delovanje novega kompozitnega materiala usmerjeno v pretvorbo visokofrekvenčnega sevanja v infrardeče.

Naslednji so bili angleški znanstveniki. Razvili so tehnologijo, ki lahko poveča učinkovitost celic za 22%.Predlagali so, da se na gladko površino tankoslojnih plošč namestijo aluminijaste nanostne ploščice. Ta kovina je bila izbrana zaradi dejstva, da ne absorbira sončne svetlobe, ampak jo, nasprotno, razprši. Posledično se poveča količina absorbirane sončne energije. Zato se poveča zmogljivost sončne baterije.

Tukaj so podani le glavni dogodki, vendar zadeva ni omejena nanje. Znanstveniki se borijo za vsako desetinko odstotka in zaenkrat jim to uspeva. Upajmo, da bo v bližnji prihodnosti učinkovitost sončnih kolektorjev na ustrezni ravni. Konec koncev bo korist od uporabe plošč največja.

Članek je pripravila Abdullina Regina

Moskva že uporablja nove tehnologije za razsvetljavo ulic in parkov, mislim, da je ekonomska učinkovitost tam izračunana:

Vrste sončnih fotocelic in njihova učinkovitost

Delovanje sončnih kolektorjev temelji na lastnostih polprevodniških elementov. Sončna svetloba, ki pada na fotonapetostne plošče, s fotoni izloči elektrone iz zunanje orbite atomov. Nastalo veliko število elektronov zagotavlja električni tok v zaprtem krogu. Ena ali dve plošči za normalno napajanje nista dovolj. Zato je več kosov združenih v sončne panele. Za pridobitev zahtevane napetosti in moči so povezani vzporedno in zaporedno. Večje število sončnih celic daje večjo površino za absorpcijo sončne energije in proizvaja več energije.

Fotocelice

Eden od načinov za povečanje učinkovitosti je ustvarjanje večplastnih plošč. Takšne strukture so sestavljene iz niza materialov, razporejenih v plasteh. Izbor materialov poteka tako, da se zajamejo kvanti različnih energij.Plast z enim materialom absorbira eno vrsto energije, z drugim drugo in tako naprej. Posledično je mogoče ustvariti sončne kolektorje z visokim izkoristkom. Teoretično lahko takšne sendvič plošče zagotovijo Učinkovitost do 87 odstotkov. Toda to je v teoriji, v praksi pa je izdelava takšnih modulov problematična. Poleg tega so zelo dragi.

Na učinkovitost solarnih sistemov vpliva tudi vrsta silicija, ki se uporablja v sončnih celicah. Glede na proizvodnjo atoma silicija jih lahko razdelimo na 3 vrste:

• monokristalni;
• polikristalni;
• Plošče iz amorfnega silikona.

Sončne celice iz monokristalnega silicija imajo izkoristek 10-15 odstotkov. So najučinkovitejši in najdražji. Modeli iz polikristalnega silicija imajo najcenejši vat električne energije. Veliko je odvisno od čistosti materialov, v nekaterih primerih pa so lahko polikristalni elementi učinkovitejši od monokristalov.

Plošča iz amorfnega silikona