În timpul orelor de zi, curenții de energie solară intră pe suprafața planetei. Oamenii de știință și inginerii și-au dat seama de mult timp să-l folosească. Panourile solare pot converti energia luminii de zi. Eficacitatea lor este încă departe de a fi ideală, dar în timp va crește datorită muncii specialiștilor.
Instrucțiuni
Pasul 1
Lucrarea unei celule solare se bazează pe proprietățile fizice ale celulelor semiconductoare. Fotonii de lumină elimină electronii din raza exterioară a atomilor. În acest caz, se formează un număr semnificativ de electroni liberi. Dacă închideți acum circuitul, un curent electric va curge prin el. Cu toate acestea, este prea mic pentru a fi limitat la utilizarea uneia sau a două fotocelule.
Pasul 2
De obicei, componentele individuale sunt combinate într-un sistem pentru a forma o baterie. Mai multe astfel de baterii sunt utilizate pentru a forma module. Cu cât celulele solare sunt conectate împreună, cu atât este mai mare eficiența sistemului tehnic. Poziția bateriei solare în raport cu fluxul luminos este de asemenea importantă. Cantitatea de energie depinde direct de unghiul la care razele soarelui cad pe fotocelule.
Pasul 3
Una dintre principalele caracteristici de performanță ale unei celule solare este coeficientul de performanță (COP). Este definit ca rezultatul împărțirii puterii energiei primite la puterea fluxului luminos care cade pe suprafața de lucru a bateriei. Până în prezent, eficiența celulelor solare utilizate în practică variază de la 10 la 25 la sută.
Pasul 4
În toamna anului 2013, au apărut în presă rapoarte conform cărora inginerii germani au reușit să creeze o fotocelulă experimentală, a cărei eficiență este aproape de 45%. Pentru a obține o performanță atât de incredibilă pentru o rețea solară standard, proiectanții au trebuit să utilizeze un aspect cu fotocelule cu patru etaje. Acest lucru a făcut posibilă creșterea numărului total de joncțiuni semiconductoare utile.
Pasul 5
Experții au calculat că în viitor va fi destul de posibil să se obțină rate de eficiență mai mari, de până la 85%. Care este motivul pentru care bateria actuală rămâne în urma caracteristicilor de proiectare? Diferența dintre cifrele reale și indicatorii teoretic posibili se explică prin proprietățile materialelor utilizate pentru fabricarea bateriilor. Panourile sunt de obicei realizate din siliciu, care poate absorbi doar radiațiile infraroșii. Dar energia razelor ultraviolete nu este aproape niciodată folosită.
Pasul 6
Una dintre modalitățile de îmbunătățire a eficienței celulelor solare este utilizarea structurilor multistrat. Un astfel de modul include mai multe straturi subțiri realizate din materiale diferite. În acest caz, substanțele sunt selectate astfel încât straturile să fie potrivite din punctul de vedere al absorbției de energie. În teorie, astfel de "prăjituri" cu mai multe straturi pot oferi eficiență de până la aproape 90%.
Pasul 7
O altă direcție promițătoare de dezvoltare este utilizarea panourilor din monocristale de siliciu. Din păcate, acest material este încă mult mai scump decât analogii policristaline. Astfel, pentru a crește eficiența celulelor solare, este necesar să se scumpească designul, ceea ce crește perioada de recuperare.
