Gaismas stundās saules enerģijas plūsmas nonāk planētas virsmā. Zinātnieki un inženieri jau sen ir izdomājuši, kā to izmantot. Saules paneļi var pārveidot dienasgaismas enerģiju. To efektivitāte joprojām nav tālu no ideālas, taču laika gaitā tā palielināsies, pateicoties speciālistu darbam.
Instrukcijas
1. solis
Saules elementa darbs ir balstīts uz pusvadītāju šūnu fizikālajām īpašībām. Gaismas fotoni izsit elektronus no atomu ārējā rādiusa. Šajā gadījumā tiek veidots ievērojams skaits brīvo elektronu. Ja jūs tagad aizverat ķēdi, caur to plūst elektriskā strāva. Tomēr tas ir pārāk mazs, lai aprobežotos ar vienas vai divu fotoelementu izmantošanu.
2. solis
Parasti atsevišķas sastāvdaļas tiek apvienotas sistēmā, lai izveidotu akumulatoru. Moduļu veidošanai tiek izmantotas vairākas šādas baterijas. Jo vairāk saules elementu ir savienoti kopā, jo augstāka ir tehniskās sistēmas efektivitāte. Svarīga ir arī saules baterijas atrašanās vieta attiecībā pret gaismas plūsmu. Enerģijas daudzums tieši atkarīgs no leņķa, kādā saules stari nokrīt uz fotoelementiem.
3. solis
Viena no galvenajām saules bateriju veiktspējas īpašībām ir veiktspējas koeficients (COP). Tas tiek definēts kā rezultāts, sadalot saņemtās enerģijas jaudu ar gaismas plūsmas jaudu, kas nokrīt uz akumulatora darba virsmas. Līdz šim praksē izmantoto saules bateriju efektivitāte svārstās no 10 līdz 25 procentiem.
4. solis
2013. gada rudenī presē izskanēja ziņas, ka vācu inženieriem izdevās izveidot eksperimentālu fotoelementu, kura efektivitāte ir tuvu 45%. Lai sasniegtu tik neticamu veiktspēju standarta saules blokam, dizaineriem bija jāizmanto četrstāvu fotoelementu izkārtojums. Tas ļāva palielināt kopējo noderīgo pusvadītāju mezglu skaitu.
5. solis
Eksperti ir aprēķinājuši, ka nākotnē būs pilnīgi iespējams sasniegt augstākus efektivitātes rādītājus, līdz pat 85%. Kāds ir pašreizējā akumulatora atpalicības no konstrukcijas īpašībām iemesls? Atšķirība starp reāliem skaitļiem un teorētiski iespējamiem rādītājiem ir izskaidrojama ar materiālu īpašībām, ko izmanto bateriju ražošanai. Paneļi parasti ir izgatavoti no silīcija, kas spēj absorbēt tikai infrasarkano starojumu. Bet ultravioleto staru enerģiju gandrīz nekad neizmanto.
6. solis
Viens no veidiem, kā uzlabot saules bateriju efektivitāti, ir daudzslāņu struktūru izmantošana. Šāds modulis ietver vairākus plānus slāņus, kas izgatavoti no atšķirīgiem materiāliem. Šajā gadījumā vielas tiek izvēlētas tā, lai slāņi būtu saskaņoti no enerģijas absorbcijas viedokļa. Teorētiski šādas daudzslāņu "kūkas" var nodrošināt efektivitāti līdz gandrīz 90%.
7. solis
Vēl viens daudzsološs attīstības virziens ir paneļu izmantošana no silīcija monokristāliem. Diemžēl šis materiāls joprojām ir daudz dārgāks nekā polikristāliskie analogi. Tādējādi, lai palielinātu saules bateriju efektivitāti, ir nepieciešams dārgāk noformēt, kas palielina atmaksāšanās periodu.
