През светлата част на деня потоци слънчева енергия навлизат на повърхността на планетата. Учените и инженерите отдавна са измислили как да го използват. Слънчевите панели могат да преобразуват енергията на дневната светлина. Ефективността им все още е далеч от идеалната, но с течение на времето ще се увеличи благодарение на работата на специалистите.
Инструкции
Етап 1
Работата на слънчевата клетка се основава на физическите свойства на полупроводниковите клетки. Фотоните на светлината избиват електрони от външния радиус на атомите. В този случай се образуват значителен брой свободни електрони. Ако сега затворите веригата, през нея ще тече електрически ток. Той обаче е твърде малък, за да се ограничи до използването на една или две фотоклетки.
Стъпка 2
Обикновено отделните компоненти се комбинират в система, за да образуват батерия. Няколко такива батерии се използват за оформяне на модули. Колкото повече слънчеви клетки са свързани заедно, толкова по-висока е ефективността на техническата система. Положението на слънчевата батерия спрямо светлинния поток също е важно. Количеството енергия директно зависи от ъгъла, под който слънчевите лъчи падат върху фотоклетките.
Стъпка 3
Една от основните работни характеристики на слънчевата клетка е коефициентът на ефективност (COP). Определя се като резултат от разделянето на мощността на получената енергия на мощността на светлинния поток, който пада върху работната повърхност на батерията. Към днешна дата ефективността на слънчевите клетки, използвани на практика, варира от 10 до 25 процента.
Стъпка 4
През есента на 2013 г. в пресата се появиха съобщения, че германските инженери са успели да създадат експериментална фотоклетка, ефективността на която е близо 45%. За да постигнат такава невероятна производителност за стандартен слънчев масив, дизайнерите трябваше да използват четириетажно оформление на фотоклетката. Това направи възможно увеличаването на общия брой полезни полупроводникови кръстовища.
Стъпка 5
Експертите са изчислили, че в бъдеще ще бъде напълно възможно да се постигнат по-високи нива на ефективност, до 85%. Каква е причината за настоящото изоставане на батерията от проектните характеристики? Разликата между реалните цифри и теоретично възможните показатели се обяснява със свойствата на материалите, използвани за направата на батерии. Панелите обикновено са направени от силиций, който може да абсорбира само инфрачервеното лъчение. Но енергията на ултравиолетовите лъчи почти никога не се използва.
Стъпка 6
Един от начините за подобряване на ефективността на слънчевите клетки е използването на многослойни структури. Такъв модул включва няколко тънки слоя, изработени от различни материали. В този случай веществата са подбрани така, че слоевете да съвпадат от гледна точка на усвояването на енергия. На теория такива многослойни "торти" могат да осигурят ефективност до почти 90%.
Стъпка 7
Друга обещаваща посока на развитие е използването на панели, изработени от силициеви монокристали. За съжаление този материал все още е много по-скъп от поликристалните аналози. По този начин, за да се увеличи ефективността на слънчевите клетки, е необходимо да се направи по-скъп дизайн, което увеличава периода на изплащане.
