Durante le ore diurne, flussi di energia solare entrano nella superficie del pianeta. Scienziati e ingegneri hanno da tempo capito come usarlo. I pannelli solari possono convertire l'energia della luce del giorno. La loro efficacia è ancora lontana dall'ideale, ma nel tempo aumenterà grazie al lavoro di specialisti.
Istruzioni
Passo 1
Il lavoro di una cella solare si basa sulle proprietà fisiche delle celle a semiconduttore. I fotoni di luce eliminano gli elettroni dal raggio esterno degli atomi. In questo caso, si forma un numero significativo di elettroni liberi. Se ora chiudi il circuito, una corrente elettrica scorrerà attraverso di esso. Tuttavia, è troppo piccolo per essere limitato all'uso di una o due fotocellule.
Passo 2
In genere, i singoli componenti vengono combinati in un sistema per formare una batteria. Diverse batterie di questo tipo vengono utilizzate per formare moduli. Più celle solari sono collegate tra loro, maggiore è l'efficienza del sistema tecnico. Anche la posizione della batteria solare rispetto al flusso luminoso è importante. La quantità di energia dipende direttamente dall'angolo con cui i raggi del sole cadono sulle fotocellule.
Passaggio 3
Una delle principali caratteristiche prestazionali di una cella solare è il coefficiente di prestazione (COP). È definito come il risultato della divisione della potenza dell'energia ricevuta per la potenza del flusso luminoso che cade sulla superficie di lavoro della batteria. Ad oggi, l'efficienza delle celle solari utilizzate nella pratica varia dal 10 al 25 percento.
Passaggio 4
Nell'autunno del 2013, la stampa ha riferito che gli ingegneri tedeschi sono riusciti a creare una fotocellula sperimentale, la cui efficienza è vicina al 45%. Per ottenere prestazioni così incredibili per un array solare standard, i progettisti hanno dovuto utilizzare un layout di fotocellule a quattro piani. Ciò ha permesso di aumentare il numero totale di giunzioni a semiconduttore utili.
Passaggio 5
Gli esperti hanno calcolato che in futuro sarà possibile raggiungere tassi di efficienza più elevati, fino all'85%. Qual è la ragione dell'attuale ritardo della batteria rispetto alle caratteristiche del design? La differenza tra cifre reali e indicatori teoricamente possibili è spiegata dalle proprietà dei materiali utilizzati per realizzare le batterie. I pannelli sono generalmente realizzati in silicio, che può assorbire solo le radiazioni infrarosse. Ma l'energia dei raggi ultravioletti non viene quasi mai utilizzata.
Passaggio 6
Uno dei modi per migliorare l'efficienza delle celle solari è l'uso di strutture multistrato. Tale modulo include diversi strati sottili realizzati con materiali dissimili. In questo caso le sostanze vengono selezionate in modo che gli strati siano abbinati dal punto di vista dell'assorbimento di energia. In teoria, tali "torte" multistrato possono fornire un'efficienza fino a quasi il 90%.
Passaggio 7
Un'altra direzione di sviluppo promettente è l'uso di pannelli realizzati con monocristalli di silicio. Sfortunatamente, questo materiale è ancora molto più costoso degli analoghi policristallini. Pertanto, al fine di aumentare l'efficienza delle celle solari, è necessario rendere il design più costoso, il che aumenta il periodo di ammortamento.
