Fizičari iz Rusije poboljšali su učinkovitost solarnih panela za 20%

Odnos učinkovitosti i materijala i tehnologija

Kako rade solarni paneli? Na temelju svojstava poluvodiča. Svjetlost koja pada na njih proizvodi svojim česticama izbacivanje elektrona koji se nalaze u vanjskoj orbiti atoma. Veliki broj elektrona stvara potencijal električne struje – u uvjetima zatvorenog kruga.

Za normalan indikator napajanja, jedan modul neće biti dovoljan. Što je više ploča, učinkovitiji je rad radijatora koji daju električnu energiju baterijama, gdje će se ona nakupljati.Upravo iz tog razloga učinkovitost solarnih panela ovisi i o broju ugrađenih modula. Što ih je više, to više sunčeve energije apsorbiraju, a njihov indeks snage postaje za red veličine veći.

Može li se poboljšati učinkovitost baterije? Takve su pokušaje činili njihovi tvorci, i to više puta. Izlaz u budućnosti može biti proizvodnja elemenata koji se sastoje od nekoliko materijala i njihovih slojeva. Materijali se prate na način da moduli mogu apsorbirati različite vrste energije.

Na primjer, ako jedna tvar radi s UV spektrom, a druga s infracrvenim spektrom, učinkovitost solarnih ćelija se značajno povećava. Ako razmišljate na razini teorije, onda najveća učinkovitost može biti pokazatelj od oko 90%.

Također, vrsta silicija ima veliki utjecaj na učinkovitost bilo kojeg solarnog sustava. Njegovi atomi mogu se dobiti na nekoliko načina, a sve ploče, na temelju toga, podijeljene su u tri varijante:

• monokristali;
• polikristali;
• amorfni elementi silicija.

Solarne ćelije se proizvode od monokristala, čija je učinkovitost oko 20%. Skupe su jer su najučinkovitije. Polikristali su mnogo niži u cijeni, jer u ovom slučaju kvaliteta njihovog rada izravno ovisi o čistoći silicija koji se koristi u njihovoj proizvodnji.

Elementi na bazi amorfnog silicija postali su osnova za proizvodnju tankoslojnih fleksibilnih solarnih panela. Tehnologija njihove proizvodnje je mnogo jednostavnija, trošak je niži, ali učinkovitost je manja - ne više od 6%. Brzo se troše. Stoga im se za poboljšanje vijeka trajanja dodaju selen, galij i indij.

Korištenje

Prijenosna elektronika

Za opskrbu električnom energijom i/ili punjenje baterija razne potrošačke elektronike - kalkulatora, playera, svjetiljki itd.

Energetska opskrba zgrada

Solarna baterija na krovu kuće

Velike solarne ćelije, poput solarnih kolektora, naširoko se koriste u tropskim i suptropskim područjima s velikim brojem sunčanih dana. Posebno su popularni u mediteranskim zemljama, gdje se postavljaju na krovove kuća.

Nove španjolske kuće opremljene su solarnim grijačima vode od ožujka 2007. kako bi osigurale između 30% i 70% svojih potreba za toplom vodom, ovisno o lokaciji kuće i očekivanoj potrošnji vode. Nestambene zgrade (trgovački centri, bolnice i sl.) moraju imati fotonaponsku opremu.

Trenutno, prelazak na solarne panele izaziva mnogo kritika među ljudima. To je zbog povećanja cijena električne energije, nereda prirodnog krajolika. Protivnici tranzicije solarne ploče kritiziraju zbog toga prijelaz, kao vlasnici kuća i zemljišta na kojima postavljeni solarni paneli i vjetroelektrane, dobivaju subvencije od države, ali obični stanari ne. S tim u vezi, njemačko savezno ministarstvo gospodarstva izradilo je prijedlog zakona koji će u skoroj budućnosti omogućiti uvođenje pogodnosti za stanare koji žive u kućama koje se opskrbljuju energijom iz fotonaponskih instalacija ili blok termoelektrana. Uz isplatu subvencija vlasnicima kuća koji koriste alternativne izvore energije, planira se isplata subvencija stanarima koji žive u tim kućama.

Upotreba u svemiru

Solarni paneli jedan su od glavnih načina generiranja električne energije na svemirskim letjelicama: rade dugo bez trošenja materijala, a ujedno su ekološki prihvatljivi, za razliku od nuklearnih i radioizotopnih izvora energije.

Međutim, kada lete na velikoj udaljenosti od Sunca (izvan orbite Marsa), njihova upotreba postaje problematična, budući da je protok sunčeve energije obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti od Sunca. Prilikom letenja na Veneru i Merkur, naprotiv, snaga solarnih baterija se značajno povećava (u regiji Venere za 2 puta, u regiji Merkura za 6 puta).

Upotreba u medicini

Južnokorejski znanstvenici razvili su potkožnu solarnu ćeliju. Minijaturni izvor energije može se ugraditi pod kožu osobe kako bi se osigurao nesmetan rad uređaja ugrađenih u tijelo, kao što je pacemaker. Takva baterija je 15 puta tanja od dlake i može se puniti čak i ako se krema za sunčanje nanese na kožu.

Što je učinkovitost

Dakle, učinkovitost baterije je količina potencijala koju zapravo stvara, izražena u postocima. Da bismo ga izračunali, potrebno je podijeliti snagu električne energije snagom sunčeve energije koja pada na površinu solarnih panela.

Sada je ova brojka u rasponu od 12 do 25%. Iako se u praksi, s obzirom na vremenske i klimatske uvjete, ne penje iznad 15. Razlog tome su materijali od kojih se izrađuju solarne baterije. Silicij, koji je glavna "sirovina" za njihovu proizvodnju, nema sposobnost apsorbiranja UV spektra i može raditi samo s infracrvenim zračenjem.Nažalost, zbog ovog nedostatka trošimo energiju UV spektra i ne koristimo je dobro.

Utjecaj na performanse različitih čimbenika.

Povećanje učinkovitosti solarnih modula je glavobolja za sve istraživače koji rade u tom smjeru. Do danas je učinkovitost takvih uređaja u rasponu od 15 do 25%. Postotak je vrlo nizak. Solarni paneli su iznimno hirovita naprava, čiji stabilan rad ovisi o mnogo razloga.

Glavni čimbenici koji mogu utjecati na performanse na dva načina uključuju:

• Osnovni materijal za solarne ćelije. Najslabiji u tom pogledu su polikristalni solarni paneli s učinkovitošću do 15%. Moduli na bazi indij-galija ili kadmij-telurija, koji imaju do 20% produktivnosti, mogu se smatrati obećavajućim.
• Orijentacija solarnog prijemnika. U idealnom slučaju, solarni paneli svojom radnom površinom trebaju biti okrenuti prema suncu pod pravim kutom. U ovom položaju trebaju biti što je duže moguće. Kako bi se produžilo trajanje ispravnog pozicioniranja modula u području sunca, skuplji kolege imaju u svom arsenalu uređaj za praćenje sunca koji rotira baterije prateći kretanje zvijezde.
• Pregrijavanje instalacija. Povišene temperature negativno utječu na proizvodnju električne energije, stoga je tijekom ugradnje potrebno osigurati dovoljnu ventilaciju i hlađenje panela. To se postiže ugradnjom ventiliranog razmaka između ploče i instalacijske površine.
• Sjena koju baca bilo koji predmet može značajno pokvariti učinkovitost cijelog sustava.

Ispunjavanjem svih zahtjeva i, ako je moguće, postavljanjem panela u pravi položaj, možete dobiti solarne panele visoke učinkovitosti. Visoka je, a ne maksimalna. Činjenica je da je izračunata, odnosno teorijska učinkovitost, vrijednost izvedena u laboratorijskim uvjetima, s prosječnim parametrima dnevnih sati i broja oblačnih dana.

U praksi će, naravno, postotak učinkovitosti biti manji.

Podizanje solarne energije baterije za vaš dom, bolje je usredotočiti se na donju granicu performansi, a ne na gornju. Odabirom solarnih modula i svih komponenti prikladnih za rad, može se biti siguran u dovoljan kapacitet instalacije koju treba instalirati. Odabirom niže granice učinkovitosti u izračunima možete uštedjeti na kupnji dodatnih panela koji se kupuju radi reosiguranja u slučaju nedostatka struje.

Poticanje razvojnih izgleda.

Do danas apsolutni rekord učinkovitosti u solarnoj energiji pripada američkim programerima i iznosi 42,8%. Ova vrijednost je 2% viša od prethodnog rekorda iz 2010. godine. Rekordna količina energije postignuta je poboljšanjem solarne ćelije od kristalnog silicija. Jedinstvenost takve studije je činjenica da su sva mjerenja provedena isključivo u radnim uvjetima, odnosno ne u laboratorijskim i stakleničkim prostorima, već na stvarnim mjestima predložene instalacije.

Na marginama svih istih tehničkih laboratorija, rad na povećanju posljednjeg rekorda ne prestaje. Sljedeći cilj programera je granica učinkovitosti solarnih modula na 50%.Čovječanstvo je svakim danom sve bliže trenutku kada će solarna energija u potpunosti zamijeniti štetne i skupe trenutno korištene izvore energije, te će se izjednačiti s divovima poput hidroelektrana.

Učinkovitost različitih vrsta solarnih panela

Sve moderne solarne ćelije rade na temelju fizikalnih svojstava poluvodiča. Fotoni sunčeve svjetlosti, koji padaju na fotonaponske ploče, izbacuju elektrone iz vanjskih orbita atoma. Kao rezultat, počinje njihovo kretanje, što dovodi do pojave električne struje.

Pojedinačni paneli ne mogu osigurati normalnu snagu, pa se u određenim količinama spajaju na zajedničku solarnu bateriju. Što je više fotonaponskih ćelija uključeno u sustav, to će biti veća izlazna snaga električne energije.

Poznavajući princip ploča, možete odrediti njihovu učinkovitost. Teoretski, definicija učinkovitosti je količina proizvedene električne energije podijeljena s količinom energije iz sunčevih zraka koja pada na danu ploču. Teoretski, moderni sustavi mogu isporučiti do 25%, ali u stvarnosti ta brojka nije veća od 15%. Mnogo ovisi o materijalu od kojeg su ploče izrađene. Na primjer, široko korišten silicij može apsorbirati samo infracrvene zrake, a energiju ultraljubičastih zraka on ne percipira i troši se.

Trenutno je u tijeku rad na stvaranju višeslojnih panela, što omogućuje proizvodnju solarnih panela visoke učinkovitosti. Njihov dizajn uključuje različite materijale smještene u nekoliko slojeva. Odabrani su na takav način da su u stanju uhvatiti sve glavne energetske kvante.To jest, svaki sloj određenog materijala sposoban je apsorbirati jednu od vrsta energije.

Teoretski, za takve uređaje učinkovitost se može povećati i do 87%, ali u praksi je tehnologija proizvodnje takvih ploča prilično komplicirana. Osim toga, njihov je trošak puno veći u usporedbi sa standardnim solarnim sustavima.

Učinkovitost solarne baterije uvelike ovisi o vrsti silicija koji se koristi u solarnim ćelijama. Sve ploče temeljene na ovom materijalu podijeljene su u tri vrste:

• Monokristalna, s učinkovitošću od 10-15%. Smatraju se najučinkovitijim, a cijena im je osjetno viša od ostalih uređaja.
• Polikristalni imaju niže stope, ali njihova cijena po vatu je mnogo niža. Kada se koriste visokokvalitetni materijali, takvi paneli su ponekad superiorniji u učinkovitosti od monokristala.
• Fleksibilni tankoslojni paneli na bazi amorfnog silicija. Jednostavne su za proizvodnju i niske cijene. Međutim, učinkovitost ovih uređaja je vrlo niska, oko 5-6%. Postupno, tijekom rada, njihova izvedba se smanjuje, produktivnost postaje niža.

pros

1. Zbog činjenice da u pločama nema pokretnih dijelova i elemenata, trajnost je povećana. Proizvođači jamče vijek trajanja od 25 godina.
2. Ako se pridržavate svih pravila rutinskog održavanja i rada, rad takvih sustava se povećava na 50 godina. Održavanje je prilično jednostavno - pravodobno očistite fotoćelije od prašine, snijega i drugih prirodnih zagađivača.
3. Upravo je trajnost sustava odlučujući faktor za kupnju i ugradnju panela. Nakon što se svi troškovi isplate, proizvedena električna energija bit će besplatna.

Najvažnija prepreka širokoj upotrebi takvih sustava je njihova visoka cijena. S obzirom na nisku učinkovitost solarnih panela za kućanstvo, postoje ozbiljne sumnje u ekonomsku potrebu za ovom posebnom metodom proizvodnje električne energije.

Ali opet, potrebno je razumno procijeniti mogućnosti ovih sustava i na temelju toga izračunati očekivani povrat. Tradicionalnu električnu energiju neće biti moguće u potpunosti zamijeniti, ali je sasvim moguće uštedjeti korištenjem solarnih sustava.

Osim toga, teško je ne primijetiti takve prednosti kao što su:

• Dobivanje električne energije u najudaljenijim područjima od civilizacije;
• autonomija;
• Bešumnost.

Nedostaci solarne energije

• Potreba za korištenjem velikih površina;
• Solarna elektrana ne radi noću i ne radi učinkovito u večernjim sumracima, dok se vrhunac potrošnje električne energije događa upravo u večernjim satima;
• Unatoč ekološkoj čistoći primljene energije, same solarne ćelije sadrže otrovne tvari, kao što su olovo, kadmij, galij, arsen itd.

Solarne elektrane kritiziraju zbog visokih troškova, kao i niske stabilnosti složenih olovnih halogenida i toksičnosti tih spojeva. Trenutno je u tijeku aktivan razvoj bezolovnih poluvodiča za solarne ćelije, na primjer, na bazi bizmuta i antimona.

Zbog niske učinkovitosti, koja u najboljem slučaju doseže 20 posto, solarni paneli se jako zagrijavaju. Preostalih 80 posto sunčeve energije Svjetlo zagrijava solarne panele do prosječna temperatura oko 55°C. IZ povećanje temperature fotonaponske ćelije 1°, njegova učinkovitost pada za 0,5%.Ova ovisnost je nelinearna i povećanje temperature elementa za 10° dovodi do smanjenja učinkovitosti gotovo dva puta. Aktivni elementi rashladnih sustava (ventilatori ili pumpe) koji pumpaju rashladno sredstvo troše značajnu količinu energije, zahtijevaju periodično održavanje i smanjuju pouzdanost cijelog sustava. Pasivni rashladni sustavi imaju vrlo niske performanse i ne mogu se nositi sa zadatkom hlađenja solarnih panela.

Izračun učinka

Korištenje sunčeve energije i ekonomska racionalnost takvih koncepata određuju učinkovitost svih vrste sustava solarnih panela. Prije svega, uzimaju se u obzir troškovi transformacije. sunčevu energiju u električnu energiju.

Koliko su profitabilni i učinkoviti takvi sustavi određuju čimbenici kao što su:

• Vrsta solarnih panela i pripadajuće opreme;
• Učinkovitost fotoćelija i njihova cijena;
• Klimatski uvjeti. Različite regije imaju različitu sunčevu aktivnost. To također utječe na razdoblje povrata.

Kako odabrati pravu izvedbu

Prije kupnje panela morate znati kolika može biti potrebna učinkovitost solarne baterije.

Ako je vaša domaća potrošnja, na primjer, 100 kW/mjesečno (prema brojilu električne energije), onda je preporučljivo da solarne ćelije proizvode istu količinu.

Odlučio se za ovo. Idemo dalje.

Jasno je da solarna stanica radi samo danju. Štoviše, snaga s natpisne pločice bit će postignuta uz vedro nebo. Osim toga, vršna snaga može se postići pod uvjetom da sunčeve zrake padaju na površinu. pod pravim kutom.

Kako se položaj sunca mijenja, mijenja se i kut ploče.Sukladno tome, pod velikim kutovima, primijetit će se zamjetno smanjenje snage. Ovo je samo za vedrog dana. Za oblačno vrijeme može se jamčiti pad snage od 15-20 puta. Čak i mali oblak ili izmaglica uzrokuje pad snage 2-3 puta

To se također mora uzeti u obzir

Sada - kako izračunati vrijeme rada panela?

Razdoblje rada u kojem baterije mogu učinkovito raditi s gotovo punim kapacitetom je otprilike 7 sati. Od 9:00 do 16:00 sati. Ljeti je više dnevnih sati, ali proizvodnja električne energije ujutro i navečer je vrlo mala - unutar 20–30%. Ostatak, to je 70%, generirat će se, opet, tijekom dana, od 9 do 16 sati.

Dakle, ispada da ako ploče imaju nazivnu snagu od 1 kW, onda je ljeti najsunčaniji dnevno će proizvesti 7 kW / h struja. Pod uvjetom da će raditi od 9 do 16 sati dnevno. Odnosno, iznosit će 210 kWh električne energije mjesečno!

Ovo je komplet panela. A jedna utičnica snage samo 100 vati? Za dan će dati 700 vata / sat. 21 kW mjesečno.

Kako učiniti da vaš solarni panel radi što učinkovitije

Učinak bilo kojeg solarnog sustava ovisi o:

• indikatori temperature;
• kut upada sunčevih zraka;
• stanje površine (uvijek mora biti čista);
• vremenski uvjeti;
• prisutnost ili odsutnost sjene.

Optimalni kut upada sunčevih zraka na ploču je 90 °, odnosno ravna linija. Već postoje solarni sustavi opremljeni jedinstvenim uređajima. Omogućuju vam praćenje položaja zvijezde u svemiru. Kada se promijeni položaj Sunca u odnosu na Zemlju, mijenja se i kut nagiba Sunčevog sustava.

Stalno zagrijavanje elemenata također nema najbolji učinak na njihovu izvedbu. Kada se energija pretvara, dolazi do njezinih ozbiljnih gubitaka. Stoga se uvijek mora ostaviti mali prostor između solarnog sustava i površine na koju je postavljen. Zračne struje koje prolaze u njemu poslužit će kao prirodan način hlađenja.

Čistoća solarnih panela također je važan čimbenik koji utječe na njihovu učinkovitost. Ako su jako onečišćeni, skupljaju manje svjetla, što znači da je njihova učinkovitost smanjena.

Također, pravilna instalacija igra veliku ulogu. Prilikom montaže sustava nemoguće je dopustiti da sjena padne na njega. Najbolja strana na kojoj se preporuča ugraditi je južna.

Okrenuvši se vremenskim uvjetima, ujedno možemo odgovoriti na popularno pitanje rade li solarni paneli po oblačnom vremenu. Naravno, njihov rad se nastavlja, jer elektromagnetsko zračenje koje izlazi sa Sunca pogađa Zemlju u svako doba godine. Naravno, performanse panela (COP) bit će znatno niže, osobito u regijama s obiljem kišnih i oblačnih dana u godini. Drugim riječima, proizvodit će električnu energiju, ali u znatno manjim količinama nego u regijama sa sunčanom i vrućom klimom.

Čimbenici koji utječu na učinkovitost solarnih ćelija

Značajke strukture fotoćelija uzrokuju smanjenje performansi panela s povećanjem temperature.

Djelomično zatamnjenje panela uzrokuje pad izlaznog napona zbog gubitaka u neosvijetljenom elementu, koji počinje djelovati kao parazitsko opterećenje. Ovaj nedostatak može se otkloniti ugradnjom premosnice na svaku fotoćeliju ploče.U oblačnom vremenu, u nedostatku izravne sunčeve svjetlosti, paneli koji koriste leće za koncentriranje zračenja postaju krajnje neučinkoviti, jer učinak leće nestaje.

Iz krivulje performansi fotonaponskog panela može se vidjeti da je za postizanje najveće učinkovitosti potreban ispravan odabir otpora opterećenja. Za to se fotonaponski paneli ne spajaju izravno na opterećenje, već koriste kontroler upravljanja fotonaponskim sustavom koji osigurava optimalan rad panela.

Kako radi solarna baterija?

Sve moderne solarne ćelije rade zahvaljujući otkriću fizičara Alexandrea Becquerela 1839. - samom principu rada poluvodiča.

Ako se silikonske fotoćelije na gornjoj ploči zagriju, tada se atomi silicijevog poluvodiča oslobađaju. Pokušavaju uhvatiti atome donje ploče. U potpunom skladu sa zakonima fizike, elektroni donje ploče moraju se vratiti u prvobitno stanje. Ti se elektroni otvaraju na jedan način – kroz žice. Pohranjena energija se prenosi na baterije i vraća natrag u gornju silikonsku pločicu.

Priča

Godine 1842. Alexandre Edmond Becquerel otkrio je učinak pretvaranja svjetlosti u električnu energiju. Charles Fritts je počeo koristiti selen za pretvaranje svjetlosti u električnu energiju. Prve prototipove solarnih ćelija izradio je talijanski fotokemičar Giacomo Luigi Chamichan.

Dana 25. ožujka 1948. Bell Laboratories je objavio stvaranje prvih solarnih ćelija na bazi silicija za generiranje električne struje. Do ovog otkrića došla su trojica zaposlenika tvrtke - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin i Gerald Pearson. Već 4 godine kasnije, 17. ožujka 1958., u SAD je lansiran satelit koji koristi solarne ploče, Avangard-1. 15. svibnja 1958. u SSSR-u je također lansiran satelit koji koristi solarne ploče, Sputnik-3.

Ovo je zanimljivo: U Njemačkoj je izgrađen najviši vjetroelektrana u svijetu

Koliko brzo će se solarni paneli isplatiti?

Trošak solarnih panela danas je prilično visok. A uzimajući u obzir nisku vrijednost učinkovitosti ploča, pitanje njihove otplate vrlo je relevantno. Vijek trajanja baterija na solarnu energiju je oko 25 godina ili više. Razgovarat ćemo o tome što je uzrokovalo tako dug radni vijek malo kasnije, ali za sada ćemo saznati pitanje postavljeno iznad.

Na razdoblje povrata utječe:

• Odabrana vrsta opreme. Jednoslojne solarne ćelije imaju nižu učinkovitost u odnosu na višeslojne, ali i znatno nižu cijenu.
• Geografski položaj, odnosno što je više sunčeve svjetlosti u vašem području, to će se instalirani modul brže isplatiti.
• Cijena opreme. Što ste više novca potrošili na kupnju i ugradnju elemenata koji čine sustav za uštedu solarne energije, to je duži period povrata.
• Trošak energetskih resursa u vašoj regiji.

Prosječno razdoblje povrata za zemlje južne Europe je 1,5-2 godine, za zemlje srednje Europe - 2,5-3,5 godine, au Rusiji razdoblje povrata je otprilike 2-5 godina.U bliskoj budućnosti učinkovitost solarnih panela će se značajno povećati, to je zbog razvoja naprednijih tehnologija koje povećavaju učinkovitost i smanjuju troškove panela. Kao rezultat toga, smanjit će se i razdoblje tijekom kojeg će se sustav štednje energije na solarnu energiju isplatiti.

Najnovija dostignuća koja povećavaju učinkovitost

Gotovo svaki dan znanstvenici diljem svijeta najavljuju razvoj nove metode za povećanje učinkovitosti solarnih modula. Upoznajmo se s najzanimljivijim od njih. Prošle godine Sharp je javnosti predstavio solarnu ćeliju s učinkovitošću od 43,5%. Ovu brojku uspjeli su postići ugradnjom leće za fokusiranje energije izravno u element.

Za Sharpom ne zaostaju njemački fizičari. U lipnju 2013. predstavili su svoju solarnu ćeliju površine samo 5,2 četvorna metra. mm, koji se sastoji od 4 sloja poluvodičkih elemenata. Ova tehnologija omogućila je postizanje učinkovitosti od 44,7%. Maksimalna učinkovitost u ovom slučaju postiže se i postavljanjem konkavnog zrcala u fokus.

U listopadu 2013. objavljeni su rezultati rada znanstvenika sa Stanforda. Razvili su novi kompozit otporan na toplinu koji može povećati performanse fotonaponskih ćelija. Teoretska vrijednost učinkovitosti je oko 80%. Kao što smo gore napisali, poluvodiči, koji uključuju silicij, sposobni su apsorbirati samo IR zračenje. Dakle, djelovanje novog kompozitnog materijala usmjereno je na pretvaranje visokofrekventnog zračenja u infracrveno.

Sljedeći su bili engleski znanstvenici. Razvili su tehnologiju sposobnu povećati učinkovitost stanica za 22%.Predložili su postavljanje aluminijskih nanošiljaka na glatku površinu tankoslojnih ploča. Ovaj metal je odabran zbog činjenice da ne apsorbira sunčevu svjetlost, već je, naprotiv, raspršuje. Posljedično, povećava se količina apsorbirane sunčeve energije. Stoga povećanje performansi solarnih baterija.

Ovdje su navedeni samo glavni razvoji, ali stvar nije ograničena na njih. Znanstvenici se bore za svaki deseti postotak i zasad uspijevaju. Nadajmo se da će u bliskoj budućnosti učinkovitost solarnih panela biti na odgovarajućoj razini. Uostalom, tada će korist od korištenja ploča biti maksimalna.

Članak je pripremila Abdullina Regina

Moskva već koristi nove tehnologije za osvjetljavanje ulica i parkova, mislim da je ekonomska učinkovitost tamo izračunata:

Vrste solarnih fotoćelija i njihova učinkovitost

Rad solarnih panela temelji se na svojstvima poluvodičkih elemenata. Sunčeva svjetlost koja pada na fotonaponske ploče fotonima izbacuje elektrone iz vanjske orbite atoma. Rezultirajući veliki broj elektrona osigurava električnu struju u zatvorenom krugu. Jedna ili dvije ploče za normalnu snagu nisu dovoljne. Stoga se nekoliko komada kombinira u solarne panele. Da bi se dobio potreban napon i snaga, spojeni su paralelno i serijski. Veći broj solarnih ćelija daje veću površinu za apsorpciju sunčeve energije i proizvodi više energije.

Fotoćelije

Jedan od načina povećanja učinkovitosti je izrada višeslojnih ploča. Takve strukture sastoje se od skupa materijala raspoređenih u slojevima. Odabir materijala provodi se na način da se zarobe kvanti različitih energija.Sloj s jednim materijalom apsorbira jednu vrstu energije, sa drugim jedan drugi itd. Kao rezultat, moguće je stvoriti solarne panele visoke učinkovitosti. Teoretski, takvi sendvič paneli mogu pružiti Učinkovitost do 87 posto. Ali to je u teoriji, ali u praksi je proizvodnja takvih modula problematična. Osim toga, postaju vrlo skupi.

Na učinkovitost solarnih sustava utječe i vrsta silicija koji se koristi u solarnim ćelijama. Ovisno o proizvodnji atoma silicija, mogu se podijeliti u 3 vrste:

• Monokristalni;
• polikristalni;
• Ploče od amorfnog silikona.

Solarne ćelije od monokristalnog silicija imaju učinkovitost od 10-15 posto. Oni su najučinkovitiji i najskuplji. Modeli od polikristalnog silicija imaju najjeftiniji vat električne energije. Mnogo ovisi o čistoći materijala, a u nekim slučajevima polikristalni elementi mogu biti učinkovitiji od monokristala.

Ploča od amorfnog silikona