Under dagsljus kommer strömmar av solenergi in på planetens yta. Forskare och ingenjörer har länge räknat ut hur man använder det. Solpaneler kan omvandla dagsljusets energi. Deras effektivitet är fortfarande långt ifrån perfekt, men med tiden kommer det att öka tack vare specialisters arbete.
Instruktioner
Steg 1
Arbetet med en solcell baseras på de fysiska egenskaperna hos halvledarceller. Ljusfotonerna slår ut elektroner från atomernas yttre radie. I detta fall bildas ett betydande antal fria elektroner. Om du nu stänger kretsen kommer en elektrisk ström att strömma genom den. Det är dock för litet för att begränsas till användningen av en eller två fotoceller.
Steg 2
Vanligtvis kombineras enskilda komponenter till ett system för att bilda ett batteri. Flera sådana batterier används för att bilda moduler. Ju fler solceller är anslutna, desto högre är det tekniska systemets effektivitet. Solbatteriets position i förhållande till ljusflödet är också viktig. Mängden energi beror direkt på vinkeln under vilken solens strålar faller på fotocellerna.
Steg 3
En av de viktigaste egenskaperna hos en solcell är prestanda-koefficienten (COP). Det definieras som resultatet av att dividera den mottagna energins effekt med kraften i det ljusflöde som faller på batteriets arbetsyta. Hittills varierar effektiviteten hos solceller som används i praktiken från 10 till 25 procent.
Steg 4
Hösten 2013 fanns det rapporter i pressen att tyska ingenjörer lyckades skapa en experimentell fotocell vars effektivitet är nära 45%. För att uppnå en sådan otrolig prestanda för en vanlig soluppsättning var designarna tvungna att använda en fyrvånings fotocelllayout. Detta gjorde det möjligt att öka det totala antalet användbara halvledarkorsningar.
Steg 5
Experter har beräknat att det i framtiden är fullt möjligt att uppnå högre effektivitetsnivåer, upp till 85%. Vad är anledningen till den nuvarande batteriets eftersläpning efter designegenskaperna? Skillnaden mellan verkliga siffror och teoretiskt möjliga indikatorer förklaras av egenskaperna hos de material som används för att tillverka batterier. Paneler är vanligtvis gjorda av kisel, som bara kan absorbera infraröd strålning. Men energin från ultravioletta strålar används nästan aldrig.
Steg 6
Ett av sätten att förbättra effektiviteten hos solceller är användningen av flerskiktsstrukturer. En sådan modul innehåller flera tunna lager gjorda av olika material. I det här fallet väljs substanserna så att skikten matchas ur energiabsorptionssynpunkt. I teorin kan sådana flerskiktiga "kakor" ge effektivitet upp till nästan 90%.
Steg 7
En annan lovande utvecklingsriktning är användningen av paneler gjorda av kiselmonokristaller. Tyvärr är detta material fortfarande mycket dyrare än polykristallina analoger. För att öka effektiviteten hos solceller är det således nödvändigt att göra designen dyrare, vilket ökar återbetalningsperioden.
