I dagtimerne kommer strømme af solenergi ind på planetens overflade. Forskere og ingeniører har længe fundet ud af, hvordan man bruger det. Solpaneler kan konvertere dagslysets energi. Deres effektivitet er stadig langt fra ideel, men over tid vil den øges takket være specialisters arbejde.
Instruktioner
Trin 1
Arbejdet med en solcelle er baseret på de fysiske egenskaber ved halvlederceller. Lysets fotoner slår elektroner ud fra atomernes ydre radius. I dette tilfælde dannes et betydeligt antal frie elektroner. Hvis du nu lukker kredsløbet, strømmer en elektrisk strøm gennem det. Det er dog for lille til at være begrænset til brugen af en eller to fotoceller.
Trin 2
Typisk kombineres individuelle komponenter i et system for at danne et batteri. Flere sådanne batterier bruges til at danne moduler. Jo flere solceller er forbundet, jo højere er det tekniske systems effektivitet. Solbatteriets placering i forhold til lysstrømmen er også vigtig. Mængden af energi afhænger direkte af den vinkel, hvormed solens stråler falder på fotocellerne.
Trin 3
En af de vigtigste ydeevneegenskaber for en solcelle er koefficienten for ydelse (COP). Det defineres som resultatet af at dividere effekten af den modtagne energi med kraften fra lysstrømmen, der falder på batteriets arbejdsflade. Hidtil ligger effektiviteten af solceller, der anvendes i praksis, fra 10 til 25 procent.
Trin 4
I efteråret 2013 var der rapporter i pressen om, at tyske ingeniører formåede at oprette en eksperimentel fotocelle, hvis effektivitet er tæt på 45%. For at opnå en så utrolig ydeevne for et standard solcellepanel måtte designerne bruge et fotocellelayout med fire etager. Dette gjorde det muligt at øge det samlede antal nyttige halvlederkryds.
Trin 5
Eksperter har beregnet, at det i fremtiden vil være meget muligt at opnå højere effektivitetsniveauer op til 85%. Hvad er årsagen til det nuværende batteri, der ligger bag designegenskaberne? Forskellen mellem reelle tal og teoretisk mulige indikatorer forklares ved egenskaberne ved de materialer, der bruges til at fremstille batterier. Paneler er normalt lavet af silicium, som kun kan absorbere infrarød stråling. Men energien fra ultraviolette stråler bruges næsten aldrig.
Trin 6
En af måderne til at forbedre effektiviteten af solceller er brugen af flerlagsstrukturer. Et sådant modul inkluderer flere tynde lag lavet af forskellige materialer. I dette tilfælde vælges stofferne således, at lagene matches med hensyn til energiabsorption. I teorien kan sådanne flerlags "kager" give effektivitet op til næsten 90%.
Trin 7
En anden lovende udviklingsretning er brugen af paneler lavet af silicium-monokrystaller. Desværre er dette materiale stadig meget dyrere end polykrystallinske analoger. For at øge effektiviteten af solceller er det således nødvendigt at gøre designet dyrere, hvilket øger tilbagebetalingsperioden.
