Dienos metu saulės energijos srautai patenka į planetos paviršių. Mokslininkai ir inžinieriai jau seniai suprato, kaip juo naudotis. Saulės baterijos gali paversti dienos šviesos energiją. Jų efektyvumas dar toli gražu nėra idealus, tačiau laikui bėgant jis padidės specialistų darbo dėka.
Nurodymai
1 žingsnis
Saulės elemento darbas pagrįstas puslaidininkių elementų fizinėmis savybėmis. Šviesos fotonai išmuša elektronus iš išorinio atomų spindulio. Šiuo atveju susidaro nemažai laisvųjų elektronų. Jei dabar uždarysite grandinę, per ją tekės elektros srovė. Tačiau jis yra per mažas, kad būtų galima naudoti tik vieną ar dvi fotoelementus.
2 žingsnis
Paprastai atskiri komponentai sujungiami į sistemą, kad susidarytų baterija. Keletas tokių baterijų yra naudojamos moduliams formuoti. Kuo daugiau saulės elementų sujungiama kartu, tuo didesnis techninės sistemos efektyvumas. Taip pat svarbi saulės baterijos padėtis, palyginti su šviesos srautu. Energijos kiekis tiesiogiai priklauso nuo kampo, kuriuo saulės spinduliai krinta ant fotoelementų.
3 žingsnis
Viena pagrindinių saulės elementų charakteristikų yra efektyvumo koeficientas (COP). Jis apibrėžiamas kaip gautos energijos galios padalijimo į šviesos srauto, patenkančio į akumuliatoriaus darbinį paviršių, galia. Iki šiol praktikoje naudojamų saulės elementų efektyvumas svyruoja nuo 10 iki 25 procentų.
4 žingsnis
2013 metų rudenį spaudoje pasirodė pranešimų, kad vokiečių inžinieriams pavyko sukurti eksperimentinį fotoelementą, kurio efektyvumas siekia beveik 45 proc. Norėdami pasiekti tokį neįtikėtiną standartinės saulės matricos našumą, dizaineriai turėjo naudoti keturių aukštų fotoelementų išdėstymą. Tai leido padidinti bendrą naudingų puslaidininkių jungčių skaičių.
5 žingsnis
Ekspertai apskaičiavo, kad ateityje bus visiškai įmanoma pasiekti didesnius efektyvumo rodiklius, iki 85 proc. Kokia yra dabartinio akumuliatoriaus atsilikimo nuo konstrukcinių savybių priežastis? Skirtumas tarp realių skaičių ir teoriškai galimų rodiklių paaiškinamas medžiagų, naudojamų baterijoms gaminti, savybėmis. Plokštės dažniausiai gaminamos iš silicio, kuris sugeria tik infraraudonąją spinduliuotę. Tačiau ultravioletinių spindulių energija beveik niekada nenaudojama.
6 žingsnis
Vienas iš būdų pagerinti saulės elementų efektyvumą yra daugiasluoksnių struktūrų naudojimas. Tokį modulį sudaro keli ploni sluoksniai, pagaminti iš skirtingų medžiagų. Šiuo atveju medžiagos parenkamos taip, kad sluoksniai būtų suderinti energijos absorbcijos požiūriu. Teoriškai tokie daugiasluoksniai „pyragaičiai“gali užtikrinti efektyvumą iki beveik 90 proc.
7 žingsnis
Kita perspektyvi plėtros kryptis yra plokščių, pagamintų iš silicio monokristalų, naudojimas. Deja, ši medžiaga vis dar yra daug brangesnė nei polikristaliniai analogai. Taigi, norint padidinti saulės elementų efektyvumą, būtina branginti dizainą, o tai padidina atsipirkimo laiką.
