Fizicienii din Rusia au îmbunătățit eficiența panourilor solare cu 20%

Relația dintre eficiență și materiale și tehnologii

Cum funcționează panourile solare? Pe baza proprietăților semiconductorilor. Lumina care cade asupra lor produce eliminări prin particulele sale de electroni situate în orbita exterioară a atomilor. Un număr mare de electroni creează un potențial de curent electric - în condiții de circuit închis.

Pentru a furniza un indicator normal de putere, un singur modul nu va fi suficient. Cu cât sunt mai multe panouri, cu atât mai eficientă este funcționarea caloriferelor, care dau energie electrică bateriilor, unde se va acumula.Din acest motiv, randamentul panourilor solare depinde si de numarul de module instalate. Cu cât sunt mai mulți, cu atât absorb mai multă energie solară, iar indicele lor de putere devine cu un ordin de mărime mai mare.

Eficiența bateriei poate fi îmbunătățită? Astfel de încercări au fost făcute de creatorii lor și de mai multe ori. Calea de ieșire în viitor poate fi producția de elemente constând din mai multe materiale și straturile acestora. Materialele sunt urmate in asa fel incat modulele sa poata absorbi diferite tipuri de energie.

De exemplu, dacă o substanță funcționează cu spectrul UV, iar cealaltă cu spectrul infraroșu, eficiența celulelor solare crește semnificativ. Dacă te gândești la nivel de teorie, atunci cea mai mare eficiență poate fi un indicator de aproximativ 90%.

De asemenea, tipul de siliciu are o mare influență asupra eficienței oricărui sistem solar. Atomii săi pot fi obținuți în mai multe moduri, iar toate panourile, pe baza acestuia, sunt împărțite în trei soiuri:

• monocristale;
• policristale;
• elemente de siliciu amorf.

Celulele solare sunt produse din monocristale, a căror eficiență este de aproximativ 20%. Sunt scumpe pentru că sunt cele mai eficiente. Policristalele au un cost mult mai mic, deoarece în acest caz calitatea muncii lor depinde direct de puritatea siliciului utilizat la fabricarea lor.

Elementele pe bază de siliciu amorf au devenit baza pentru producția de panouri solare flexibile cu peliculă subțire. Tehnologia fabricării lor este mult mai simplă, costul este mai mic, dar eficiența este mai mică - nu mai mult de 6%. Se uzează repede. Prin urmare, pentru a le îmbunătăți durata de viață, li se adaugă seleniu, galiu și indiu.

Utilizare

Electronice portabile

Pentru furnizarea de energie electrică și/sau reîncărcarea bateriilor diverselor electronice de larg consum - calculatoare, playere, lanterne etc.

Alimentarea cu energie a clădirilor

Baterie solară pe acoperișul casei

Celulele solare de dimensiuni mari, cum ar fi colectoarele solare, sunt utilizate pe scară largă în regiunile tropicale și subtropicale cu un număr mare de zile însorite. Mai ales populare în țările mediteraneene, unde sunt plasate pe acoperișurile caselor.

Noile locuințe spaniole au fost echipate cu încălzitoare solare de apă din martie 2007 pentru a asigura între 30% și 70% din necesarul de apă caldă, în funcție de locația casei și de consumul estimat de apă. Clădirile nerezidențiale (centre comerciale, spitale etc.) trebuie să aibă echipamente fotovoltaice.

În prezent, trecerea la panouri solare provoacă multe critici în rândul oamenilor. Acest lucru se datorează creșterii prețurilor la energie electrică, dezordinei peisajului natural. Oponenții tranziției panourile solare sunt criticate pentru acest lucru tranziție, ca proprietari de case și terenuri pe care panouri solare instalate și parcurile eoliene, primesc subvenții de la stat, dar chiriașii obișnuiți nu. În acest sens, Ministerul Federal German al Economiei a elaborat un proiect de lege care va permite în viitorul apropiat introducerea de beneficii pentru chiriașii care locuiesc în case care sunt furnizate cu energie din instalații fotovoltaice sau bloc centrale termice. Odată cu plata subvențiilor către proprietarii de case care utilizează surse alternative de energie, se preconizează plata subvențiilor și chiriașilor care locuiesc în aceste case.

Utilizați în spațiu

Panourile solare sunt una dintre principalele modalități de a genera energie electrică pe nave spațiale: funcționează mult timp fără a consuma materiale și, în același timp, sunt prietenoase cu mediul, spre deosebire de sursele de energie nucleară și radioizotopică.

Cu toate acestea, atunci când zboară la o distanță mare de Soare (dincolo de orbita lui Marte), utilizarea lor devine problematică, deoarece fluxul de energie solară este invers proporțional cu pătratul distanței de la Soare. Când zboară către Venus și Mercur, dimpotrivă, puterea bateriilor solare crește semnificativ (în regiunea lui Venus de 2 ori, în regiunea Mercur de 6 ori).

Utilizare în medicină

Oamenii de știință sud-coreeni au dezvoltat o celulă solară subcutanată. O sursă de energie miniaturală poate fi implantată sub pielea unei persoane pentru a asigura funcționarea fără probleme a dispozitivelor implantate în corp, cum ar fi un stimulator cardiac. O astfel de baterie este de 15 ori mai subțire decât un păr și poate fi reîncărcată chiar dacă pe piele se aplică protecție solară.

Ce este eficienta

Deci, eficiența unei baterii este cantitatea de potențial pe care o generează efectiv, indicată în procente. Pentru a o calcula, este necesar să se împartă puterea energiei electrice la puterea energiei solare care cade pe suprafața panourilor solare.

Acum această cifră este în intervalul de la 12 la 25%. Deși în practică, având în vedere condițiile meteorologice și climatice, nu se ridică peste 15. Motivul pentru aceasta este materialele din care sunt fabricate bateriile solare. Siliciul, care este principala „materie primă” pentru fabricarea lor, nu are capacitatea de a absorbi spectrul UV și poate funcționa doar cu radiații infraroșii.Din nefericire, din cauza acestei deficiențe, irosim energia spectrului UV și nu o folosim în mod adecvat.

Impactul asupra performanței diferiților factori.

Creșterea eficienței modulelor solare este o bătaie de cap pentru toți cercetătorii care lucrează în această direcție. Până în prezent, eficiența unor astfel de dispozitive este în intervalul de la 15 la 25%. Procentul este foarte mic. Panourile solare sunt un dispozitiv extrem de capricios, a cărui funcționare stabilă depinde de multe motive.

Principalii factori care pot afecta performanța în două moduri includ:

• Material de bază pentru celule solare. Cele mai slabe în acest sens sunt panourile solare policristaline cu o eficiență de până la 15%. Modulele pe bază de indiu-galiu sau cadmiu-telur, care au până la 20% din productivitate, pot fi considerate promițătoare.
• Orientarea receptorului solar. În mod ideal, panourile solare cu suprafața lor de lucru ar trebui să fie îndreptate spre soare într-un unghi drept. În această poziție, ar trebui să fie cât mai lungi posibil. Pentru a crește durata poziționării corecte a modulelor în zona soarelui, omologii mai scumpi au în arsenalul lor un dispozitiv de urmărire a soarelui care rotește bateriile în urma mișcării stelei.
• Supraîncălzirea instalațiilor. Temperaturile ridicate au un efect negativ asupra producerii de energie, prin urmare, în timpul instalării, este necesar să se asigure o ventilație și o răcire suficientă a panourilor. Acest lucru se realizează prin instalarea unui spațiu ventilat între panou și suprafața de instalare.
• Umbra aruncată de orice obiect poate strica semnificativ eficiența întregului sistem.

După ce au îndeplinit toate cerințele și, dacă este posibil, instalând panourile în poziția corectă, puteți obține panouri solare cu eficiență ridicată. Este ridicat, nu maxim. Cert este că eficiența calculată, sau teoretică, este o valoare derivată în condiții de laborator, cu parametri medii ai orelor de zi și a numărului de zile înnorate.

În practică, desigur, procentul de eficiență va fi mai mic.

Ridicarea solară baterii pentru casa ta, este mai bine să vă concentrați pe limita inferioară de performanță, decât pe cea superioară. Selectând astfel modulele solare și toate componentele adecvate lucrării, poți fi sigur că capacitatea instalației instalate este suficientă. Alegând o limită de performanță mai mică în calcule, puteți economisi la achiziționarea de panouri suplimentare care sunt cumpărate pentru reasigurare în caz de lipsă de putere.

Încurajarea perspectivelor de dezvoltare.

Până în prezent, recordul absolut de eficiență în energia solară aparține dezvoltatorilor americani și este de 42,8%. Această valoare este cu 2% mai mare decât recordul anterior din 2010. O cantitate record de energie a fost atinsă prin îmbunătățirea unei celule solare din siliciu cristalin. Unicitatea unui astfel de studiu este faptul că toate măsurătorile au fost efectuate exclusiv în condiții de lucru, adică nu în spații de laborator și sere, ci în locurile reale ale instalației propuse.

Pe marginea acelorași laboratoare tehnice, munca pentru creșterea ultimului record nu se oprește. Următorul obiectiv al dezvoltatorilor este limita de eficiență a modulelor solare la 50%.În fiecare zi, omenirea se apropie din ce în ce mai mult de momentul în care energia solară va înlocui complet sursele de energie dăunătoare și costisitoare utilizate în prezent și va deveni la egalitate cu giganți precum centralele hidroelectrice.

Eficiența diferitelor tipuri de panouri solare

Toate celulele solare moderne funcționează pe baza proprietăților fizice ale semiconductorilor. Fotonii luminii solare, care cad pe panourile fotovoltaice, scot electronii din orbitele exterioare ale atomilor. Ca urmare, începe mișcarea lor, ceea ce duce la apariția unui curent electric.

Panourile individuale nu pot furniza energie normală, așa că sunt conectate în anumite cantități la o baterie solară comună. Cu cât sunt implicate mai multe celule fotovoltaice în sistem, cu atât va fi mai mare puterea de ieșire a energiei electrice.

Cunoscând principiul panourilor, puteți determina eficiența acestora. Teoretic, definiția eficienței este cantitatea de electricitate produsă împărțită la cantitatea de energie din razele solare care cad pe un anumit panou. Teoretic, sistemele moderne sunt capabile să furnizeze până la 25%, dar în realitate această cifră nu este mai mare de 15%. Multe depind de materialul din care sunt realizate panourile. De exemplu, siliciul utilizat pe scară largă este capabil să absoarbă doar razele infraroșii, iar energia razelor ultraviolete nu este percepută de acesta și este irosită.

În prezent, se lucrează la realizarea de panouri multistrat, ceea ce face posibilă fabricarea panourilor solare cu randament ridicat. Designul lor include diverse materiale situate în mai multe straturi. Ele sunt selectate în așa fel încât să fie capabile să capteze toate cuantele energetice principale.Adică, fiecare strat al unui anumit material este capabil să absoarbă unul dintre tipurile de energie.

Teoretic, pentru astfel de dispozitive, eficiența poate crește până la 87%, dar în practică, tehnologia de fabricare a unor astfel de panouri este destul de complicată. În plus, costul lor este mult mai mare în comparație cu sistemele solare standard.

Eficiența unei baterii solare depinde în mare măsură de tipul de siliciu utilizat în celulele solare. Toate panourile bazate pe acest material sunt împărțite în trei tipuri:

• Monocristalin, cu un randament de 10-15%. Sunt considerate cele mai eficiente, iar prețul lor este mult mai mare decât alte dispozitive.
• Policristalinele au rate mai mici, dar costul lor pe watt este mult mai mic. Când se folosesc materiale de înaltă calitate, astfel de panouri sunt uneori superioare ca eficiență față de monocristalele.
• Panouri flexibile cu peliculă subțire pe bază de siliciu amorf. Sunt ușor de fabricat și costuri reduse. Cu toate acestea, eficiența acestor dispozitive este foarte scăzută, aproximativ 5-6%. Treptat, în timpul funcționării, performanța lor scade, productivitatea devine mai scăzută.

pro

1. Datorită faptului că nu există părți și elemente în mișcare în panouri, durabilitatea este crescută. Producătorii garantează o durată de viață de 25 de ani.
2. Dacă respectați toate regulile de întreținere și operare de rutină, funcționarea unor astfel de sisteme crește la 50 de ani. Întreținerea este destul de simplă - curățați în timp util fotocelulele de praf, zăpadă și alți contaminanți naturali.
3. Durabilitatea sistemului este factorul determinant pentru achiziționarea și instalarea panourilor. După ce toate costurile au fost plătite, energia electrică generată va fi gratuită.

Cel mai important obstacol în calea utilizării pe scară largă a unor astfel de sisteme este costul ridicat al acestora. Având în vedere eficiența scăzută a panourilor solare de uz casnic, există îndoieli serioase cu privire la necesitatea economică pentru această metodă specială de generare a energiei electrice.

Dar, din nou, este necesar să se evalueze în mod rezonabil capacitățile acestor sisteme și, pe baza acesteia, să se calculeze rentabilitatea așteptată. Nu va fi posibilă înlocuirea completă a electricității tradiționale, dar este foarte posibil să economisiți bani folosind sisteme solare.

În plus, este dificil să nu observi beneficii precum:

• Obținerea de energie electrică în cele mai îndepărtate zone de civilizație;
• autonomie;
• zgomot.

Dezavantajele energiei solare

• Necesitatea folosirii unor suprafete mari;
• Centrala solara nu functioneaza noaptea si nu functioneaza eficient in amurgul serii, in timp ce varful consumului de energie are loc tocmai in orele de seara;
• În ciuda curățeniei mediului înconjurător a energiei primite, celulele solare în sine conțin substanțe toxice, precum plumb, cadmiu, galiu, arsen etc.

Centralele solare sunt criticate din cauza costurilor ridicate, precum și a stabilității scăzute a halogenurilor de plumb complexe și a toxicității acestor compuși. În prezent, dezvoltarea activă a semiconductorilor fără plumb pentru celule solare, de exemplu, pe bază de bismut și antimoniu, este în curs de desfășurare.

Datorită eficienței lor scăzute, care ajunge la 20% în cel mai bun caz, panourile solare se încălzesc foarte mult. Restul de 80% din energia solară Lumina încălzește panourile solare până la temperatura medie in jur de 55°C. DIN o creştere a temperaturii celulei fotovoltaice prin 1°, eficiența sa scade cu 0,5%.Această dependență este neliniară și o creștere a temperaturii elementului cu 10° duce la o scădere a eficienței cu aproape un factor de doi. Elementele active ale sistemelor de răcire (ventilatoare sau pompe) de pompare a agentului frigorific consumă o cantitate semnificativă de energie, necesită întreținere periodică și reduc fiabilitatea întregului sistem. Sistemele de răcire pasivă au performanțe foarte scăzute și nu pot face față sarcinii de răcire a panourilor solare.

Calculul performanței

Utilizarea energiei solare și raționalitatea economică a unor astfel de concepte determină eficiența tuturor tipuri de sisteme de panouri solare. În primul rând, se iau în considerare costurile transformării. energia solară în energie electrică.

Cât de profitabile și eficiente sunt astfel de sisteme determinate de factori precum:

• Tip de panouri solare și echipamente aferente;
• Eficiența fotocelulelor și costul acestora;
• Condiții climatice. Regiuni diferite au activitate solară diferită. De asemenea, afectează perioada de rambursare.

Cum să alegi performanța potrivită

Înainte de a cumpăra panouri, trebuie să știți care poate fi eficiența necesară a unei baterii solare.

Dacă nivelul tău de consum casnic este, de exemplu, de 100 kW/lună (conform contorului de energie electrică), atunci este indicat ca celulele solare să producă aceeași cantitate.

Hotărât asupra acestui lucru. Să mergem mai departe.

Este clar că stația solară funcționează doar în timpul zilei. Mai mult, puterea plăcuței de identificare va fi atinsă în prezența unui cer senin. În plus, puterea de vârf poate fi atinsă cu condiția ca razele soarelui să cadă la suprafață. într-un unghi drept.

Pe măsură ce poziția soarelui se schimbă, se schimbă și unghiul panoului. În consecință, la unghiuri mari, se va observa o scădere vizibilă a puterii.Asta doar într-o zi senină. Pe vreme înnorată, poate fi garantată o scădere a puterii de 15-20 de ori. Chiar și un nor mic sau ceață provoacă o scădere a puterii de 2-3 ori

De asemenea, trebuie luat în considerare

Acum - cum se calculează timpul de funcționare al panourilor?

Perioada de funcționare în care bateriile pot funcționa efectiv la capacitate aproape maximă este de aproximativ 7 ore. De la 9:00 a.m. până la 4:00 p.m. Vara, există mai multe ore de lumină, dar generarea de energie electrică dimineața și seara este foarte mică - în interval de 20-30%. Restul, acesta este 70%, va fi generat, din nou, în timpul zilei, de la 9 la 16.

Deci, se dovedește că, dacă panourile au o putere pe plăcuță de identificare de 1 kW, atunci vara, cel mai însorit pe zi va genera 7 kW/h electricitate. Cu condiția ca aceștia să lucreze între 9 și 16 ore din zi. Adică se va ridica la 210 kWh de energie electrică pe lună!

Acesta este un kit de panouri. Și o priză cu o putere de doar 100 de wați? Pentru o zi va da 700 wați / oră. 21 kW pe lună.

Cum să-ți faci panoul solar să funcționeze cât mai eficient posibil

Performanța oricărui sistem solar depinde de:

• indicatori de temperatură;
• unghiul de incidență al razelor solare;
• starea suprafeței (trebuie să fie întotdeauna curată);
• conditiile meteo;
• prezența sau absența unei umbre.

Unghiul optim de incidență a razelor solare pe panou este de 90 °, adică o linie dreaptă. Există deja sisteme solare echipate cu dispozitive unice. Acestea vă permit să monitorizați poziția stelei în spațiu. Când poziția Soarelui în raport cu Pământul se modifică, se modifică și unghiul de înclinare al sistemului solar.

De asemenea, încălzirea constantă a elementelor nu are cel mai bun efect asupra performanței acestora. Când energia este convertită, apar pierderi grave.Prin urmare, trebuie lăsat întotdeauna un spațiu mic între sistemul solar și suprafața pe care este montat. Curenții de aer care trec în el vor servi ca mod natural de răcire.

Puritatea panourilor solare este, de asemenea, un factor important care afectează eficiența acestora. Dacă sunt puternic poluate, colectează mai puțină lumină, ceea ce înseamnă că eficiența lor este redusă.

De asemenea, instalarea corectă joacă un rol important. Când montați sistemul, este imposibil să lăsați o umbră să cadă pe el. Cea mai bună parte pe care se recomandă să fie instalate este sudul.

Revenind la condițiile meteorologice, putem, în același timp, să răspundem la întrebarea populară dacă panourile solare funcționează pe vreme înnorată. Desigur, munca lor continuă, deoarece radiația electromagnetică emanată de Soare lovește Pământul în orice moment al anului. Desigur, performanța panourilor (COP) va fi semnificativ mai scăzută, mai ales în regiunile cu abundență de zile ploioase și înnorate pe an. Cu alte cuvinte, vor genera energie electrică, dar în cantități mult mai mici decât în ​​regiunile cu un climat însorit și cald.

Factori care afectează eficiența celulelor solare

Caracteristicile structurii fotocelulelor determină o scădere a performanței panourilor odată cu creșterea temperaturii.

Dimmerarea parțială a panoului provoacă o scădere a tensiunii de ieșire din cauza pierderilor din elementul neaprins, care începe să acționeze ca o sarcină parazită. Acest dezavantaj poate fi eliminat prin instalarea unui bypass pe fiecare fotocelula a panoului. Pe vreme înnorată, în absența razelor directe ale soarelui, panourile care folosesc lentile pentru concentrarea radiațiilor devin extrem de ineficiente, deoarece efectul lentilei dispare.

Din curba de performanță a unui panou fotovoltaic se poate observa că pentru a obține cea mai mare eficiență este necesară selectarea corectă a rezistenței la sarcină. Pentru a face acest lucru, panourile fotovoltaice nu sunt conectate direct la sarcină, ci folosesc un controler de management al sistemului fotovoltaic care asigură funcționarea optimă a panourilor.

Cum funcționează o baterie solară?

Toate celulele solare moderne funcționează datorită descoperirii făcute de fizicianul Alexandre Becquerel în 1839 – însuși principiul de funcționare al semiconductorilor.

Dacă fotocelulele de siliciu de pe placa superioară sunt încălzite, atunci atomii semiconductorului de siliciu sunt eliberați. Ei încearcă să captureze atomii plăcii inferioare. În deplină conformitate cu legile fizicii, electronii plăcii inferioare trebuie să revină la starea lor inițială. Acești electroni se deschid într-un singur sens - prin fire. Energia stocată este transferată la baterii și returnată înapoi în placa de siliciu de sus.

Poveste

În 1842, Alexandre-Edmond Becquerel a descoperit efectul transformării luminii în electricitate. Charles Fritts a început să folosească seleniul pentru a transforma lumina în electricitate. Primele prototipuri de celule solare au fost create de fotochimistul italian Giacomo Luigi Chamichan.

Pe 25 martie 1948, Bell Laboratories a anunțat crearea primelor celule solare pe bază de siliciu care generează curent electric. Această descoperire a fost făcută de trei angajați ai companiei - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin și Gerald Pearson.Deja 4 ani mai târziu, pe 17 martie 1958, a fost lansat în SUA un satelit cu panouri solare, Avangard-1. Pe 15 mai 1958, în URSS a fost lansat și un satelit care folosea panouri solare, Sputnik-3.

Acest lucru este interesant: În Germania, construit cel mai înalt parc eolian din lume

Cât de repede vor plăti panourile solare?

Costul panourilor solare astăzi este destul de mare. Și ținând cont de valoarea scăzută a eficienței panourilor, problema rambursării acestora este foarte relevantă. Durata de viață a bateriilor alimentate cu energie solară este de aproximativ 25 de ani sau mai mult. Vom vorbi puțin mai târziu despre ce a cauzat o viață atât de lungă, dar deocamdată vom afla întrebarea exprimată mai sus.

Perioada de rambursare este afectată de:

• Tipul de echipament selectat. Celulele solare cu un singur strat au o eficienta mai mica comparativ cu cele multistrat, dar si un pret mult mai mic.
• Locația geografică, adică cu cât mai multă lumină solară în zona dvs., cu atât mai repede modulul instalat va da roade.
• Costul echipamentului. Cu cât ai cheltuit mai mulți bani pentru achiziționarea și instalarea elementelor care compun sistemul de economisire a energiei solare, cu atât perioada de rambursare este mai lungă.
• Costul resurselor energetice din regiunea dvs.

Perioada medie de rambursare pentru țările din Europa de Sud este de 1,5-2 ani, pentru țările din Europa Centrală - 2,5-3,5 ani, iar în Rusia perioada de rambursare este de aproximativ 2-5 ani. În viitorul apropiat, eficiența panourilor solare va crește semnificativ, acest lucru se datorează dezvoltării unor tehnologii mai avansate care cresc eficiența și reduc costul panourilor. Și, ca urmare, va scădea și perioada în care sistemul de economisire a energiei pe energia solară se va amortiza.

Cele mai recente evoluții care sporesc eficiența

Aproape în fiecare zi, oamenii de știință din întreaga lume anunță dezvoltarea unei noi metode de creștere a eficienței modulelor solare. Să facem cunoștință cu cele mai interesante dintre ele. Anul trecut, Sharp a introdus publicului o celulă solară cu o eficiență de 43,5%. Ei au reușit să obțină această cifră instalând o lentilă pentru a focaliza energia direct în element.

Fizicienii germani nu rămân în urma lui Sharp. În iunie 2013, și-au introdus celula solară cu o suprafață de doar 5,2 metri pătrați. mm, format din 4 straturi de elemente semiconductoare. Această tehnologie a permis atingerea unui randament de 44,7%. Eficiența maximă în acest caz se obține și prin plasarea în focalizare a oglinzii concave.

În octombrie 2013, au fost publicate rezultatele muncii oamenilor de știință de la Stanford. Ei au dezvoltat un nou compozit rezistent la căldură capabil să mărească performanța celulelor fotovoltaice. Valoarea teoretică a eficienței este de aproximativ 80%. După cum am scris mai sus, semiconductorii, care includ siliciu, sunt capabili să absoarbă doar radiația IR. Deci, acțiunea noului material compozit are ca scop transformarea radiațiilor de înaltă frecvență în infraroșu.

Următorii au fost oamenii de știință englezi. Ei au dezvoltat o tehnologie capabilă să crească eficiența celulelor cu 22%. Ei au propus să plaseze nanospicurile de aluminiu pe suprafața netedă a panourilor cu film subțire. Acest metal a fost ales datorită faptului că nu absoarbe lumina soarelui, ci, dimpotrivă, o împrăștie. În consecință, cantitatea de energie solară absorbită crește. De aici și creșterea performanței bateriei solare.

Aici sunt date doar principalele evoluții, dar problema nu se limitează la ele. Oamenii de știință luptă pentru fiecare zecime de procent și până acum reușesc. Sa speram ca in viitorul apropiat randamentul panourilor solare va fi la nivelul corespunzator. La urma urmei, atunci beneficiul din utilizarea panourilor va fi maxim.

Articolul a fost pregătit de Abdullina Regina

Moscova folosește deja noi tehnologii pentru iluminarea străzilor și parcurilor, cred că eficiența economică a fost calculată acolo:

Tipuri de fotocelule solare și eficiența acestora

Funcționarea panourilor solare se bazează pe proprietățile elementelor semiconductoare. Lumina soarelui care cade pe panourile fotovoltaice scoate electronii din orbita exterioară a atomilor prin fotoni. Numărul mare de electroni rezultat asigură un curent electric într-un circuit închis. Unul sau două panouri pentru putere normală nu sunt suficiente. Prin urmare, mai multe piese sunt combinate în panouri solare. Pentru a obține tensiunea și puterea necesară, acestea sunt conectate în paralel și în serie. Un număr mai mare de celule solare oferă o suprafață mai mare pentru absorbția energiei solare și produce mai multă energie.

Fotocelule

Una dintre modalitățile de creștere a eficienței este crearea de panouri multistrat. Astfel de structuri constau dintr-un set de materiale dispuse în straturi. Selecția materialelor se realizează în așa fel încât să fie captate cuante de diferite energii. Un strat cu un material absoarbe un tip de energie, cu un al doilea unul pe altul și așa mai departe. Ca rezultat, este posibil să se creeze panouri solare cu eficiență ridicată. Teoretic, astfel de panouri sandwich pot oferi Eficiență de până la 87 la sută. Dar acest lucru este în teorie, dar în practică, fabricarea unor astfel de module este problematică. În plus, devin foarte scumpe.

Eficiența sistemelor solare este afectată și de tipul de siliciu utilizat în celulele solare. În funcție de producția atomului de siliciu, acestea pot fi împărțite în 3 tipuri:

• Monocristalin;
• Policristalin;
• Panouri din silicon amorf.

Celulele solare din siliciu monocristal au o eficiență de 10-15%. Sunt cele mai eficiente și costă cel mai mult. Modelele din polisiliciu au cel mai ieftin wat de electricitate. Depinde mult de puritatea materialelor și, în unele cazuri, elementele policristaline pot fi mai eficiente decât cristalele simple.

Panou din silicon amorf