Počas denného svetla vstupujú na povrch planéty prúdy slnečnej energie. Vedci a inžinieri už dávno prišli na to, ako ju používať. Solárne panely môžu premieňať energiu denného svetla. Ich účinnosť ešte zďaleka nie je ideálna, ale časom sa vďaka práci špecialistov zvýši.
Inštrukcie
Krok 1
Práca solárneho článku je založená na fyzikálnych vlastnostiach polovodičových článkov. Fotóny svetla vyrážajú elektróny z vonkajšieho polomeru atómov. V takom prípade sa vytvorí značný počet voľných elektrónov. Ak teraz okruh uzavriete, bude ním pretekať elektrický prúd. Je však príliš malý na to, aby sa obmedzil na použitie jednej alebo dvoch fotobuniek.
Krok 2
Typicky sú jednotlivé komponenty skombinované do systému, aby vytvorili batériu. Na výrobu modulov sa používa niekoľko takýchto batérií. Čím viac solárnych článkov je navzájom prepojených, tým vyššia je účinnosť technického systému. Dôležitá je tiež poloha solárnej batérie vo vzťahu k svetelnému toku. Množstvo energie priamo závisí od uhla, pod ktorým slnečné lúče dopadajú na fotobunky.
Krok 3
Jednou z hlavných výkonových charakteristík solárneho článku je výkonový koeficient (COP). Definuje sa ako výsledok vydelenia výkonu prijatej energie výkonom svetelného toku, ktorý dopadá na pracovnú plochu batérie. Doteraz sa účinnosť solárnych článkov používaných v praxi pohybuje od 10 do 25 percent.
Krok 4
Na jeseň 2013 sa v tlači objavili správy, že nemeckým inžinierom sa podarilo vytvoriť experimentálnu fotobunku, ktorej účinnosť sa blíži k 45%. Na dosiahnutie takého neuveriteľného výkonu pre štandardné solárne pole museli dizajnéri použiť štvorpodlažné rozloženie fotobunky. To umožnilo zvýšiť celkový počet užitočných spojov polovodičov.
Krok 5
Odborníci vypočítali, že v budúcnosti bude celkom možné dosiahnuť vyššiu mieru účinnosti, až 85%. Aký je dôvod súčasného zaostávania batérie za konštrukčnými vlastnosťami? Rozdiel medzi skutočnými číslami a teoreticky možnými ukazovateľmi je vysvetlený vlastnosťami materiálov použitých na výrobu batérií. Panely sú zvyčajne vyrobené z kremíka, ktorý dokáže absorbovať iba infračervené žiarenie. Energia ultrafialového žiarenia sa ale takmer nikdy nepoužíva.
Krok 6
Jedným zo spôsobov, ako zvýšiť účinnosť solárnych článkov, je použitie viacvrstvových štruktúr. Takýto modul obsahuje niekoľko tenkých vrstiev vyrobených z odlišných materiálov. V tomto prípade sa látky vyberú tak, aby sa vrstvy zosúladili z hľadiska absorpcie energie. Teoreticky môžu takéto viacvrstvové „koláče“poskytovať účinnosť až takmer 90%.
Krok 7
Ďalším sľubným smerom vývoja je použitie panelov vyrobených z monokryštálov kremíka. Bohužiaľ je tento materiál stále oveľa nákladnejší ako polykryštalické analógy. Pre zvýšenie účinnosti solárnych článkov je teda potrebné návrh predražiť, čo zvyšuje dobu návratnosti.
