Päivänvalona aurinkoenergiavirrat saapuvat planeetan pinnalle. Tutkijat ja insinöörit ovat pitkään keksineet, miten sitä käytetään. Aurinkopaneelit voivat muuntaa päivänvalon energian. Niiden tehokkuus ei ole vielä kaukana ihanteellisesta, mutta ajan myötä se kasvaa asiantuntijoiden työn ansiosta.
Ohjeet
Vaihe 1
Aurinkokennon työ perustuu puolijohdekennojen fyysisiin ominaisuuksiin. Valon fotonit koputtavat elektroneja atomien ulkosäteeltä. Tässä tapauksessa muodostuu merkittävä määrä vapaita elektroneja. Jos suljet nyt piirin, sen läpi virtaa sähkövirta. Se on kuitenkin liian pieni rajoittumaan yhden tai kahden valokennon käyttöön.
Vaihe 2
Tyypillisesti yksittäiset komponentit yhdistetään järjestelmään pariston muodostamiseksi. Useita tällaisia paristoja käytetään moduulien muodostamiseen. Mitä enemmän aurinkokennoja on kytketty yhteen, sitä korkeampi teknisen järjestelmän tehokkuus. Aurinkopariston sijainti suhteessa valovirtaan on myös tärkeä. Energian määrä riippuu suoraan kulmasta, jossa auringon säteet putoavat valokennoihin.
Vaihe 3
Yksi aurinkokennon pääominaisuuksista on suorituskykykerroin (COP). Se määritellään tuloksena jakamalla vastaanotetun energian teho valovirran teholla, joka putoaa akun työpinnalle. Tähän mennessä käytännössä käytettyjen aurinkokennojen hyötysuhde on 10-25 prosenttia.
Vaihe 4
Syksyllä 2013 lehdistössä kerrottiin, että saksalaiset insinöörit onnistuivat luomaan kokeellisen valokennon, jonka hyötysuhde on lähes 45%. Tällaisen uskomattoman suorituskyvyn saavuttamiseksi tavallisessa aurinkokennojärjestelmässä suunnittelijoiden oli käytettävä nelikerroksista valokennoasettelua. Tämä antoi mahdollisuuden lisätä hyödyllisten puolijohdekohtien kokonaismäärää.
Vaihe 5
Asiantuntijat ovat laskeneet, että tulevaisuudessa on täysin mahdollista saavuttaa korkeammat, jopa 85 prosentin hyötysuhteet. Mikä on syy nykyisen akun jäljessä suunnitteluominaisuuksiin? Todellisten lukujen ja teoreettisesti mahdollisten indikaattorien välinen ero selitetään paristojen valmistuksessa käytettyjen materiaalien ominaisuuksilla. Paneelit on yleensä valmistettu piistä, joka voi absorboida vain infrapunasäteilyä. Mutta ultraviolettisäteiden energiaa ei melkein koskaan käytetä.
Vaihe 6
Yksi tavoista parantaa aurinkokennojen tehokkuutta on monikerroksisten rakenteiden käyttö. Tällainen moduuli sisältää useita ohuita kerroksia, jotka on valmistettu erilaisista materiaaleista. Tällöin aineet valitaan siten, että kerrokset sovitetaan yhteen energian absorboinnin kannalta. Teoriassa tällaiset monikerroksiset "kakut" voivat tuottaa jopa 90 prosentin hyötysuhteen.
Vaihe 7
Toinen lupaava kehityssuunta on piimonokiteistä valmistettujen paneelien käyttö. Valitettavasti tämä materiaali on edelleen paljon kalliimpaa kuin monikiteiset analogit. Siksi aurinkokennojen tehokkuuden lisäämiseksi on tarpeen tehdä suunnittelu kalliimmaksi, mikä lisää takaisinmaksuaikaa.
