Během denního světla vstupují na povrch planety proudy sluneční energie. Vědci a inženýři již dlouho přišli na to, jak ji používat. Solární panely mohou přeměňovat energii denního světla. Jejich účinnost ještě zdaleka není ideální, ale postupem času se zvýší díky práci specialistů.
Instrukce
Krok 1
Práce solárního článku je založena na fyzikálních vlastnostech polovodičových článků. Fotony světla vyřazují elektrony z vnějšího poloměru atomů. V tomto případě se vytvoří značný počet volných elektronů. Pokud nyní obvod uzavřete, protéká ním elektrický proud. Je však příliš malý na to, aby se omezil na použití jedné nebo dvou fotobuněk.
Krok 2
Typicky se jednotlivé komponenty kombinují do systému a tvoří baterii. Několik takových baterií se používá k vytvoření modulů. Čím více solárních článků je propojeno, tím vyšší je účinnost technického systému. Poloha solární baterie vzhledem k světelnému toku je také důležitá. Množství energie přímo závisí na úhlu, pod kterým sluneční paprsky dopadají na fotobuňky.
Krok 3
Jednou z hlavních výkonnostních charakteristik solárního článku je výkonnostní koeficient (COP). Je definován jako výsledek dělení síly přijímané energie výkonem světelného toku, který dopadá na pracovní plochu baterie. Účinnost solárních článků používaných v praxi se doposud pohybuje od 10 do 25 procent.
Krok 4
Na podzim roku 2013 se v tisku objevily zprávy, že němečtí inženýři dokázali vytvořit experimentální fotobuňku, jejíž účinnost se blíží 45%. K dosažení takového neuvěřitelného výkonu pro standardní solární pole museli designéři použít čtyřpodlažní rozložení fotobuněk. To umožnilo zvýšit celkový počet užitečných polovodičových spojení.
Krok 5
Odborníci vypočítali, že v budoucnu bude docela možné dosáhnout vyšší míry účinnosti, a to až 85%. Jaký je důvod pro současné zaostávání baterie za konstrukčními vlastnostmi? Rozdíl mezi reálnými čísly a teoreticky možnými ukazateli je vysvětlen vlastnostmi materiálů použitých k výrobě baterií. Panely jsou obvykle vyrobeny z křemíku, který může absorbovat pouze infračervené záření. Energie ultrafialového záření se však téměř nikdy nevyužije.
Krok 6
Jedním ze způsobů, jak zlepšit účinnost solárních článků, je použití vícevrstvých struktur. Takový modul obsahuje několik tenkých vrstev vyrobených z odlišných materiálů. V tomto případě jsou látky vybrány tak, aby byly vrstvy sladěny z hlediska absorpce energie. Teoreticky mohou takové vícevrstvé „koláče“poskytovat účinnost až téměř 90%.
Krok 7
Dalším slibným směrem vývoje je použití panelů vyrobených z monokrystalů křemíku. Bohužel je tento materiál stále mnohem dražší než polykrystalické analogy. Aby se zvýšila účinnost solárních článků, je tedy nutné návrh zdražit, což zvyšuje dobu návratnosti.
