Efektyvumo saulės kolektoriai

Saulės energijos plokščių, vienaip ar kitaip esamų rinkoje šiandien, efektyvumo rekordininkas yra saulės baterijos, pagamintos iš daugiasluoksnių saulės elementų, sukurtų Vokietijos saulės energijos sistemų instituto „Fraunhofer“. Nuo 2005 m. „Soitec“ užsiima jų komerciniu įgyvendinimu.

Pačių fotoelementų dydis neviršija 4 milimetrų, o saulės šviesa jose sutelkiama naudojant pagalbinius koncentruojančius lęšius, kurių dėka prisotinta saulės šviesa paverčiama elektra, o efektyvumas siekia 47%.

Baterijoje yra keturios pn jungtys, kad keturios skirtingos fotoelementų jungtys galėtų efektyviai priimti ir konvertuoti tam tikro bangos ilgio spinduliuotę iš saulės spindulių, koncentruotų 297,3 karto bangų ilgių diapazone nuo infraraudonųjų spindulių iki ultravioletinių spindulių.

Tyrėjai, vadovaujami Franko Dimiroto, iš pradžių užsibrėžė sau užauginti daugiasluoksnį kristalą ir buvo rastas sprendimas - jie daigino substratus, kad galėtų augti, ir dėl to kristalas buvo išgaunamas įvairiais puslaidininkių sluoksniais, turinčiais keturis fotoelementus.

Augantis procesas pasirodė sudėtingesnis nei tradicinėje silikono baterijų gamyboje, tačiau naujų baterijų našumas padvigubėjo. Be to, sistemos su stebuliu sukūrimo išlaidos yra mažesnės nei kuriant įprastos saulės baterijos.

Daugiasluoksniai saulės elementai ilgą laiką buvo naudojami erdvėlaiviuose, tačiau dabar jų pagrindu jau buvo paleistos saulės stotys 18 šalių. Tai padaryti įmanoma patobulinus ir sumažinant technologijos kainą. Dėl to išaugs šalių, kuriose įrengtos naujos saulės stotys, skaičius, o pramoninių saulės baterijų rinkoje yra tendencija į konkurenciją.

Antroje vietoje yra saulės baterijos, pagamintos iš trijų sluoksnių „Sharp“ saulės elementų, kurių efektyvumas siekė 44,4%. Indio galio fosfidas yra pirmasis fotoelemento sluoksnis, galio arsenidas yra antrasis, indžio galio arsenidas yra trečias sluoksnis. Trys sluoksniai yra atskirti dielektriku, kuris padeda pasiekti tunelio efektą.

Šviesos koncentracija fotoelemente pasiekiama Fresnel objektyvo dėka, kaip, pasak vokiečių kūrėjų, saulės šviesa yra sukoncentruota 302 kartus, o ją paverčia trijų sluoksnių puslaidininkinis fotoelementas.

„Sharp“ nuo 2003 m., Remdamas Japonijos viešojo administravimo organizaciją NEDO, kuri skatina mokslinius tyrimus ir plėtrą, taip pat pramonės, energetikos ir aplinkos technologijų sklaidą, nuolatos vykdo šios technologijos plėtros tyrimus. Iki 2013 m. „Sharp“ pasiekė 44,4 proc.

Praėjus dvejiems metams iki „Sharp“, 2011 m., Amerikiečių kompanija „Solar Junction“ jau buvo išleidusi panašias baterijas, tačiau jų efektyvumas siekė 43,5 proc., Kurių elementai buvo 5 x 5 mm dydžio, o dėmesys taip pat buvo daromas su objektyvais, 400 kartų sutelkiant saulės šviesą. Saulės elementai buvo trijų jungčių, paremtų germaniumu, ir grupė net planavo sukurti penkių ir šešių sankryžų saulės elementus, kad geriau užfiksuotų spektrą. Bendrovė iki šiol vykdo tyrimus.

Taigi saulės baterijos, pagamintos kartu su koncentratoriais, kurios, kaip matome, gaminamos Europoje, Azijoje ir Amerikoje, yra aukščiausio rekordinio efektyvumo. Tačiau šios baterijos daugiausia yra skirtos stambių antžeminių saulės elektrinių statybai ir efektyviam kosminių laivų energijos tiekimui.

Neseniai buvo pasiektas rekordas paprastų vartotojų saulės baterijų srityje, kuriomis gali naudotis dauguma norinčių jas aprūpinti, pavyzdžiui, namo stogu.

2015 m. Rudens viduryje bendrovė „Ilona Mask SolarCity“ pristatė efektyviausias vartotojui skirtas saulės baterijas, kurių efektyvumas viršija 22 proc.

Šį rodiklį patvirtino atsinaujinančios energijos bandymų centro laboratorijoje atlikti matavimai. Bafalo gamykla jau nustato kiekvienos dienos gamybos planą - nuo 9 iki 10 tūkstančių saulės baterijų, kurių tikslios savybės dar nepraneštos. Kompanija jau planuoja kasmet aprūpinti mažiausiai 200 000 namų su savo baterijomis.

Faktas yra tas, kad optimizuotas technologinis procesas leido įmonei žymiai sumažinti gamybos sąnaudas, tuo pačiu padidindamas efektyvumą 2 kartus, palyginti su plačiai paplitusiomis silicio saulės baterijomis. Muskas įsitikinęs, kad būtent jo saulės baterijos artimiausiu metu bus populiariausios tarp namų savininkų.

Taip pat žiūrėkite šia tema:5 neįprastos ateities saulės baterijos