Күндізгі жарық кезінде күн энергиясының ағындары планетаның бетіне шығады. Ғалымдар мен инженерлер оны қалай қолдануды бұрыннан ойластырып алған. Күн панельдері күн сәулесінің энергиясын түрлендіре алады. Олардың тиімділігі әлі де болса идеалдан алыс, бірақ уақыт өте келе мамандардың жұмысы арқасында артады.
Нұсқаулық
1-қадам
Күн батареясының жұмысы жартылай өткізгіш жасушалардың физикалық қасиеттеріне негізделген. Жарық фотондары атомдардың сыртқы радиусынан электрондарды ығыстырады. Бұл жағдайда бос электрондардың едәуір саны пайда болады. Егер сіз қазір тізбекті жауып тастасаңыз, ол арқылы электр тогы өтеді. Алайда, бұл өте кішкентай, тек бір немесе екі фотоэлементтерді қолданумен шектелуге болмайды.
2-қадам
Әдетте, жеке компоненттер батареяны қалыптастыру үшін жүйеге біріктіріледі. Осындай бірнеше батарея модульдерді қалыптастыру үшін қолданылады. Күн батареялары қаншалықты көп байланысқан сайын, техникалық жүйенің тиімділігі соғұрлым жоғары болады. Күн батареясының жарық ағынына қатысты орны да маңызды. Энергия мөлшері фотоэлементтерге күн сәулесінің түсу бұрышына тікелей байланысты.
3-қадам
Күн батареясының негізгі сипаттамаларының бірі - өнімділік коэффициенті (COP). Ол алынған энергияның қуатын батареяның жұмыс бетіне түсетін жарық ағынының қуатына бөлу нәтижесінде анықталады. Бүгінгі күні тәжірибеде қолданылатын күн батареяларының тиімділігі 10-дан 25 пайызға дейін.
4-қадам
2013 жылдың күзінде баспасөзде неміс инженерлері тиімділігі 45% -ға жуық болатын эксперименттік фотоэлемент құра алды деген хабарламалар пайда болды. Стандартты күн массиві үшін осындай керемет өнімділікке жету үшін дизайнерлерге төрт қабатты фотоэлементтің макетін қолдану керек болды. Бұл пайдалы жартылай өткізгіш қосылыстарының жалпы санын көбейтуге мүмкіндік берді.
5-қадам
Сарапшылар болашақта тиімділіктің жоғары деңгейіне 85% дейін жетуге болатындығын есептеді. Қазіргі батареяның дизайн сипаттамасынан артта қалуының себебі неде? Нақты сандар мен теориялық мүмкін индикаторлар арасындағы айырмашылық батареяларды жасауға қолданылатын материалдардың қасиеттерімен түсіндіріледі. Панельдер әдетте инфрақызыл сәулеленуді ғана сіңіре алатын кремнийден жасалады. Бірақ ультрафиолет сәулелерінің энергиясы ешқашан қолданылмайды.
6-қадам
Күн батареяларының тиімділігін арттыру тәсілдерінің бірі - көп қабатты құрылымдарды қолдану. Мұндай модульге ұқсас емес материалдардан жасалған бірнеше жұқа қабаттар кіреді. Бұл жағдайда заттар қабаттарды энергия сіңіру тұрғысынан сәйкес келетін етіп таңдалады. Теория жүзінде мұндай көп қабатты «пирожныйлар» тиімділікті 90% -ға дейін қамтамасыз ете алады.
7-қадам
Дамудың тағы бір перспективалық бағыты - кремний монокристалдарынан жасалған панельдерді пайдалану. Өкінішке орай, бұл материал поликристалды аналогтарға қарағанда әлдеқайда қымбат. Осылайша, күн батареяларының тиімділігін арттыру үшін дизайнды қымбаттау қажет, бұл өтелу мерзімін арттырады.
