Fisikawan dari Rusia telah meningkatkan efisiensi panel surya sebesar 20%

Hubungan antara efisiensi dan bahan dan teknologi

Bagaimana cara kerja panel surya? Berdasarkan sifat-sifat semikonduktor. Cahaya yang jatuh pada mereka menghasilkan knocking oleh partikel elektronnya yang terletak di orbit luar atom. Sejumlah besar elektron menciptakan potensi arus listrik - dalam kondisi rangkaian tertutup.

Untuk memberikan indikator daya normal, satu modul tidak akan cukup. Semakin banyak panel, semakin efisien pengoperasian radiator, yang memberikan listrik ke baterai, di mana ia akan menumpuk.Karena alasan inilah efisiensi panel surya juga tergantung pada jumlah modul yang dipasang. Semakin banyak, semakin banyak energi matahari yang mereka serap, dan indeks kekuatannya menjadi urutan besarnya lebih tinggi.

Dapatkah efisiensi baterai ditingkatkan? Upaya semacam itu dilakukan oleh pencipta mereka, dan lebih dari sekali. Jalan keluar di masa depan mungkin adalah produksi elemen yang terdiri dari beberapa bahan dan lapisannya. Materi diikuti sedemikian rupa sehingga modul dapat menyerap berbagai jenis energi.

Misalnya, jika satu zat bekerja dengan spektrum UV, dan yang lain dengan spektrum inframerah, efisiensi sel surya meningkat secara signifikan. Jika berpikir pada tataran teori, maka efisiensi tertinggi bisa menjadi indikator sekitar 90%.

Juga, jenis silikon memiliki pengaruh besar pada efisiensi tata surya mana pun. Atom-atomnya dapat diperoleh dengan beberapa cara, dan semua panel, berdasarkan ini, dibagi menjadi tiga varietas:

• kristal tunggal;
• polikristal;
• elemen silikon amorf.

Sel surya diproduksi dari monokristal, yang efisiensinya sekitar 20%. Mereka mahal karena mereka yang paling efisien. Biaya polikristal jauh lebih rendah, karena dalam hal ini kualitas pekerjaannya secara langsung tergantung pada kemurnian silikon yang digunakan dalam pembuatannya.

Elemen berdasarkan silikon amorf telah menjadi dasar untuk produksi panel surya fleksibel film tipis. Teknologi pembuatannya jauh lebih sederhana, biayanya lebih rendah, tetapi efisiensinya kurang - tidak lebih dari 6%. Mereka cepat aus. Oleh karena itu, untuk meningkatkan masa pakai mereka, selenium, galium, dan indium ditambahkan ke dalamnya.

Penggunaan

Elektronik portabel

Untuk menyediakan listrik dan / atau mengisi ulang baterai berbagai elektronik konsumen - kalkulator, pemutar, senter, dll.

Pasokan energi bangunan

Baterai surya di atap rumah

Sel surya berukuran besar, seperti kolektor surya, banyak digunakan di daerah tropis dan subtropis dengan banyak hari cerah. Sangat populer di negara-negara Mediterania, di mana mereka ditempatkan di atap rumah.

Rumah baru di Spanyol telah dilengkapi dengan pemanas air tenaga surya sejak Maret 2007 untuk menyediakan antara 30% dan 70% dari kebutuhan air panas mereka, tergantung pada lokasi rumah dan perkiraan konsumsi air. Bangunan non-perumahan (pusat perbelanjaan, rumah sakit, dll.) harus memiliki peralatan fotovoltaik.

Saat ini, transisi ke panel surya menimbulkan banyak kritik di kalangan masyarakat. Hal ini disebabkan oleh kenaikan harga listrik, kekacauan pemandangan alam. Penentang transisi panel surya dikritik karena itu transisi, sebagai pemilik rumah dan tanah yang panel surya terpasang dan ladang angin, menerima subsidi dari negara, tetapi penyewa biasa tidak. Dalam hal ini, Kementerian Ekonomi Federal Jerman telah mengembangkan undang-undang yang akan memungkinkan dalam waktu dekat untuk memperkenalkan manfaat bagi penyewa yang tinggal di rumah yang dilengkapi dengan energi dari instalasi fotovoltaik atau blok pembangkit listrik termal. Seiring dengan pembayaran subsidi kepada pemilik rumah yang menggunakan sumber energi alternatif, direncanakan untuk membayar subsidi kepada penyewa yang tinggal di rumah tersebut.

Gunakan di luar angkasa

Panel surya adalah salah satu cara utama untuk menghasilkan energi listrik di pesawat ruang angkasa: mereka beroperasi untuk waktu yang lama tanpa menggunakan bahan apa pun, dan pada saat yang sama ramah lingkungan, tidak seperti sumber energi nuklir dan radioisotop.

Namun, ketika terbang pada jarak yang sangat jauh dari Matahari (di luar orbit Mars), penggunaannya menjadi bermasalah, karena aliran energi matahari berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari Matahari. Saat terbang ke Venus dan Merkurius, sebaliknya, kekuatan baterai surya meningkat secara signifikan (di wilayah Venus 2 kali lipat, di wilayah Merkurius 6 kali lipat).

Gunakan dalam pengobatan

Ilmuwan Korea Selatan telah mengembangkan sel surya subkutan. Sumber energi mini dapat ditanamkan di bawah kulit seseorang untuk memastikan kelancaran pengoperasian perangkat yang ditanamkan di dalam tubuh, seperti alat pacu jantung. Baterai seperti itu 15 kali lebih tipis dari sehelai rambut dan dapat diisi ulang bahkan jika tabir surya dioleskan ke kulit.

Apa itu efisiensi?

Jadi, efisiensi baterai adalah jumlah potensi yang sebenarnya dihasilkannya, yang ditunjukkan dalam persentase. Untuk menghitungnya, perlu membagi daya energi listrik dengan daya energi matahari yang jatuh pada permukaan panel surya.

Sekarang angka ini berada di kisaran 12 hingga 25%. Meskipun dalam praktiknya, mengingat kondisi cuaca dan iklim, itu tidak naik di atas 15. Alasannya adalah bahan dari mana baterai surya dibuat. Silikon, yang merupakan "bahan baku" utama untuk pembuatannya, tidak memiliki kemampuan untuk menyerap spektrum UV dan hanya dapat bekerja dengan radiasi inframerah.Sayangnya, karena kekurangan ini, kita menyia-nyiakan energi spektrum UV dan tidak memanfaatkannya dengan baik.

Dampak pada kinerja berbagai faktor.

Meningkatkan efisiensi modul surya adalah sakit kepala bagi semua peneliti yang bekerja ke arah ini. Hingga saat ini, efisiensi perangkat tersebut berkisar antara 15 hingga 25%. Persentasenya sangat rendah. Baterai surya adalah perangkat yang sangat aneh, operasi yang stabil tergantung pada banyak alasan.

Faktor utama yang dapat mempengaruhi kinerja dalam dua cara meliputi:

• Bahan dasar sel surya. Yang terlemah dalam hal ini adalah panel surya polikristalin dengan efisiensi hingga 15%. Modul berbasis indium-gallium atau cadmium-tellurium, yang memiliki produktivitas hingga 20%, dapat dianggap menjanjikan.
• Orientasi penerima surya. Idealnya, panel surya dengan permukaan kerjanya harus menghadap matahari pada sudut yang tepat. Dalam posisi ini, mereka harus selama mungkin. Untuk meningkatkan durasi pemosisian modul yang benar di area matahari, rekan yang lebih mahal memiliki di gudang senjata mereka alat pelacak matahari yang memutar baterai mengikuti pergerakan bintang.
• Instalasi yang terlalu panas. Temperatur yang meningkat memiliki efek negatif pada pembangkit listrik, oleh karena itu, selama pemasangan, perlu untuk memastikan ventilasi dan pendinginan panel yang cukup. Ini dicapai dengan memasang celah berventilasi antara panel dan permukaan pemasangan.
• Bayangan yang ditimbulkan oleh objek apa pun dapat secara signifikan merusak efisiensi seluruh sistem.

Setelah memenuhi semua persyaratan, dan, jika mungkin, memasang panel di posisi yang tepat, Anda bisa mendapatkan panel surya dengan efisiensi tinggi. Itu tinggi, tidak maksimal. Faktanya adalah bahwa yang dihitung, atau efisiensi teoretis, adalah nilai yang diturunkan dalam kondisi laboratorium, dengan parameter rata-rata siang hari dan jumlah hari berawan.

Dalam praktiknya, tentu saja persentase efisiensinya akan lebih rendah.

Mengambil solar baterai untuk rumah Anda, lebih baik fokus pada batas kinerja bawah, daripada batas atas. Dengan memilih modul surya dan semua komponen yang sesuai untuk pekerjaan dengan cara ini, Anda dapat yakin bahwa kapasitas instalasi terpasang cukup. Dengan memilih batas kinerja yang lebih rendah dalam perhitungan, Anda dapat menghemat pembelian panel tambahan yang dibeli untuk reasuransi jika terjadi kekurangan daya.

Mendorong prospek pembangunan.

Sampai saat ini, rekor mutlak efisiensi energi surya milik pengembang Amerika dan 42,8%. Nilai ini lebih tinggi 2% dari rekor sebelumnya di tahun 2010. Rekor jumlah energi dicapai dengan peningkatan sel surya yang terbuat dari silikon kristal. Keunikan dari penelitian semacam itu adalah kenyataan bahwa semua pengukuran dilakukan secara eksklusif dalam kondisi kerja, yaitu, bukan di laboratorium dan bangunan rumah kaca, tetapi di tempat-tempat nyata dari instalasi yang diusulkan.

Di sela-sela semua laboratorium teknis yang sama, pekerjaan untuk meningkatkan rekor terakhir tidak berhenti. Target pengembang selanjutnya adalah batas efisiensi modul surya sebesar 50%.Setiap hari umat manusia semakin dekat dengan saat ketika energi matahari akan sepenuhnya menggantikan sumber energi berbahaya dan mahal yang digunakan saat ini, dan akan menjadi setara dengan raksasa seperti pembangkit listrik tenaga air.

Efisiensi berbagai jenis panel surya

Semua sel surya modern beroperasi berdasarkan sifat fisik semikonduktor. Foton sinar matahari, jatuh pada panel fotovoltaik, melumpuhkan elektron dari orbit luar atom. Akibatnya, gerakan mereka dimulai, yang mengarah pada munculnya arus listrik.

Panel tunggal tidak dapat memberikan daya normal, sehingga mereka terhubung dalam jumlah tertentu ke baterai surya biasa. Semakin banyak sel fotovoltaik yang terlibat dalam sistem, semakin tinggi output daya listriknya.

Mengetahui prinsip panel, Anda dapat menentukan efisiensinya. Secara teoritis, definisi efisiensi adalah jumlah listrik yang dihasilkan dibagi dengan jumlah energi dari sinar matahari yang jatuh pada panel tertentu. Secara teoritis, sistem modern mampu memberikan hingga 25%, tetapi pada kenyataannya angka ini tidak lebih dari 15%. Banyak tergantung pada bahan dari mana panel dibuat. Misalnya, silikon yang banyak digunakan hanya mampu menyerap sinar inframerah, dan energi sinar ultraviolet tidak dirasakan olehnya dan terbuang percuma.

Saat ini, pekerjaan sedang berlangsung pada pembuatan panel multilayer, yang memungkinkan pembuatan panel surya dengan efisiensi tinggi. Desain mereka mencakup berbagai bahan yang terletak di beberapa lapisan. Mereka dipilih sedemikian rupa sehingga mereka mampu menangkap semua kuanta energi utama.Artinya, setiap lapisan bahan tertentu mampu menyerap salah satu jenis energi.

Secara teoritis, untuk perangkat semacam itu, efisiensinya dapat meningkat hingga 87%, tetapi dalam praktiknya, teknologi untuk membuat panel semacam itu cukup rumit. Selain itu, biayanya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tata surya standar.

Efisiensi baterai surya sangat tergantung pada jenis silikon yang digunakan dalam sel surya. Semua panel berdasarkan bahan ini dibagi menjadi tiga jenis:

• Monocrystalline, dengan efisiensi 10-15%. Mereka dianggap yang paling efektif, dan harganya jauh lebih tinggi daripada perangkat lain.
• Polikristalin memiliki tingkat yang lebih rendah, tetapi biaya per wattnya jauh lebih rendah. Saat menggunakan bahan berkualitas tinggi, panel semacam itu terkadang lebih unggul dalam efisiensi daripada kristal tunggal.
• Panel film tipis fleksibel berdasarkan silikon amorf. Mereka mudah dibuat dan berbiaya rendah. Namun, efisiensi perangkat ini sangat rendah, sekitar 5-6%. Secara bertahap, selama operasi, kinerjanya menurun, produktivitas menjadi lebih rendah.

pro

1. Karena fakta bahwa tidak ada bagian dan elemen yang bergerak di panel, daya tahan meningkat. Produsen menjamin masa pakai 25 tahun.
2. Jika Anda mengikuti semua perawatan rutin dan aturan pengoperasian, pengoperasian sistem tersebut meningkat menjadi 50 tahun. Perawatannya cukup sederhana - bersihkan fotosel secara tepat waktu dari debu, salju, dan kontaminan alami lainnya.
3. Ini adalah daya tahan sistem yang merupakan faktor penentu untuk pembelian dan pemasangan panel. Setelah semua biaya lunas, listrik yang dihasilkan akan gratis.

Hambatan paling penting untuk meluasnya penggunaan sistem semacam itu adalah biayanya yang tinggi. Dengan rendahnya efisiensi panel surya domestik, ada keraguan serius tentang kebutuhan ekonomi untuk metode pembangkit listrik ini.

Tetapi sekali lagi, perlu untuk mengevaluasi secara wajar kemampuan sistem ini dan, berdasarkan ini, menghitung pengembalian yang diharapkan. Tidak mungkin untuk sepenuhnya menggantikan listrik tradisional, tetapi sangat mungkin untuk menghemat uang dengan menggunakan tata surya.

Selain itu, sulit untuk tidak memperhatikan manfaat seperti:

• Mendapatkan listrik di daerah yang paling terpencil dari peradaban;
• otonomi;
• Kebisingan.

Kekurangan tenaga surya

• Kebutuhan untuk menggunakan area yang luas;
• Pembangkit listrik tenaga surya tidak bekerja pada malam hari dan tidak bekerja cukup efisien pada senja hari, sedangkan puncak konsumsi daya terjadi justru pada malam hari;
• Terlepas dari kebersihan lingkungan dari energi yang diterima, sel surya itu sendiri mengandung zat beracun, seperti timbal, kadmium, galium, arsenik, dll.

Pembangkit listrik tenaga surya dikritik karena biaya tinggi, serta stabilitas rendah halida timbal kompleks dan toksisitas senyawa ini. Saat ini, pengembangan aktif semikonduktor bebas timah untuk sel surya, misalnya, berdasarkan bismut dan antimon, sedang berlangsung.

Karena efisiensinya yang rendah, yang mencapai 20 persen, panel surya menjadi sangat panas. Sisa 80 persen energi matahari Cahaya memanaskan panel surya hingga suhu rata-rata sekitar 55°C. DARI peningkatan suhu sel fotovoltaik sebesar 1°, efisiensinya turun 0,5%.Ketergantungan ini tidak linier dan peningkatan suhu elemen sebesar 10° menyebabkan penurunan efisiensi hampir dua kali lipat. Elemen aktif dari sistem pendingin (kipas atau pompa) yang memompa zat pendingin mengkonsumsi sejumlah besar energi, memerlukan perawatan berkala dan mengurangi keandalan seluruh sistem. Sistem pendingin pasif memiliki kinerja yang sangat rendah dan tidak dapat mengatasi tugas pendinginan panel surya.

Perhitungan kinerja

Penggunaan energi matahari dan rasionalitas ekonomi dari konsep tersebut menentukan efektivitas semua jenis sistem panel surya. Pertama-tama, biaya transformasi diperhitungkan. energi matahari menjadi listrik.

Seberapa menguntungkan dan efektif sistem tersebut ditentukan oleh faktor-faktor seperti:

• Jenis panel surya dan peralatan terkait;
• Efisiensi fotosel dan biayanya;
• Kondisi iklim. Daerah yang berbeda memiliki aktivitas matahari yang berbeda. Ini juga mempengaruhi periode pengembalian.

Bagaimana memilih kinerja yang tepat

Sebelum membeli panel, Anda perlu mengetahui efisiensi yang dibutuhkan dari baterai solar.

Jika tingkat konsumsi rumah tangga Anda, misalnya 100 kW/bulan (menurut meteran listrik), maka disarankan agar sel surya menghasilkan jumlah yang sama.

Memutuskan ini. Mari kita pergi lebih jauh.

Jelas bahwa stasiun surya hanya beroperasi pada siang hari. Selain itu, kekuatan papan nama akan dicapai dengan adanya langit yang cerah. Selain itu, daya puncak dapat dicapai dengan syarat sinar matahari jatuh ke permukaan. pada sudut kanan.

Saat posisi matahari berubah, begitu juga sudut panel.Dengan demikian, pada sudut besar, penurunan daya yang nyata akan diamati. Ini hanya pada hari yang cerah. Dalam cuaca berawan, penurunan daya 15-20 kali dapat dijamin. Bahkan awan kecil atau kabut menyebabkan penurunan daya 2-3 kali

Ini juga harus diperhitungkan

Sekarang - bagaimana cara menghitung waktu pengoperasian panel?

Periode pengoperasian di mana baterai dapat beroperasi secara efektif pada kapasitas hampir penuh adalah sekitar 7 jam. Dari jam 9 pagi sampai jam 4 sore. Di musim panas, ada lebih banyak siang hari, tetapi pembangkitan listrik di pagi dan sore hari sangat kecil - dalam 20-30%. Sisanya, ini 70%, akan dibangkitkan lagi pada siang hari, dari jam 9 pagi sampai jam 4 sore.

Jadi, ternyata jika panel memiliki kekuatan papan nama 1 kW, maka di musim panas, yang paling cerah sehari akan menghasilkan 7 kW / jam listrik. Asalkan mereka akan bekerja dari 9 hingga 16 jam sehari. Artinya, itu akan berjumlah 210 kWh listrik per bulan!

Ini adalah paket panel. Dan satu soket dengan daya hanya 100 watt? Untuk sehari itu akan memberikan 700 watt / jam. 21 kW per bulan.

Cara membuat panel surya Anda bekerja seefisien mungkin

Kinerja tata surya tergantung pada:

• indikator suhu;
• sudut datang sinar matahari;
• kondisi permukaan (harus selalu bersih);
• kondisi cuaca;
• ada atau tidaknya bayangan.

Sudut datang sinar matahari yang optimal pada panel adalah 90 °, yaitu garis lurus. Sudah ada tata surya yang dilengkapi dengan perangkat unik. Mereka memungkinkan Anda untuk memantau posisi bintang di luar angkasa. Ketika posisi Matahari terhadap Bumi berubah, sudut kemiringan tata surya juga berubah.

Pemanasan elemen yang konstan juga tidak memiliki efek terbaik pada kinerjanya. Ketika energi diubah, kerugian serius terjadi. Oleh karena itu, ruang kecil harus selalu ditinggalkan antara tata surya dan permukaan tempat ia dipasang. Arus udara yang lewat di dalamnya akan berfungsi sebagai cara pendinginan alami.

Kemurnian panel surya juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi efisiensinya. Jika mereka sangat tercemar, mereka mengumpulkan lebih sedikit cahaya, yang berarti efisiensinya berkurang.

Juga, instalasi yang benar memainkan peran besar. Saat memasang sistem, tidak mungkin membiarkan bayangan jatuh di atasnya. Sisi terbaik tempat mereka direkomendasikan untuk dipasang adalah selatan.

Beralih ke kondisi cuaca, kita dapat sekaligus menjawab pertanyaan populer apakah panel surya berfungsi dalam cuaca mendung. Tentu saja, pekerjaan mereka terus berlanjut, karena radiasi elektromagnetik yang berasal dari Matahari mengenai Bumi setiap saat sepanjang tahun. Tentu saja, kinerja panel (COP) akan jauh lebih rendah, terutama di daerah dengan banyak hari hujan dan berawan dalam setahun. Dengan kata lain, mereka akan menghasilkan listrik, tetapi dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada di daerah dengan iklim cerah dan panas.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi sel surya

Fitur struktur fotosel menyebabkan penurunan kinerja panel dengan meningkatnya suhu.

Peredupan sebagian panel menyebabkan penurunan tegangan keluaran karena hilangnya elemen yang tidak menyala, yang mulai bertindak sebagai beban parasit. Kelemahan ini dapat dihilangkan dengan memasang bypass pada setiap fotosel panel.Dalam cuaca berawan, tanpa adanya sinar matahari langsung, panel yang menggunakan lensa untuk memusatkan radiasi menjadi sangat tidak efisien, karena efek lensa menghilang.

Dari kurva kinerja panel fotovoltaik, dapat dilihat bahwa untuk mencapai efisiensi terbesar, diperlukan pemilihan tahanan beban yang tepat. Untuk melakukan ini, panel fotovoltaik tidak terhubung langsung ke beban, tetapi menggunakan pengontrol manajemen sistem fotovoltaik yang memastikan pengoperasian panel yang optimal.

Bagaimana cara kerja baterai surya?

Semua sel surya modern bekerja berkat penemuan yang dibuat oleh fisikawan Alexandre Becquerel pada tahun 1839 - prinsip pengoperasian semikonduktor.

Jika fotosel silikon di pelat atas dipanaskan, maka atom semikonduktor silikon dilepaskan. Mereka mencoba menangkap atom-atom dari pelat bawah. Sesuai sepenuhnya dengan hukum fisika, elektron pelat bawah harus kembali ke keadaan semula. Elektron ini terbuka satu arah - melalui kabel. Energi yang tersimpan ditransfer ke baterai dan dikembalikan ke wafer silikon atas.

Cerita

Pada tahun 1842, Alexandre Edmond Becquerel menemukan efek mengubah cahaya menjadi listrik. Charles Fritts mulai menggunakan selenium untuk mengubah cahaya menjadi listrik. Prototipe pertama sel surya diciptakan oleh ahli fotokimia Italia Giacomo Luigi Chamichan.

Pada tanggal 25 Maret 1948, Bell Laboratories mengumumkan pembuatan sel surya berbasis silikon pertama untuk menghasilkan arus listrik. Penemuan ini dilakukan oleh tiga karyawan perusahaan - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin dan Gerald Pearson. Sudah 4 tahun kemudian, pada 17 Maret 1958, sebuah satelit yang menggunakan panel surya, Avangard-1, diluncurkan di AS. Pada 15 Mei 1958, sebuah satelit yang menggunakan panel surya, Sputnik-3, juga diluncurkan di Uni Soviet.

Ini menarik: Di Jerman, dibangun yang tertinggi ladang angin di dunia

Seberapa cepat panel surya akan terbayar?

Biaya panel surya saat ini cukup tinggi. Dan dengan mempertimbangkan nilai efisiensi panel yang rendah, masalah pengembaliannya sangat relevan. Masa pakai baterai yang ditenagai oleh energi matahari adalah sekitar 25 tahun atau lebih. Kami akan berbicara tentang apa yang menyebabkan masa pakai yang begitu lama nanti, tetapi untuk saat ini kami akan menemukan pertanyaan yang disuarakan di atas.

Periode pengembalian dipengaruhi oleh:

• Jenis peralatan yang dipilih. Sel surya lapisan tunggal memiliki efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan sel surya multi-lapisan, tetapi juga memiliki harga yang jauh lebih rendah.
• Lokasi geografis, yaitu semakin banyak sinar matahari di daerah Anda, semakin cepat modul yang dipasang akan terbayar.
• Biaya peralatan. Semakin banyak uang yang Anda keluarkan untuk pembelian dan pemasangan elemen yang membentuk sistem hemat energi surya, semakin lama periode pengembaliannya.
• Biaya sumber daya energi di wilayah Anda.

Periode pengembalian rata-rata untuk negara-negara Eropa Selatan adalah 1,5-2 tahun, untuk negara-negara Eropa Tengah - 2,5-3,5 tahun, dan di Rusia periode pengembalian adalah sekitar 2-5 tahun.Dalam waktu dekat, efisiensi panel surya akan meningkat secara signifikan, hal ini disebabkan oleh perkembangan teknologi yang lebih maju yang meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya panel. Dan akibatnya, periode di mana sistem penghematan energi pada energi surya akan membayar sendiri juga akan berkurang.

Perkembangan terbaru yang meningkatkan efisiensi

Hampir setiap hari, para ilmuwan di seluruh dunia mengumumkan pengembangan metode baru untuk meningkatkan efisiensi modul surya. Mari berkenalan dengan yang paling menarik dari mereka. Tahun lalu, Sharp memperkenalkan sel surya ke publik dengan efisiensi 43,5%. Mereka mampu mencapai angka ini dengan memasang lensa untuk memfokuskan energi secara langsung pada elemen.

Fisikawan Jerman tidak ketinggalan Sharp. Pada Juni 2013, mereka memperkenalkan sel surya mereka dengan luas hanya 5,2 meter persegi. mm, terdiri dari 4 lapisan elemen semikonduktor. Teknologi ini memungkinkan untuk mencapai efisiensi 44,7%. Efisiensi maksimum dalam hal ini juga dicapai dengan menempatkan cermin cekung dalam fokus.

Pada Oktober 2013, hasil karya ilmuwan dari Stanford diterbitkan. Mereka telah mengembangkan komposit tahan panas baru yang mampu meningkatkan kinerja sel fotovoltaik. Nilai efisiensi teoritis sekitar 80%. Seperti yang kami tulis di atas, semikonduktor, yang mencakup silikon, hanya mampu menyerap radiasi IR. Jadi tindakan material komposit baru ditujukan untuk mengubah radiasi frekuensi tinggi menjadi inframerah.

Ilmuwan Inggris adalah yang berikutnya. Mereka mengembangkan teknologi yang mampu meningkatkan efisiensi sel sebesar 22%.Mereka mengusulkan untuk menempatkan aluminium nanospikes pada permukaan halus panel film tipis. Logam ini dipilih karena fakta bahwa ia tidak menyerap sinar matahari, tetapi, sebaliknya, menyebarkannya. Akibatnya, jumlah energi matahari yang diserap meningkat. Oleh karena itu peningkatan kinerja baterai surya.

Hanya perkembangan utama yang diberikan di sini, tetapi masalahnya tidak terbatas pada mereka. Para ilmuwan berjuang untuk setiap sepersepuluh persen, dan sejauh ini mereka berhasil. Mari berharap dalam waktu dekat efisiensi panel surya akan berada pada tingkat yang tepat. Toh, manfaat dari penggunaan panel akan lebih maksimal.

Artikel ini disiapkan oleh Abdullina Regina

Moskow sudah menggunakan teknologi baru untuk penerangan jalan dan taman, saya pikir efisiensi ekonomi telah dihitung di sana:

Jenis fotosel surya dan efisiensinya

Pengoperasian panel surya didasarkan pada sifat-sifat elemen semikonduktor. Sinar matahari yang jatuh pada panel fotovoltaik merobohkan elektron dari orbit terluar atom oleh foton. Sejumlah besar elektron yang dihasilkan memberikan arus listrik dalam rangkaian tertutup. Satu atau dua panel untuk daya normal tidak cukup. Oleh karena itu, beberapa bagian digabungkan menjadi panel surya. Untuk mendapatkan tegangan dan daya yang diperlukan, mereka dihubungkan secara paralel dan seri. Jumlah sel surya yang lebih besar memberikan area yang lebih besar untuk menyerap energi matahari dan menghasilkan lebih banyak daya.

fotosel

Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi adalah pembuatan panel multilayer. Struktur seperti itu terdiri dari seperangkat bahan yang disusun berlapis-lapis. Pemilihan bahan dilakukan sedemikian rupa sehingga kuanta energi yang berbeda ditangkap.Lapisan dengan satu bahan menyerap satu jenis energi, dengan yang kedua satu sama lain, dan seterusnya. Akibatnya, dimungkinkan untuk membuat panel surya dengan efisiensi tinggi. Secara teoritis, panel sandwich semacam itu dapat memberikan Efisiensi hingga 87 persen. Tetapi ini secara teori, tetapi dalam praktiknya, pembuatan modul semacam itu bermasalah. Plus, mereka menjadi sangat mahal.

Efisiensi tata surya juga dipengaruhi oleh jenis silikon yang digunakan dalam sel surya. Tergantung pada produksi atom silikon, mereka dapat dibagi menjadi 3 jenis:

• Monokristalin;
• Polikristalin;
• Panel silikon amorf.

Sel surya yang terbuat dari silikon kristal tunggal memiliki efisiensi 10-15 persen. Mereka adalah yang paling efisien dan biaya yang paling. Model silikon polikristalin memiliki watt listrik termurah. Banyak tergantung pada kemurnian bahan, dan dalam beberapa kasus, elemen polikristalin bisa lebih efektif daripada kristal tunggal.

Panel silikon amorf