Tehokkaat aurinkopaneelit

Aurinkopaneelien tehokkuuden ennätyksen haltija, joka on tavalla tai toisella nykyään markkinoilla saatavilla, ovat monikerroksisiin aurinkokennoihin perustuvat aurinkopaneelit, jotka on kehittänyt Fraunhoferin aurinkoenergiajärjestelmien instituutti Saksassa. Vuodesta 2005 Soitec on ollut mukana niiden kaupallisessa toteutuksessa.

Itse valokennojen koko ei ylitä 4 millimetriä ja auringonvalon tarkennus niihin saavutetaan apuväkevöivillä linsseillä, joiden ansiosta kylläinen auringonvalo muuttuu sähköksi, jonka hyötysuhde on 47%.

Akku sisältää neljä pn-liitosta, joten neljä erilaista valokennoyhteyttä voi vastaanottaa ja muuntaa tehokkaasti säteilyä tietyllä aallonpituudella auringonvalosta, joka on keskittynyt 297,3 kertaa aallonpituusalueella infrapuna-ultravioletti.

Tutkijat Frank Dimirotin johdolla asettivat aluksi itselleen monikerroksisten kiteiden kasvattamisen, ja löydettiin ratkaisu - he itävät substraatit kasvaakseen, ja tuloksena saatiin kide erilaisilla puolijohdekerroksilla, neljällä valosähköisellä alisolulla.

Kasvava prosessi on osoittautunut monimutkaisemmaksi kuin perinteisessä piiparistojen tuotannossa, mutta uusien paristojen suorituskyky on kaksinkertaistunut. Lisäksi keskittimellä varustetun järjestelmän luomiskustannukset ovat alhaisemmat kuin luotaessa perinteiset aurinkopaneelit.

Monikerroksisia aurinkokennoja on käytetty jo kauan avaruusaluksissa, mutta nyt aurinkoasemat on jo käynnistetty niiden perusteella 18 maassa. Tämä on mahdollista parantamalla ja vähentämällä tekniikan kustannuksia. Tämän seurauksena uusilla aurinkoasemilla varustettujen maiden määrä kasvaa, ja teollisten aurinkopaneelien markkinoilla on taipumus kilpailla.

Toiseksi sijoittuvat kolmikerroksisiin Sharp-aurinkokennoihin perustuvat aurinkopaneelit, joiden hyötysuhde nousi 44,4%: iin. Indiumgalliumfosfidi on valokennon ensimmäinen kerros, gallium-arsenidi on toinen, indiumgallium-arsenidi on kolmas kerros. Kolme kerrosta erotetaan dielektrisellä kerralla, joka toimii tunnelointivaikutuksen saavuttamiseksi.

Valon keskittyminen valokennoon saavutetaan Fresnel-linssin avulla, kuten saksalaisten kehittäjienkin kanssa, auringonvalo on keskittynyt 302 kertaa, ja se muunnetaan kolmikerroksisella puolijohdevalokennolla.

Sharp on jatkuvasti tutkinut tämän tekniikan kehitystä vuodesta 2003 lähtien japanilaisen julkishallinnon organisaation NEDO tuella, joka edistää tutkimusta ja kehitystä sekä teollisuus-, energia- ja ympäristöteknologian levittämistä. Vuoteen 2013 mennessä Sharp saavutti ennätyksen 44,4%.

Kaksi vuotta ennen Sharpia, vuonna 2011, amerikkalainen yritys Solar Junction oli jo vapauttanut samanlaisia ​​paristoja, mutta niiden hyötysuhde oli 43,5%, joiden elementtien koko oli 5 x 5 mm, ja tarkennus tehtiin myös linsseillä, jotka keskittyivät auringonvaloon 400 kertaa. Aurinkokennot olivat germaniumiin perustuvia kolmijärjestelmiä, ja ryhmä aikoi jopa luoda viiden ja kuuden liitoksen aurinkokennot spektrin parempaan kaappaamiseen. Yhtiö jatkaa tutkimusta tähän päivään asti.

Siten aurinkoparistoilla, jotka on valmistettu yhdessä keskittimien kanssa, kuten näemme, valmistetaan Euroopassa, Aasiassa ja Amerikassa, on ennätystehokkuus. Mutta nämä akut on valmistettu pääasiassa suurten maassa sijaitsevien aurinkovoimalaitosten rakentamiseen ja avaruusalusten tehokkaaseen virransyöttöön.

Äskettäin on saavutettu ennätys tavallisten kuluttajien aurinkopaneelien alalla, jotka ovat saatavilla useimmille, jotka haluavat toimittaa niitä esimerkiksi talon katolle.

Ilona Mask SolarCity esitteli syksyn 2015 puolivälissä tehokkaimpia kuluttaja aurinkopaneeleja, joiden hyötysuhde on yli 22%.

Tämä indikaattori vahvistettiin uusiutuvan energian testauskeskuksen laboratorion tekemillä mittauksilla. Buffalon tehdas asettaa jo tuotantosuunnitelman jokaiselle päivälle - 9–10 tuhatta aurinkopaneelia, joiden tarkkoja ominaisuuksia ei ole vielä ilmoitettu. Yhtiö aikoo jo toimittaa paristoillaan vähintään 200 000 kotia vuodessa.

Tosiasia on, että optimoidun teknologisen prosessin ansiosta yritys pystyi vähentämään merkittävästi tuotantokustannuksia ja lisäämään samalla tehokkuutta 2 kertaa verrattuna laajalle levinneisiin kuluttajapii-aurinkopaneeleihin. Musk on varma, että hänen aurinkopaneelinsa ovat suosituimpia kodinomistajien kanssa lähitulevaisuudessa.

Katso myös tästä aiheesta:5 epätavallista tulevaisuuden aurinkopaneelia