Učinkoviti solarni paneli

Rekorder u pogledu učinkovitosti među solarnim pločama, koje su na ovaj ili onaj način dostupne na tržištu danas, jesu solarni paneli na bazi višeslojnih solarnih ćelija koje je u Njemačkoj Fraunhofer institut razvio iz Instituta za solarnu energiju. Soitec se od 2005. bavi njihovom komercijalnom implementacijom.

Veličina samih fotoćelija ne prelazi 4 milimetra, a fokusiranje sunčeve svjetlosti na njih postiže se korištenjem pomoćnih koncentrirajućih leća, zahvaljujući kojima se zasićena sunčeva svjetlost pretvara u električnu energiju s efikasnošću koja doseže 47%.

Baterija sadrži četiri pn spoja tako da četiri različite veze fotoćelije mogu učinkovito primati i pretvarati zračenje specifične valne duljine iz sunčeve svjetlosti koncentrirane 297,3 puta u valnom rasponu od infracrvenog do ultraljubičastog.

Istraživači, pod vodstvom Franka Dimirota, u početku su si postavili zadatak uzgajanja višeslojnog kristala i pronađeno je rješenje - proklijali su supstrati za uzgoj, a kao rezultat toga dobiven je kristal s raznim poluvodičkim slojevima, s četiri fotoelektrične potkoljenice.

Proces rasta pokazao se složenijim nego što je to slučaj u tradicionalnoj proizvodnji silikonskih baterija, ali performanse novih baterija su se udvostručile. Osim toga, trošak izrade sustava s koncentratorima niži je nego kod stvaranja konvencionalne solarne ploče.

Višeslojne solarne ćelije dugo se koriste na svemirskim brodovima, ali sada su solarne stanice već pokrenute na njihovoj osnovi u 18 zemalja. To je omogućeno poboljšanjem i smanjenjem troškova tehnologije. Kao rezultat toga, broj zemalja opremljenih novim solarnim stanicama rasti će i postoji tendencija konkurencije na tržištu industrijskih solarnih panela.

Na drugom su mjestu solarni paneli temeljeni na troslojnim solarnim ćelijama Sharp čija je učinkovitost dosegla 44,4%. Indij galij-fosfid je prvi sloj fotoćelije, galijev arsenid je drugi, arzijed indij galij je treći sloj. Tri sloja su razdvojena dielektrikom koji služi za postizanje efekta tuneliranja.

Koncentracija svjetlosti na fotoćeliji postiže se zahvaljujući Fresnelovoj leći, kao i kod njemačkih programera, sunčeva svjetlost koncentrirana je 302 puta, a pretvara se troslojnom poluvodičkom fotocelijom.

Istraživanja o razvoju ove tehnologije Sharp kontinuirano provodi od 2003. uz potporu NEDO-a, japanske organizacije javne uprave koja promiče istraživanja i razvoj, kao i širenje industrijskih, energetskih i ekoloških tehnologija. Do 2013. godine Sharp je postigao rekordnih 44,4%.

Dvije godine prije Sharpa, 2011. godine, američka tvrtka Solar Junction već je pustila slične baterije, ali s učinkovitošću od 43,5%, čiji su elementi bili veličine 5 do 5 mm, a fokus je bio i na lećama, koncentrirajući svjetlost sunca 400 puta. Solarne ćelije bile su trosmjerne na bazi germanija, a grupa je čak planirala stvoriti solarne ćelije s pet i šest spojeva kako bi bolje zabilježile spektar. Tvrtka traje do danas.

Dakle, solarne baterije, izrađene u kombinaciji s koncentratorima, koje se, kao što vidimo, proizvode u Europi, Aziji i Americi, imaju najveću rekordnu učinkovitost. Ali ove su baterije uglavnom napravljene za izgradnju velikih solarnih elektrana na tlu i za učinkovito napajanje svemirskih letjelica.

Nedavno je postavljen rekord u području običnih potrošačkih solarnih panela, koji su dostupni većini onih koji ih žele opskrbiti, primjerice, krovom kuće.

Sredinom jeseni 2015. godine tvrtka Ilona Mask SolarCity predstavila je najučinkovitije solarne panele za potrošače, čija učinkovitost prelazi 22%.

Ovaj pokazatelj potvrđen je mjerenjima laboratorija za ispitivanje obnovljivih izvora energije. Pogon u Buffalu već postavlja plan proizvodnje za svaki dan - od 9 do 10 tisuća solarnih panela, čije točne karakteristike još nisu objavljene. Tvrtka već planira opskrbiti baterijama najmanje 200.000 domova godišnje.

Činjenica je da je optimizirani tehnološki proces kompaniji omogućio značajno smanjenje troškova proizvodnje, istovremeno povećavajući učinkovitost za 2 puta u usporedbi sa široko rasprostranjenim potrošačkim silicijskim solarnim pločama. Musk je siguran da će upravo njegovi solarni paneli biti najpopularniji kod vlasnika kuća u bliskoj budućnosti.

Pogledajte i ovu temu:5 neobičnih solarnih panela budućnosti