A nappali órákban a napenergia folyamai bejutnak a bolygó felszínére. A tudósok és mérnökök régóta kitalálták, hogyan kell használni. A napelemek képesek átalakítani a nappali energiát. Hatékonyságuk még mindig korántsem ideális, de idővel a szakemberek munkájának köszönhetően nőni fog.
Utasítás
1. lépés
A napelem munkája a félvezető cellák fizikai tulajdonságain alapszik. A fény fotonjai kiütik az elektronokat az atomok külső sugaráról. Ebben az esetben jelentős számú szabad elektron képződik. Ha most bezárja az áramkört, elektromos áram folyik rajta. Túl kicsi azonban ahhoz, hogy egy vagy két fotocella használatára korlátozódjon.
2. lépés
Általában az egyes alkatrészeket egy rendszerbe egyesítik, így akkumulátort képeznek. Számos ilyen elemet használnak modulok kialakításához. Minél több napelem van összekapcsolva, annál nagyobb a technikai rendszer hatékonysága. Fontos a napelem telepének a fényáramhoz viszonyított helyzete is. Az energia mennyisége közvetlenül attól függ, hogy milyen szögben hullanak a napsugarak a fotocellákra.
3. lépés
A napelemek egyik fő teljesítményjellemzője a teljesítmény-együttható (COP). Úgy definiálják, hogy a kapott energia teljesítményét elosztjuk az akkumulátor munkafelületére eső fényáram erejével. A mai napig a gyakorlatban alkalmazott napelemek hatékonysága 10-25 százalék között mozog.
4. lépés
2013 őszén a sajtóban arról számoltak be, hogy német mérnököknek sikerült létrehozniuk egy kísérleti fotocellát, amelynek hatékonysága megközelíti a 45% -ot. Ahhoz, hogy ilyen hihetetlen teljesítményt érhessen el egy standard napelem esetében, a tervezőknek négyemeletes fotocella elrendezést kellett használniuk. Ez lehetővé tette a hasznos félvezetői csomópontok teljes számának növelését.
5. lépés
Szakértők kiszámították, hogy a jövőben teljesen lehetséges lesz elérni a magasabb, akár 85% -os hatékonyságot. Mi az oka annak, hogy a jelenlegi akkumulátor elmarad a tervezési jellemzőktől? A valós adatok és az elméletileg lehetséges mutatók közötti különbséget az elemek gyártásához használt anyagok tulajdonságai magyarázzák. A panelek általában szilíciumból készülnek, amely csak az infravörös sugárzást képes elnyelni. De az ultraibolya sugarak energiáját szinte soha nem használják fel.
6. lépés
A napelemek hatékonyságának javításának egyik módja a többrétegű struktúrák használata. Egy ilyen modul több vékony réteget tartalmaz, amelyek különböző anyagokból készülnek. Ebben az esetben az anyagokat úgy választják meg, hogy a rétegek az energiaelnyelés szempontjából megfeleljenek. Elméletileg az ilyen többrétegű "sütemények" csaknem 90% -os hatékonyságot biztosíthatnak.
7. lépés
A másik ígéretes fejlesztési irány a szilícium monokristályokból készült panelek használata. Sajnos ez az anyag még mindig sokkal drágább, mint a polikristályos analógok. Így a napelemek hatékonyságának növelése érdekében meg kell drágítani a kivitelt, ami megnöveli a megtérülési időt.
