Durante o dia, fluxos de energia solar entram na superfície do planeta. Cientistas e engenheiros descobriram há muito tempo como usá-lo. Os painéis solares podem converter a energia da luz do dia. Sua eficácia ainda está longe do ideal, mas com o tempo aumentará graças ao trabalho de especialistas.
Instruções
Passo 1
O trabalho de uma célula solar é baseado nas propriedades físicas das células semicondutoras. Os fótons de luz eliminam os elétrons do raio externo dos átomos. Nesse caso, um número significativo de elétrons livres é formado. Se você fechar o circuito agora, uma corrente elétrica fluirá por ele. No entanto, é muito pequeno para ser limitado ao uso de uma ou duas fotocélulas.
Passo 2
Normalmente, os componentes individuais são combinados em um sistema para formar uma bateria. Várias dessas baterias são usadas para formar módulos. Quanto mais células solares estiverem conectadas, maior será a eficiência do sistema técnico. A posição da bateria solar em relação ao fluxo luminoso também é importante. A quantidade de energia depende diretamente do ângulo em que os raios do sol incidem sobre as fotocélulas.
etapa 3
Uma das principais características de desempenho de uma célula solar é o coeficiente de desempenho (COP). É definido como o resultado da divisão da potência da energia recebida pela potência do fluxo luminoso que incide na superfície de trabalho da bateria. Até o momento, a eficiência das células solares usadas na prática varia de 10 a 25 por cento.
Passo 4
No outono de 2013, houve notícias na imprensa de que engenheiros alemães conseguiram criar uma fotocélula experimental, cuja eficiência é próxima a 45%. Para alcançar um desempenho tão incrível para um painel solar padrão, os designers tiveram que usar um layout de fotocélula de quatro andares. Isso tornou possível aumentar o número total de junções de semicondutores úteis.
Etapa 5
Os especialistas calculam que no futuro será bem possível atingir índices de eficiência mais elevados, de até 85%. Qual é a razão do atual atraso da bateria em relação às características de design? A diferença entre números reais e indicadores teoricamente possíveis é explicada pelas propriedades dos materiais usados para fazer as baterias. Os painéis são geralmente feitos de silício, que pode absorver apenas a radiação infravermelha. Mas a energia dos raios ultravioleta quase nunca é usada.
Etapa 6
Uma das formas de melhorar a eficiência das células solares é o uso de estruturas multicamadas. Esse módulo inclui várias camadas finas feitas de materiais diferentes. Neste caso, as substâncias são selecionadas de forma que as camadas sejam combinadas do ponto de vista da absorção de energia. Em teoria, esses "bolos" multicamadas podem fornecer eficiência de até quase 90%.
Etapa 7
Outra direção de desenvolvimento promissora é o uso de painéis feitos de monocristais de silício. Infelizmente, este material ainda é muito mais caro do que os análogos policristalinos. Assim, para aumentar a eficiência das células solares, é necessário tornar o projeto mais caro, o que aumenta o período de retorno do investimento.
