Effektivitet av solceller og moduler
Hvert år blir problemene med energimangel og miljøforurensning verre og verre: fossile ressurser tømmes, og menneskelig forbruk av elektrisitet vokser stadig. I denne sammenhengen er det slett ikke overraskende at forskere fortsetter å forbedre alternative metoder for å generere elektrisitet.
Sammen med andre rene kilder, som vind, tidevann, havbølger, jordvarme og andre, mister ikke deres betydning og solkraftverk, tradisjonelt bygget av batterier basert på solcelleceller. Hovedkravet til solceller er høyest mulig virkningsgrad, høyest mulig virkningsgrad ved konvertering av solstråling til elektrisitet.
Fangsten med solceller er at selv om strålingsfluksen (som stråler fra solen og når jorden) har en spesifikk effekt ved den øvre grensen av atmosfæren i området 1400 W/m2, likevel i overskyet vær nær jordoverflaten på det europeiske kontinentet viser det seg bare 100 W / kvm. og enda mindre.
Effektiviteten til en solcelle, modul, array — Forholdet mellom den elektriske ytelsen til en solcelle, modul, batteri og produktet av solenergiens flukstetthet per område, henholdsvis av cellen, modulen, batteriet.
Effektiviteten til solkraftverket - Forholdet mellom den elektriske energien generert og solenergien mottatt i samme tidsintervall til overflaten, som utgjør projeksjonen av arealet til solkraftverket på et plan normalt til solstrålene .
De mest populære solcellepanelene i dag gjør det mulig å utvinne strøm fra solens stråler med en virkningsgrad på 9 til 24 %. Gjennomsnittsprisen på et slikt batteri er cirka 2 euro per watt, mens industriell produksjon av elektrisitet fra solcelleceller i dag koster 0,25 euro per kWh. I mellomtiden spår European Photovoltaic Association at innen 2021 vil kostnadene for industrielt generert "solenergi" synke til € 0,1 per kWh.
Forskere fra hele verden prøver å forbedre effektiviteten til deres fotoceller… Hvert år kommer det nyheter fra ulike institutter, hvor forskere igjen og igjen klarer å lage solcellemoduler med rekordeffektivitet, solcellemoduler basert på en ny kjemisk sammensetning, solcellemoduler med mer effektive konsentratorer osv.
De første høyeffektive solcellene ble offentlig demonstrert i 2009 av Spectrolab. Da nådde effektiviteten til cellene 41,6 %, samtidig som starten på den industrielle produksjonen av solceller med en virkningsgrad på 39 % ble annonsert i 2011. Som et resultat startet Spectrolab i 2016 produksjonen av solcellepaneler med en effektivitet på 30, 7 % for romskip.
I 2011California-baserte Solar Junction oppnådde en enda høyere effektivitet på 43,5 % med en 5,5 mm x 5,5 mm solcelle, og overgikk rekorden nylig satt av Spectrolab. De flerlags tre-lags elementene var planlagt produsert i et anlegg, hvis konstruksjon krevde et lån fra Energidepartementet.
Sun Simba solsystem som inkluderer optisk konsentratorog med en effektivitet på 26 til 30 %, avhengig av belysningen og lysinnfallsvinkelen, ble presentert i 2012 av det kanadiske selskapet Morgan Solar. Elementene inkluderte galliumarsenid, germanium og pleksiglass.Denne utviklingen tillot en enke å øke effektiviteten til tradisjonelle silisiumsolceller.
Skarpe trelagsceller basert på indium, gallium og arsenid, som måler 4 x 4 mm, viser en effektivitet på 44,4 %. De ble demonstrert i 2013. Men samme år ble det franske selskapet Soitec, sammen med Berlinsenteret. Helmholtz og spesialister fra Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems har fullført utviklingen av en Fresnel-linsefotocelle.
Effektiviteten er 44,7%. Og et år senere, i 2014, oppnådde Fraunhofer Institute en effektivitet på 46 %, igjen på et Fresnel-linseelement. Solcellestrukturen inneholder fire knutepunkter: indium gallium fosfat, gallium arsenid, gallium indium arsenid og indium fosfat.
Cellens skapere hevder at batteriet, som består av 52 moduler, inkludert Fresnel-linser (16 kvm hver) og ultraeffektive mottaksfotoceller (bare 7 kvm hver) i prinsippet kan konvertere 230 soler med lys til elektrisitet ... .
Det mest lovende alternativet til det vi har nå, analytikere ser etableringen i nær fremtid av fotovoltaiske celler med en effektivitet på omtrent 85%, og arbeider etter prinsippet om å korrigere strømmen forårsaket av solens elektromagnetiske stråling (tross alt, sollys er elektromagnetisk bølge med en frekvens på ca. 500 THz) på en liten nanoantenne med en størrelse på noen få nanometer.