Сферические солнечные элементы предлагают новый путь к эффективному сбору солнечной энергии

Саудовские учёные провели ряд экспериментов с солнечными элементами в виде небольшой сферы. Круглая форма фотопреобразователя позволяет лучше улавливать отражённый и рассеянный солнечный свет. Для промышленных солнечных ферм это вряд ли разумное решение, но для целого ряда применений круглые солнечные элементы могут оказаться настоящей находкой.

Nazek El-Atab/KAUST

Группа учёных из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (King Abdullah University of Science and Technology) расширила область своих разработок по созданию солнечных панелей с разной степенью кривизны поверхности новым исследованием. В частности, они собрали солнечный элемент в виде сферы размером с теннисный мяч и провели с ним множество экспериментов. Это позволила сделать технология «гофрирования» плоских солнечных панелей, которая заключается в том, что лазером создаются канавки в кремниевой подложке, которые служат местом безопасного изгиба панелей.

Сравнение работы плоского и сферического элемента одинаковой площади в условиях помещения с искусственным источником солнечного излучения показало, что при прямом освещении сферический солнечный элемент обеспечивает на 24 % большую выходную мощность по сравнению с традиционным плоским солнечным элементом. После нагрева элементов «солнечными лучами» рост преимущества круглого элемента поднимается до 39 %. Это связано с тем, что нагрев снижает КПД панелей, а сферическая форма лучше отдаёт тепло пространству и меньше страдает от нагрева (дольше сохраняет высокое значение КПД).

Если круглый и плоский солнечные элементы собирали исключительно рассеянный свет, то выход мощности с круглого элемента был на 60 % больше, чем получалось от плоского. Более того, правильно подобранный отражающий фон, а учёные экспериментировали с различными природными и искусственными материалами отражателей, давал возможность сферическому солнечному элементу по уровню вырабатываемой энергии опережать плоский на 100 %.

По мнению исследователей, сферические солнечные элементы могут дать толчок развитию Интернета вещей и другой автономной электроники. В комплексе они обещают оказаться дешевле использования плоских солнечных элементов. Круглым солнечным панелям не нужны системы слежения за солнцем. Также они могут оказаться лучше при использовании в помещениях.

На следующем этапе исследований учёные собираются проверить эффективность круглых солнечных панелей в разных уголках Земли в широком спектре возможного освещения. Также они надеются создать сферические солнечные элементы большой площади: от 9 до 90 м². Наконец, учёные собираются исследовать другие формы искривлённой поверхности солнечных элементов, надеясь найти идеальное решение для конкретных областей применения.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы