Pendant les heures de clarté, des flux d'énergie solaire pénètrent à la surface de la planète. Les scientifiques et les ingénieurs ont depuis longtemps compris comment l'utiliser. Les panneaux solaires peuvent convertir l'énergie de la lumière du jour. Leur efficacité est encore loin d'être idéale, mais avec le temps elle augmentera grâce au travail des spécialistes.
Instructions
Étape 1
Le travail d'une cellule solaire est basé sur les propriétés physiques des cellules semi-conductrices. Les photons de la lumière éliminent les électrons du rayon externe des atomes. Dans ce cas, un nombre important d'électrons libres sont formés. Si vous fermez maintenant le circuit, un courant électrique le traversera. Cependant, il est trop petit pour se limiter à l'utilisation d'une ou deux photocellules.
Étape 2
En règle générale, les composants individuels sont combinés dans un système pour former une batterie. Plusieurs de ces batteries sont utilisées pour former des modules. Plus les cellules solaires sont connectées entre elles, plus l'efficacité du système technique est élevée. La position de la batterie solaire par rapport au flux lumineux est également importante. La quantité d'énergie dépend directement de l'angle sous lequel les rayons du soleil tombent sur les photocellules.
Étape 3
L'une des principales caractéristiques de performance d'une cellule solaire est le coefficient de performance (COP). Il est défini comme le résultat de la division de la puissance de l'énergie reçue par la puissance du flux lumineux qui tombe sur la surface de travail de la batterie. À ce jour, l'efficacité des cellules solaires utilisées dans la pratique varie de 10 à 25 %.
Étape 4
À l'automne 2013, la presse rapporte que des ingénieurs allemands sont parvenus à créer une cellule photoélectrique expérimentale dont le rendement est proche de 45 %. Pour obtenir des performances aussi incroyables pour un panneau solaire standard, les concepteurs ont dû utiliser une disposition de cellules photoélectriques à quatre étages. Cela a permis d'augmenter le nombre total de jonctions semi-conductrices utiles.
Étape 5
Les experts ont calculé qu'à l'avenir, il sera tout à fait possible d'atteindre des taux d'efficacité plus élevés, jusqu'à 85 %. Quelle est la raison du retard actuel de la batterie par rapport aux caractéristiques de conception ? La différence entre les chiffres réels et les indicateurs théoriquement possibles s'explique par les propriétés des matériaux utilisés pour fabriquer les batteries. Les panneaux sont généralement constitués de silicium, qui ne peut absorber que le rayonnement infrarouge. Mais l'énergie des rayons ultraviolets n'est presque jamais utilisée.
Étape 6
L'un des moyens d'améliorer l'efficacité des cellules solaires est l'utilisation de structures multicouches. Un tel module comprend plusieurs couches minces constituées de matériaux dissemblables. Dans ce cas, les substances sont sélectionnées de manière à ce que les couches soient adaptées du point de vue de l'absorption d'énergie. En théorie, de tels "gâteaux" multicouches peuvent offrir une efficacité allant jusqu'à près de 90 %.
Étape 7
Une autre voie de développement prometteuse est l'utilisation de panneaux constitués de monocristaux de silicium. Malheureusement, ce matériau est encore beaucoup plus cher que les analogues polycristallins. Ainsi, afin d'augmenter l'efficacité des cellules solaires, il est nécessaire de rendre la conception plus coûteuse, ce qui augmente la période de retour sur investissement.
