I fisici russi hanno migliorato del 20% l'efficienza dei pannelli solari

Rapporto tra efficienza e materiali e tecnologie

Come funzionano i pannelli solari? Basato sulle proprietà dei semiconduttori. La luce che cade su di loro produce il knock out da parte delle sue particelle di elettroni situate nell'orbita esterna degli atomi. Un gran numero di elettroni crea un potenziale di corrente elettrica - in condizioni di circuito chiuso.

Per fornire un normale indicatore di alimentazione, un modulo non sarà sufficiente. Più pannelli ci sono, più efficiente è il funzionamento dei radiatori, che danno elettricità alle batterie, dove si accumulerà.È per questo motivo che l'efficienza dei pannelli solari dipende anche dal numero di moduli installati. Più sono, più energia solare assorbono e il loro indice di potenza diventa un ordine di grandezza più alto.

È possibile migliorare l'efficienza della batteria? Tali tentativi sono stati fatti dai loro creatori e più di una volta. La via d'uscita in futuro potrebbe essere la produzione di elementi costituiti da diversi materiali e dai loro strati. I materiali sono seguiti in modo tale che i moduli possano assorbire diversi tipi di energia.

Ad esempio, se una sostanza funziona con lo spettro UV e l'altra con lo spettro infrarosso, l'efficienza delle celle solari aumenta in modo significativo. Se pensi a livello di teoria, la massima efficienza può essere un indicatore di circa il 90%.

Inoltre, il tipo di silicio ha una grande influenza sull'efficienza di qualsiasi sistema solare. I suoi atomi possono essere ottenuti in diversi modi e tutti i pannelli, sulla base di questo, sono divisi in tre varietà:

• cristalli singoli;
• policristalli;
• elementi di silicio amorfo.

Le celle solari sono prodotte da monocristalli, la cui efficienza è di circa il 20%. Sono costosi perché sono i più efficienti. I policristalli hanno un costo molto inferiore, poiché in questo caso la qualità del loro lavoro dipende direttamente dalla purezza del silicio utilizzato nella loro fabbricazione.

Gli elementi a base di silicio amorfo sono diventati la base per la produzione di pannelli solari flessibili a film sottile. La tecnologia della loro fabbricazione è molto più semplice, il costo è inferiore, ma l'efficienza è inferiore, non superiore al 6%. Si consumano rapidamente. Pertanto, per migliorarne la durata, vengono aggiunti selenio, gallio e indio.

Utilizzo

Elettronica portatile

Per fornire elettricità e/o ricaricare le batterie di vari dispositivi elettronici di consumo: calcolatrici, lettori, torce elettriche, ecc.

Approvvigionamento energetico degli edifici

Batteria solare sul tetto della casa

Le celle solari di grandi dimensioni, come i collettori solari, sono ampiamente utilizzate nelle regioni tropicali e subtropicali con un gran numero di giorni di sole. Particolarmente apprezzate nei paesi mediterranei, dove vengono collocate sui tetti delle case.

Le nuove case spagnole sono state dotate di scaldabagni solari da marzo 2007 per fornire tra il 30% e il 70% del loro fabbisogno di acqua calda, a seconda della posizione della casa e del consumo di acqua previsto. Gli edifici non residenziali (centri commerciali, ospedali, ecc.) devono essere dotati di impianti fotovoltaici.

Attualmente, il passaggio ai pannelli solari sta causando molte critiche tra le persone. Ciò è dovuto all'aumento dei prezzi dell'elettricità, disordine del paesaggio naturale. Avversari della transizione i pannelli solari sono criticati per questo transizione, in quanto proprietari di case e terreni su cui pannelli solari installati e parchi eolici, ricevono sussidi dallo stato, mentre gli inquilini ordinari no. A tal proposito, il Ministero Federale dell'Economia tedesco ha elaborato un disegno di legge che consentirà in un prossimo futuro di introdurre agevolazioni per gli inquilini che risiedono in case alimentate con energia da impianti fotovoltaici o blocchi di centrali termiche. Insieme al pagamento di sussidi ai proprietari di case che utilizzano fonti di energia alternative, è previsto il pagamento di sussidi agli inquilini che vivono in queste case.

Usa nello spazio

I pannelli solari sono uno dei modi principali per generare energia elettrica sui veicoli spaziali: funzionano a lungo senza consumare materiali e allo stesso tempo rispettano l'ambiente, a differenza delle fonti di energia nucleare e radioisotopica.

Tuttavia, quando si vola a grande distanza dal Sole (oltre l'orbita di Marte), il loro utilizzo diventa problematico, poiché il flusso di energia solare è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dal Sole. Quando si vola su Venere e Mercurio, al contrario, la potenza delle batterie solari aumenta notevolmente (nella regione di Venere di 2 volte, nella regione di Mercurio di 6 volte).

Utilizzare in medicina

Gli scienziati sudcoreani hanno sviluppato una cella solare sottocutanea. Una fonte di energia in miniatura può essere impiantata sotto la pelle di una persona per garantire il buon funzionamento dei dispositivi impiantati nel corpo, come un pacemaker. Tale batteria è 15 volte più sottile di un capello e può essere ricaricata anche applicando una crema solare sulla pelle.

Cos'è l'efficienza

Quindi, l'efficienza di una batteria è la quantità di potenziale che effettivamente genera, indicata in percentuale. Per calcolarlo, è necessario dividere la potenza dell'energia elettrica per la potenza dell'energia solare che cade sulla superficie dei pannelli solari.

Ora questa cifra è compresa tra il 12 e il 25%. Anche se in pratica, date le condizioni meteorologiche e climatiche, non supera i 15. Il motivo sono i materiali con cui sono realizzate le batterie solari. Il silicio, che è la principale "materia prima" per la loro fabbricazione, non ha la capacità di assorbire lo spettro UV e può funzionare solo con la radiazione infrarossa.Sfortunatamente, a causa di questa carenza, sprechiamo l'energia dello spettro UV e non la mettiamo a frutto.

Impatto sulle prestazioni di vari fattori.

Aumentare l'efficienza dei moduli solari è un grattacapo per tutti i ricercatori che lavorano in questa direzione. Ad oggi, l'efficienza di tali dispositivi è compresa tra il 15 e il 25%. La percentuale è molto bassa. Le batterie solari sono un dispositivo estremamente stravagante, il cui funzionamento stabile dipende da molte ragioni.

I principali fattori che possono influenzare le prestazioni in due modi includono:

• Materiale di base per celle solari. Il più debole a questo proposito sono i pannelli solari policristallini con un'efficienza fino al 15%. I moduli a base di indio-gallio o cadmio-tellurio, che hanno fino al 20% di produttività, possono essere considerati promettenti.
• Orientamento ricevitore solare. Idealmente, i pannelli solari con la loro superficie di lavoro dovrebbero essere rivolti verso il sole ad angolo retto. In questa posizione, dovrebbero essere il più a lungo possibile. Per aumentare la durata del corretto posizionamento dei moduli nella zona del sole, analoghi più costosi hanno nel loro arsenale un dispositivo di localizzazione solare che fa ruotare le batterie seguendo il movimento della stella.
• Surriscaldamento degli impianti. Le temperature elevate hanno un effetto negativo sulla produzione di energia, pertanto, durante l'installazione, è necessario garantire una ventilazione e un raffreddamento sufficienti dei pannelli. Ciò si ottiene installando uno spazio ventilato tra il pannello e la superficie di installazione.
• L'ombra proiettata da qualsiasi oggetto può rovinare in modo significativo l'efficienza dell'intero sistema.

Avendo soddisfatto tutti i requisiti e, se possibile, installando i pannelli nella giusta posizione, è possibile ottenere pannelli solari ad alta efficienza. È alto, non massimo. Il fatto è che l'efficienza calcolata, o teorica, è un valore ricavato in condizioni di laboratorio, con parametri medi delle ore di luce e del numero di giorni nuvolosi.

In pratica, ovviamente, la percentuale di efficienza sarà inferiore.

Raccogliendo solare batterie per la tua casa, è meglio puntare sul limite inferiore delle prestazioni e non su quello superiore. Selezionando in questo modo i moduli solari e tutti i componenti adatti al lavoro, si può essere certi che la capacità dell'impianto installato sia sufficiente. Scegliendo un limite di prestazione inferiore nei calcoli, puoi risparmiare sull'acquisto di pannelli aggiuntivi che vengono acquistati in riassicurazione in caso di mancanza di alimentazione.

Prospettive di sviluppo incoraggianti.

Ad oggi, il record assoluto di efficienza nell'energia solare appartiene agli sviluppatori americani ed è del 42,8%. Questo valore è superiore del 2% rispetto al record precedente del 2010. Una quantità record di energia è stata raggiunta con il miglioramento di una cella solare in silicio cristallino. L'unicità di tale studio è il fatto che tutte le misurazioni sono state eseguite esclusivamente in condizioni di lavoro, cioè non in laboratori e serre, ma nei luoghi reali dell'installazione proposta.

A margine di tutti gli stessi laboratori tecnici, il lavoro per aumentare l'ultimo record non si ferma. Il prossimo obiettivo degli sviluppatori è il limite di efficienza dei moduli solari al 50%.Ogni giorno l'umanità è sempre più vicina al momento in cui l'energia solare sostituirà completamente le dannose e costose fonti di energia attualmente utilizzate e diventerà alla pari con giganti come le centrali idroelettriche.

Efficienza di diversi tipi di pannelli solari

Tutte le moderne celle solari funzionano sulla base delle proprietà fisiche dei semiconduttori. I fotoni della luce solare, che cadono sui pannelli fotovoltaici, eliminano gli elettroni dalle orbite esterne degli atomi. Di conseguenza, inizia il loro movimento, che porta alla comparsa di una corrente elettrica.

I singoli pannelli non possono fornire alimentazione normale, quindi sono collegati in determinate quantità a una comune batteria solare. Più celle fotovoltaiche sono coinvolte nel sistema, maggiore sarà la produzione di energia elettrica.

Conoscendo il principio di funzionamento dei pannelli, è possibile determinarne l'efficienza. Teoricamente, la definizione di efficienza è la quantità di elettricità prodotta divisa per la quantità di energia dai raggi solari che cadono su un dato pannello. Teoricamente, i sistemi moderni sono in grado di fornire fino al 25%, ma in realtà questa cifra non supera il 15%. Molto dipende dal materiale con cui sono realizzati i pannelli. Ad esempio, il silicio ampiamente utilizzato è in grado di assorbire solo i raggi infrarossi e l'energia dei raggi ultravioletti non viene percepita da esso e viene sprecata.

Attualmente sono in corso i lavori per la realizzazione di pannelli multistrato, che consentono di produrre pannelli solari ad alta efficienza. Il loro design include vari materiali situati in più strati. Sono selezionati in modo tale da essere in grado di catturare tutti i principali quanti di energia.Cioè, ogni strato di un determinato materiale è in grado di assorbire uno dei tipi di energia.

Teoricamente, per tali dispositivi, l'efficienza può aumentare fino all'87%, ma in pratica la tecnologia per la produzione di tali pannelli è piuttosto complicata. Inoltre, il loro costo è molto più elevato rispetto ai sistemi solari standard.

L'efficienza di una batteria solare dipende in gran parte dal tipo di silicio utilizzato nelle celle solari. Tutti i pannelli basati su questo materiale sono divisi in tre tipi:

• Monocristallino, con un'efficienza del 10-15%. Sono considerati i più efficaci e il loro prezzo è notevolmente superiore rispetto ad altri dispositivi.
• I policristallini hanno tassi più bassi, ma il loro costo per watt è molto più basso. Quando si utilizzano materiali di alta qualità, tali pannelli a volte hanno un'efficienza superiore ai cristalli singoli.
• Pannelli flessibili a film sottile a base di silicio amorfo. Sono facili da produrre e a basso costo. Tuttavia, l'efficienza di questi dispositivi è molto bassa, circa il 5-6%. A poco a poco, durante il funzionamento, le loro prestazioni diminuiscono, la produttività diminuisce.

professionisti

1. A causa del fatto che non ci sono parti ed elementi mobili nei pannelli, la durata è aumentata. I produttori garantiscono una durata di 25 anni.
2. Se si seguono tutte le regole di manutenzione e funzionamento di routine, il funzionamento di tali sistemi aumenta a 50 anni. La manutenzione è abbastanza semplice: pulire tempestivamente le fotocellule da polvere, neve e altri contaminanti naturali.
3. È la durabilità del sistema il fattore determinante per l'acquisto e l'installazione dei pannelli. Dopo che tutti i costi saranno stati ripagati, l'elettricità generata sarà gratuita.

L'ostacolo più importante all'uso diffuso di tali sistemi è il loro costo elevato. Con la bassa efficienza dei pannelli solari domestici, ci sono seri dubbi sulla necessità economica di questo particolare metodo di generazione di elettricità.

Ma ancora una volta, è necessario valutare ragionevolmente le capacità di questi sistemi e, sulla base di ciò, calcolare il rendimento atteso. Non sarà possibile sostituire completamente l'elettricità tradizionale, ma è del tutto possibile risparmiare utilizzando i sistemi solari.

Inoltre, è difficile non notare vantaggi come:

• Ottenere elettricità nelle aree più remote dalla civiltà;
• autonomia;
• Silenziosità.

Svantaggi dell'energia solare

• La necessità di utilizzare grandi aree;
• L'impianto solare non funziona di notte e non funziona in modo sufficientemente efficiente nel crepuscolo serale, mentre il picco di consumo energetico si verifica proprio nelle ore serali;
• Nonostante la pulizia ambientale dell'energia ricevuta, le stesse celle solari contengono sostanze tossiche, come piombo, cadmio, gallio, arsenico, ecc.

Le centrali solari sono criticate a causa dei costi elevati, nonché della bassa stabilità degli alogenuri di piombo complessi e della tossicità di questi composti. Attualmente è in corso lo sviluppo attivo di semiconduttori senza piombo per celle solari, ad esempio, a base di bismuto e antimonio.

A causa della loro bassa efficienza, che raggiunge al massimo il 20 percento, i pannelli solari diventano molto caldi. Il restante 80 per cento dell'energia solare La luce riscalda i pannelli solari fino a temperatura media intorno ai 55°C. DA un aumento della temperatura della cella fotovoltaica di 1°, la sua efficienza diminuisce dello 0,5%.Questa dipendenza non è lineare e un aumento della temperatura dell'elemento di 10° porta a una diminuzione dell'efficienza di quasi un fattore due. Gli elementi attivi dei sistemi di raffreddamento (ventilatori o pompe) che pompano il refrigerante consumano una notevole quantità di energia, richiedono una manutenzione periodica e riducono l'affidabilità dell'intero sistema. I sistemi di raffreddamento passivo hanno prestazioni molto basse e non possono far fronte al compito di raffreddare i pannelli solari.

Calcolo delle prestazioni

L'uso dell'energia solare e la razionalità economica di tali concetti determinano l'efficacia di tutti tipi di impianti a pannelli solari. Innanzitutto vengono presi in considerazione i costi di trasformazione. energia solare in energia elettrica.

Quanto redditizi ed efficaci tali sistemi sono determinati da fattori quali:

• Tipologia di pannelli solari e relative apparecchiature;
• L'efficienza delle fotocellule e il loro costo;
• Condizioni climatiche. Diverse regioni hanno un'attività solare diversa. Influisce anche sul periodo di ammortamento.

Come scegliere la performance giusta

Prima di acquistare i pannelli, è necessario sapere quale può essere l'efficienza richiesta per una batteria solare.

Se il tuo livello di consumo domestico è, ad esempio, di 100 kW/mese (secondo il contatore elettrico), allora è consigliabile che le celle solari producano la stessa quantità.

Decisi su questo. Andiamo oltre.

È chiaro che la stazione solare funziona solo durante il giorno. Inoltre, la potenza di targa sarà raggiunta in presenza di cielo sereno. Inoltre, la potenza di picco può essere raggiunta a condizione che i raggi del sole cadano in superficie. ad angolo retto.

Quando la posizione del sole cambia, cambia anche l'angolo del pannello. Di conseguenza, a grandi angoli, si osserverà una notevole diminuzione della potenza.Questo è solo in una giornata limpida. Con tempo nuvoloso, è possibile garantire un calo di potenza di 15–20 volte. Anche una piccola nuvola o foschia provoca un calo di potenza di 2-3 volte

Anche questo deve essere preso in considerazione

Ora - come calcolare il tempo di funzionamento dei pannelli?

Il periodo di funzionamento in cui le batterie possono funzionare efficacemente a capacità quasi completa è di circa 7 ore. Dalle 9:00 alle 16:00 In estate, le ore di luce del giorno sono più lunghe, ma la produzione di elettricità al mattino e alla sera è molto ridotta, entro il 20–30%. Il resto, questo è il 70%, sarà generato, sempre, durante il giorno, dalle 9:00 alle 16:00.

Quindi, si scopre che se i pannelli hanno una potenza di targa di 1 kW, in estate, il più soleggiato un giorno genererà 7 kW / h elettricità. A condizione che lavoreranno dalle 9 alle 16 ore del giorno. Cioè, ammonterà a 210 kWh di elettricità al mese!

Questo è un kit di pannelli. E una presa con una potenza di soli 100 watt? Per un giorno darà 700 watt/ora. 21 kW al mese.

Come far funzionare il tuo pannello solare nel modo più efficiente possibile

Le prestazioni di qualsiasi sistema solare dipendono da:

• indicatori di temperatura;
• l'angolo di incidenza dei raggi solari;
• condizione della superficie (deve essere sempre pulita);
• condizioni meteo;
• la presenza o l'assenza di un'ombra.

L'angolo ottimale di incidenza dei raggi solari sul pannello è di 90°, cioè una linea retta. Esistono già impianti solari dotati di dispositivi unici. Ti permettono di monitorare la posizione della stella nello spazio. Quando cambia la posizione del Sole rispetto alla Terra, cambia anche l'angolo di inclinazione del sistema solare.

Anche il riscaldamento costante degli elementi non ha il miglior effetto sulle loro prestazioni. Quando l'energia viene convertita, si verificano le sue gravi perdite.Pertanto, è necessario lasciare sempre un piccolo spazio tra il sistema solare e la superficie su cui è montato. Le correnti d'aria che vi passano serviranno come un modo naturale di raffreddamento.

Anche la purezza dei pannelli solari è un fattore importante che ne influenza l'efficienza. Se sono molto inquinati, raccolgono meno luce, il che significa che la loro efficienza è ridotta.

Inoltre, la corretta installazione gioca un ruolo importante. Durante il montaggio del sistema, è impossibile consentire a un'ombra di cadere su di esso. Il lato migliore su cui si consiglia l'installazione è il sud.

Per quanto riguarda le condizioni meteorologiche, possiamo allo stesso tempo rispondere alla domanda popolare se i pannelli solari funzionano con tempo nuvoloso. Naturalmente, il loro lavoro continua, perché la radiazione elettromagnetica emanata dal Sole colpisce la Terra in ogni momento dell'anno. Naturalmente, le prestazioni dei pannelli (COP) saranno significativamente inferiori, soprattutto nelle regioni con un'abbondanza di giorni piovosi e nuvolosi all'anno. In altre parole, genereranno elettricità, ma in quantità molto inferiori rispetto alle regioni con clima soleggiato e caldo.

Fattori che influenzano l'efficienza delle celle solari

Le caratteristiche della struttura delle fotocellule determinano una diminuzione delle prestazioni dei pannelli all'aumentare della temperatura.

L'oscuramento parziale del pannello provoca una caduta della tensione di uscita a causa delle perdite nell'elemento spento, che inizia a fungere da carico parassitario. Questo inconveniente può essere eliminato installando un bypass su ciascuna fotocellula del pannello. Con tempo nuvoloso, in assenza di luce solare diretta, i pannelli che utilizzano lenti per concentrare le radiazioni diventano estremamente inefficienti, poiché l'effetto della lente scompare.

Dalla curva di prestazione di un pannello fotovoltaico si evince che per ottenere la massima efficienza è necessaria la corretta selezione della resistenza di carico. Per fare ciò, i pannelli fotovoltaici non sono collegati direttamente al carico, ma utilizzano un controllore di gestione dell'impianto fotovoltaico che garantisce il funzionamento ottimale dei pannelli.

Come funziona una batteria solare?

Tutte le moderne celle solari funzionano grazie alla scoperta fatta dal fisico Alexandre Becquerel nel 1839 - il principio stesso di funzionamento dei semiconduttori.

Se le fotocellule al silicio sulla piastra superiore vengono riscaldate, vengono rilasciati gli atomi del semiconduttore di silicio. Stanno cercando di catturare gli atomi della piastra inferiore. In piena conformità con le leggi della fisica, gli elettroni della piastra inferiore devono tornare al loro stato originale. Questi elettroni si aprono in un modo: attraverso i fili. L'energia immagazzinata viene trasferita alle batterie e restituita al wafer di silicio superiore.

Storia

Nel 1842, Alexandre Edmond Becquerel scoprì l'effetto di convertire la luce in elettricità. Charles Fritts iniziò a usare il selenio per trasformare la luce in elettricità. I primi prototipi di celle solari furono creati dal fotochimico italiano Giacomo Luigi Chamichan.

Il 25 marzo 1948, i Bell Laboratories annunciarono la creazione delle prime celle solari a base di silicio per generare corrente elettrica. Questa scoperta è stata fatta da tre dipendenti dell'azienda: Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin e Gerald Pearson.Già 4 anni dopo, il 17 marzo 1958, un satellite che utilizzava pannelli solari, Avangard-1, fu lanciato negli Stati Uniti. Il 15 maggio 1958 fu lanciato anche in URSS un satellite che utilizzava pannelli solari, lo Sputnik-3.

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In quanto tempo ripagheranno i pannelli solari?

Il costo dei pannelli solari oggi è piuttosto alto. E tenendo conto del basso valore dell'efficienza dei pannelli, la questione del loro ritorno è molto rilevante. La durata delle batterie alimentate da energia solare è di circa 25 anni o più. Parleremo di ciò che ha causato una vita di servizio così lunga un po 'più tardi, ma per ora scopriremo la domanda espressa sopra.

Il periodo di ammortamento è influenzato da:

• Tipo di attrezzatura selezionato. Le celle solari monostrato hanno un'efficienza inferiore rispetto a quelle multistrato, ma hanno anche un prezzo molto più basso.
• Posizione geografica, ovvero più luce solare nella tua zona, più velocemente il modulo installato pagherà.
• Costo dell'attrezzatura. Più fondi hai speso per l'acquisto e l'installazione degli elementi che compongono il sistema di risparmio energetico solare, più lungo sarà il periodo di ammortamento.
• Il costo delle risorse energetiche nella tua regione.

Il periodo medio di ammortamento per i paesi dell'Europa meridionale è di 1,5-2 anni, per i paesi dell'Europa centrale - 2,5-3,5 anni e in Russia il periodo di ammortamento è di circa 2-5 anni. Nel prossimo futuro, l'efficienza dei pannelli solari aumenterà in modo significativo, ciò è dovuto allo sviluppo di tecnologie più avanzate che aumentano l'efficienza e riducono il costo dei pannelli. Di conseguenza, diminuirà anche il periodo durante il quale il sistema di risparmio energetico sull'energia solare si ripagherà.

Gli ultimi sviluppi che aumentano l'efficienza

Quasi ogni giorno, scienziati di tutto il mondo annunciano lo sviluppo di un nuovo metodo per aumentare l'efficienza dei moduli solari. Conosciamo i più interessanti di loro. L'anno scorso, Sharp ha presentato al pubblico una cella solare con un'efficienza del 43,5%. Sono stati in grado di ottenere questa cifra installando una lente per concentrare l'energia direttamente nell'elemento.

I fisici tedeschi non sono rimasti indietro rispetto a Sharp. Nel giugno 2013 hanno introdotto la loro cella solare con una superficie di soli 5,2 metri quadrati. mm, costituito da 4 strati di elementi semiconduttori. Questa tecnologia ha permesso di raggiungere un'efficienza del 44,7%. La massima efficienza in questo caso si ottiene anche mettendo a fuoco lo specchio concavo.

Nell'ottobre 2013 sono stati pubblicati i risultati del lavoro degli scienziati di Stanford. Hanno sviluppato un nuovo composito resistente al calore in grado di aumentare le prestazioni delle celle fotovoltaiche. Il valore teorico dell'efficienza è di circa l'80%. Come abbiamo scritto sopra, i semiconduttori, che includono il silicio, sono in grado di assorbire solo la radiazione IR. Quindi l'azione del nuovo materiale composito è volta a convertire le radiazioni ad alta frequenza in infrarossi.

Gli scienziati inglesi furono i prossimi. Hanno sviluppato una tecnologia in grado di aumentare l'efficienza delle celle del 22%. Hanno proposto di posizionare nanospikes di alluminio sulla superficie liscia dei pannelli a film sottile. Questo metallo è stato scelto per il fatto che non assorbe la luce solare, ma, al contrario, la disperde. Di conseguenza, la quantità di energia solare assorbita aumenta. Da qui l'aumento delle prestazioni della batteria solare.

Qui vengono forniti solo gli sviluppi principali, ma la questione non si limita a essi. Gli scienziati stanno combattendo per ogni decimo di percento e finora ci stanno riuscendo. Speriamo che nel prossimo futuro l'efficienza dei pannelli solari sia al livello adeguato. Dopotutto, il vantaggio derivante dall'utilizzo dei pannelli sarà massimo.

L'articolo è stato preparato da Abdullina Regina

Mosca sta già utilizzando le nuove tecnologie per l'illuminazione di strade e parchi, penso che l'efficienza economica sia stata calcolata lì:

Tipi di fotocellule solari e loro efficienza

Il funzionamento dei pannelli solari si basa sulle proprietà degli elementi semiconduttori. La luce solare che cade sui pannelli fotovoltaici mette fuori combattimento gli elettroni dall'orbita esterna degli atomi tramite i fotoni. Il numero elevato di elettroni risultante fornisce una corrente elettrica in un circuito chiuso. Uno o due pannelli per l'alimentazione normale non sono sufficienti. Pertanto, diversi pezzi vengono combinati in pannelli solari. Per ottenere la tensione e la potenza richieste, sono collegati in parallelo e in serie. Un numero maggiore di celle solari offre un'area più ampia per assorbire l'energia solare e produrre più energia.

Fotocellule

Uno dei modi per migliorare l'efficienza è la creazione di pannelli multistrato. Tali strutture sono costituite da un insieme di materiali disposti a strati. La selezione dei materiali avviene in modo tale da catturare quanti di energie differenti. Uno strato con un materiale assorbe un tipo di energia, con un secondo un altro e così via. Di conseguenza, è possibile realizzare pannelli solari ad alta efficienza. Teoricamente, tali pannelli sandwich possono fornire Efficienza fino all'87%.. Ma questo è in teoria, ma in pratica la produzione di tali moduli è problematica. Inoltre, diventano molto costosi.

L'efficienza dei sistemi solari è influenzata anche dal tipo di silicio utilizzato nelle celle solari. A seconda della produzione dell'atomo di silicio, possono essere suddivisi in 3 tipi:

• Monocristallino;
• policristallino;
• Pannelli in silicio amorfo.

Le celle solari in silicio monocristallino hanno un'efficienza del 10-15%. Sono i più efficienti e costano di più. I modelli in polisilicio hanno i watt di elettricità più economici. Molto dipende dalla purezza dei materiali e, in alcuni casi, gli elementi policristallini possono essere più efficaci dei cristalli singoli.

Pannello in silicone amorfo