Inženýři vytvořili nejúčinnější solární panel

Australští inženýři jsou blíže než kdykoliv předtím teoretickým limitům přeměny slunečního záření na elektrickou energii. Vytvořili fotovoltaické články, které dokážou využít 34,5 % nekoncentrované sluneční energie, což je nový světový rekord.

Předchozí rekord s hodnotou 24 % držel článek o velikosti 800 centimetrů čtverečních, který vyrobila americká společnost. Nicméně nové fotovoltaické články jsou nejen účinnější, ale také pokrývají menší plochu, čímž by mohla být solární energie levnější.

01_mark_keevers-prism_rla8339-1200w_3

Dr. Mark Keevers se solárním článkem, Zdroj: UNSW

„Tento povzbudivý výsledek ukazuje, že ve fotovoltaickém výzkumu stále existují zálohy a rezervy. Solární články budou efektivnější,“ dodal jeden z výzkumníků Mark Keevers z University of New South Wales (UNSW) v Sydney. „Extrakce více energie z každého paprsku slunečního záření má zásadní vliv na snížení nákladů na elektřinu vyrobenou prostřednictvím solárních článků, protože snižuje potřebné investice a zrychluje návratnost.“

Tento tým UNSW vytvořil také rekord solární konverze v roce 2014, kdy pomocí zrcadel koncentroval sluneční světlo a dosáhl 40% účinnosti. Ale nový rekord je působivější, protože nevyužívá žádné koncentrace, a to je něco, co inženýři už několik desetiletí nečekali.

„Nedávna studie německé společnosti Agora Energiewende nastavila agresivní cíl dosáhnout účinnosti 35 % do roku 2050 pro modul, který používá nesoustředěné sluneční světlo,“ uvedl jeden z výzkumníků Martin Green. „Takže výzkum v účinnosti solárních článků je rychlejší, než mnozí odborníci očekávali.“

Nový článek je velký pouze 28 centimetrů čtverečních. Funguje tak, že rozděluje dopadající sluneční světlo do čtyř pásem.

Infračervené pásmo tohoto světla je odrazené zpět směrem ke křemíkovému solárnímu články. A ostatní tři skupiny jsou směrovány do trojvrstvého typu solárních článků, který je vyrobený z indium-galium-fosfidu, indium-galium-arzenidu a germania. Sluneční světlo prochází každou z těchto vrstev a každá extrahuje energii na nejefektivnější vlnovou délku. A nevyužité světlo přechází na další vrstvu. A tak dále. Snahou je vytěžit z jednoho paprsku co nejvíce.

solar_prism_diagram_1

Princip solárního panelu

Abychom si udělali jasno. Není jasné, že tyto solární články se objeví na střeše vašeho domova či kanceláře v dohledné době, protože se hůře udržují a jsou dražší než ty standardní, které na domech vidíte dnes.

Ale tento typ fotovoltaického článku je ideální pro solární věže, které používají zrcadla ke koncentraci slunečního světla na řadu článků, a pak sluneční záření převádí přímo na elektřinu. Příkladem jsou obří solární elektrárny v Maroku.

Tým se snaží zvětšit své solární články a uvidíme, jakých výsledků dosáhne při velikosti 800 centimetrů čtverečních. Teoretický limit pro čtyři spojovací zařízení bude 53 %, což znamená, že i se svým malým článkem je tým UNSW už na dvou třetinách této hodnoty.

„Při zvětšení bude nějaká menší ztráta kvůli propojení, ale my jsme tak daleko, že je to uskutečnitelné,“ dodal Keevers.

Tato technologie má velký potenciál u velkých solárních elektráren, kde by se mohla snížit cena solárně získávané elektřiny.

Zdroj / Foto: Science Alert

Komentáře

Nahoru