Durante las horas del día, corrientes de energía solar ingresan a la superficie del planeta. Los científicos e ingenieros han descubierto durante mucho tiempo cómo usarlo. Los paneles solares pueden convertir la energía de la luz del día. Su efectividad aún está lejos de ser la ideal, pero con el tiempo irá en aumento gracias al trabajo de especialistas.
Instrucciones
Paso 1
El trabajo de una célula solar se basa en las propiedades físicas de las células semiconductoras. Los fotones de luz eliminan electrones del radio exterior de los átomos. En este caso, se forma un número significativo de electrones libres. Si ahora cierra el circuito, una corriente eléctrica fluirá a través de él. Sin embargo, es demasiado pequeño para limitarse al uso de una o dos fotocélulas.
Paso 2
Normalmente, los componentes individuales se combinan en un sistema para formar una batería. Varias de estas baterías se utilizan para formar módulos. Cuantas más células solares estén conectadas, mayor será la eficiencia del sistema técnico. La posición de la batería solar en relación con el flujo luminoso también es importante. La cantidad de energía depende directamente del ángulo en el que los rayos del sol caen sobre las fotocélulas.
Paso 3
Una de las principales características de rendimiento de una celda solar es el coeficiente de rendimiento (COP). Se define como el resultado de dividir la potencia de la energía recibida por la potencia del flujo luminoso que incide sobre la superficie de trabajo de la batería. Hasta la fecha, la eficiencia de las células solares utilizadas en la práctica oscila entre el 10 y el 25 por ciento.
Paso 4
En el otoño de 2013, hubo informes en la prensa de que los ingenieros alemanes lograron crear una fotocélula experimental, cuya eficiencia es cercana al 45%. Para lograr un rendimiento tan increíble para un panel solar estándar, los diseñadores tuvieron que utilizar un diseño de fotocélula de cuatro pisos. Esto hizo posible aumentar el número total de uniones semiconductoras útiles.
Paso 5
Los expertos han calculado que en el futuro será muy posible lograr tasas de eficiencia más altas, hasta el 85%. ¿Cuál es la razón del retraso de la batería actual con respecto a las características de diseño? La diferencia entre las cifras reales y los indicadores teóricamente posibles se explica por las propiedades de los materiales utilizados para fabricar las baterías. Los paneles suelen estar hechos de silicio, que solo puede absorber radiación infrarroja. Pero la energía de los rayos ultravioleta casi nunca se usa.
Paso 6
Una de las formas de mejorar la eficiencia de las células solares es el uso de estructuras multicapa. Dicho módulo incluye varias capas delgadas hechas de materiales diferentes. En este caso, las sustancias se seleccionan de modo que las capas coincidan desde el punto de vista de la absorción de energía. En teoría, tales "tortas" multicapa pueden proporcionar una eficiencia de hasta casi el 90%.
Paso 7
Otra dirección de desarrollo prometedora es el uso de paneles hechos de monocristales de silicio. Desafortunadamente, este material sigue siendo mucho más caro que los análogos policristalinos. Por lo tanto, para aumentar la eficiencia de las células solares, es necesario encarecer el diseño, lo que aumenta el período de recuperación.
