Fotowoltaika 64% sprawności ogniwa fotowoltaicznego możliwe w teorii? 22 maja 2017 Fotowoltaika 64% sprawności ogniwa fotowoltaicznego możliwe w teorii? 22 maja 2017 Przeczytaj także Fotowoltaika Konflikt w Iranie zwiększa popyt na PV. Kryzys energetyczny w Europie przyspiesza transformację W 2025 roku sektor prosumenckich instalacji fotowoltaicznych w Europie odnotował pierwszy od niemal dekady zauważalny spadek tempa sprzedaży, co było efektem wygaszania programów wsparcia i osłabionego popytu wśród gospodarstw domowych. Wybuch wojny na Bliskim Wschodzie, blokada Cieśniny Ormuz i wynikające z tego wyższe ceny surowców energetycznych doprowadziły do ponownego wzrostu zainteresowania odnawialnymi źródłami energii. Odbiorcy energii elektrycznej upatrują w prosumenckich instalacjach szansy na obniżenie rachunków i zwiększenie odporności na wahania cen. Fotowoltaika Jak zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych? Nowa metoda chłodzenia i czyszczenia Wydajność systemów fotowoltaicznych jest ściśle powiązana z temperaturą pracy modułów oraz ich czystością. Wraz ze wzrostem temperatury ogniwa sprawność modułu maleje. Również gromadzący się na panelach brud i kurz może prowadzić do istotnych strat energii. Najnowsze badania niemieckich naukowców wskazują, że rozwiązaniem tego problemu mogą być systemy aktywnego chłodzenia wodnego, które pełnią podwójną rolę: obniżają temperaturę paneli oraz usuwają zanieczyszczenia – kurz, a nawet zalegający śnieg. Choć efektywność konwersji powszechnie wykorzystywanych paneli słonecznych sięga najczęściej nie wyżej niż 25%, to ciągle trwają badania nad ulepszeniem ich jakości. Nieprodukowane na skalę przemysłową prototypy ogniw mogą osiągać już prawie 50% sprawności. Niestety ich wysoka cena i skomplikowana produkcja najczęściej powodują ekonomiczną nieopłacalność. Reklama Przeciętne ogniwo fotowoltaiczne absorbuje jedynie widzialne fale świetlne, to znaczy z zakresu od około 400 do 700 nm. Pozostała część spektrum zamieniana jest na ciepło lub po prostu przechodzi przez panel, nie zostając pochłonięta. Panel tego typu jest w stanie pochłonąć – w teorii – jedynie 30% światła. Z drugiej strony, co jakiś czas mają miejsce eksperymenty badające ogniwa „multi-junction”, czyli zawierające kilka absorberów, zdolne pochłonąć fale o różnej długości. Obecny rekord dla takich rozwiązań wynosi 46% dla panelu z czterema rodzajami absorberów. Wraz z dodawaniem kolejnych substancji zdolnych do pochłaniania następnych zakresów długości światła, cena produkcji ogniwa rośnie, a przyrost sprawności maleje. W takiej sytuacji dwóch profesorów z Kobe University Graduate School of Engineering, Kita Takashi oraz Asahi Shigeo zaczęło prowadzić badania nad konwersją światła. Przepuszczano dwa fotony przez panel zbudowany z różnych półprzewodników, jednak zawierających tylko jeden absorber. W warunkach eksperymentalnych udało im się przeprowadzić proces „konwersji w górę”, czyli – w dużym uproszczeniu- przekształcenia długości zaabsorbowanej fali światła w krótszą. W ten sposób nieodpowiednie dla takiego panelu widma świetlne mogą zostać zmienione na inne, a następnie wykorzystane do produkcji prądu. Zdobytą wiedzę wykorzystali do budowy pierwszych ogniw o takiej strukturze. W serii badań uzyskali sprawności konwersji światła przewyższające 50%. Według ich teoretycznych obliczeń, taki model panelu byłby w stanie w warunkach laboratoryjnych, dobić aż do 64% efektywności. Z drugiej strony, ich badania są ciągle w początkowym stadium i nie wiadomo, jak nowe rozwiązanie techniczne wyglądałoby od strony kosztów. Energia padające na Ziemię światło słoneczne przekracza trzykrotnie jej zapotrzebowanie. Jeżeli patent amerykańskich profesorów okaże się atrakcyjny cenowo, możemy mieć do czynienia z rewolucją w fotowoltaice. Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.