Сферичні сонячні елементи здатні поглинати пряме, розсіяне і відбите випромінювання у всіх напрямках без необхідності використання механічних систем стеження за сонячним світлом. Вчені з Університету науки і технологій імені короля Абдалли (KAUST) створили кулястий кремнієвий сонячний елемент за допомогою нових методів гофрування, що дають змогу згинати жорсткий кремній.
Чим хороші сферичні сонячні “панелі”?
Традиційні плоскі сонячні панелі серйозно погано вловлюють розсіяне і відбите сонячне проміння, і за необхідності вимагають системи стеження за рухом сонця протягом дня, що тягне за собою високі витрати. Вловлюючи світло під різними кутами одночасно, включно з прямим, розсіяним атмосферним і фоновим відбитим світлом, сферичні фотоелементи позбавляються цих обмежень.
Куляста конструкція дає їм змогу виробляти максимальну кількість енергії в системі осередків незалежно від положення сонця, тому ці пристрої можуть застосовуватися там, де системи стеження або непрактичні, або надмірно дорогі. Функція захоплення світла є однією з радикальних відмінностей від традиційних фотоелементів, що працюють переважно з прямим сонячним світлом.
Як вдалося зігнути кремній?
Вчені винайшли новий метод гофрування, за допомогою якого твердий монокристалічний кремній може бути перетворений на м’який матеріал, щоб створити форму сфери. Ця технологія, впроваджена у виробничий процес, зберігає високі ККД звичайного кремнію і дає змогу створювати тривимірні структури.
Результати тестів показали значне підвищення продуктивності порівняно з традиційними плоскими сонячними панелями з такою ж площею. У разі використання піску як відбивного матеріалу вихідна потужність сферичних осередків зросла на 14,8% порівняно з плоскими аналогами, і на 39,7%, коли як відбивну поверхню використовували білий папір.
Встановлення сферичних осередків лицьовою стороною вниз забезпечило стійкість до пилу. На відміну від звичайних панелей, кулясті фотоелементи не забруднюються настільки сильно, що знижує потребу в обслуговуванні та забезпечує більшу стабільність роботи в довгостроковій перспективі. Такі пристрої можна буде встановлювати в посушливих районах, де бувають піщані та пилові бурі.
Раніше ми писали про те, що в Австралії відключили сонячні панелі площею 100 000 кв. м. Протягом восьми років сонячна електростанція Normanton забезпечувала електрикою житлові будинки і підприємства на території площею 137 000 кв. км.
