Pasiektas naujas saulės elementų efektyvumo rekordas (2)
Australijos inžinieriams labiau nei bet kada anksčiau pavyko prisiartinti prie teorinės šviesos konvertavimo į elektros energiją ribos, ir jie pagamino fotovoltinius elementus, kuriais elektra paverčiama 34,5 % iš Saulės sklindančios energijos – be koncentratorių.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Ankstesnis, 24 % rekordas pasiektas dideliu, 800 cm² elementu, kurį pagamino JAV kompanija, bet naujieji fotovoltiniai elementai ne tik efektyvesni, tačiau jie užims ir gerokai mažesnį plotą, o tai reiškia, kad saulės energija dar labiau atpigs.
„Šis padrąsinantis rezultatas rodo, kad dar yra kur tobulinti fotovoltinius tyrimus ir didinti elementų efektyvumą,“ sakė vienas iš tyrėjų, Markas Keeversas, iš Naujojo Pietų Velso universiteto (UNSW) Sidnyje. „Išspausti kuo daugiau energijos iš kiekvieno spindulio itin svarbu, kadangi taip mažėja elektros, gaunamos iš fotovoltinių elementų kaina, nes reikia mažiau investicijų, ir jos greičiau atsiperka.“
Ta pati UNSW komanda pasiekė naują konvertavimo rekordą 2014 metais, kai koncentruodama šviesą veidrodžiais, pasiekė 40 procentų efektyvumą. Bus naujasis rekordas dar įspūdingesnis, kadangi nebuvo naudojami jokie koncentratoriai, ir inžinieriai manė, kad tokį efektyvumą pasiekti bus galima tik po kelių dešimtmečių.
„Nesenas Vokietijos Agora Energiewende tyrimas nustatė agresyvų tikslą – nekoncentruotos šviesos modulių, naudojamų, tarkime, standartiniuose privačiuose namuose, 35 procentų konvertavimo efektyvumą pasiekti iki 2050 metų,“ sakė vienas iš tyrėjų, Martinas Greenas. „Tad, reikalai saulės elementų efektyvumo didinimo srityje vyksta sparčiau, nei tikėjosi daugelis ekspertų.“
Naujasis elementas yra vos 28 cm² ploto ir į jį krentančią šviesą skaido į keturis ruožus.
Infraraudonieji spinduliai nukreipiami į silicio elementą, o kitos trys juostos – į trisluoksnį, naujo tipo saulės elementą, sudarytą iš indžio galio fosfido; indžio galio arsenido; germanio.
Saulės šviesa eina per kiekvieną sluoksnį, ar jungtį ir kiekviename iš jų atitinkamo bangos ilgio energija išskiriama efektyviausiai. Nepanaudota šviesa sklinda į žemesnį sluoksnį ir taip toliau, iš kiekvieno spindulio išspaudžiant kuo daugiau energijos.
Procesas pavaizduotas diagramoje:
Reikia pabrėžti, kad vargu ar šie keturių juostų fotovoltiniai elementai greitai atsidurs ant namų ar biurų stogų – juos sunkiau prižiūrėti ir jie brangesni už standartinius vienos juostos elementus, kuriuos esame pratę regėti.
Bet šio tipo fotovoltiniai elementai idealiai tinka jėgainėms, kuriose saulės spinduliai koncentruojami į elementus ir tada tiesiogiai verčiami į elektrą, dažnai, panaudojant karštį – kaip šioje milžiniškoje jėgainėje Maroke. Ar šioje rekordinėje sistemoje Švedijoje bei Australijoje.
Dabar komanda siekia padidinti savo fotovoltinius elementus ir pažiūrėti, kokius rezultatus gali pasiekti 800 cm², kaip ankstesnis rekordininkas.
Manoma,kad teorinis keturių juostų įrenginio efektyvumas yra 53 procentai, o tai reiškia, kad netgi su nedideliu savo elementu UNSW komanda įveikė du trečdalius kelio.
„Didinant elementą, bus šiokių tokių nuostolių sujungimuose, bet esame taip toli atsiplėšę, kad tai visai priimtina,“ sakė Keeversas.
Šios naujos technologijos potencialas, kai ji bus įdiegta didelėse jėgainėse, išties turėtų juntamai stumtelėti jau dabar mažėjančias saulės elektros kainai, ir labai nekantru išvysti, kas bus toliau.
34,5 procentų efektyvumo rekordą patvirtino JAV Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija, ir tyrėjai laukia recenzijos.
Fiona Macdonald
www.sciencealert.com
