Des physiciens russes ont amélioré l'efficacité des panneaux solaires de 20%

Relation entre efficacité et matériaux et technologies

Comment fonctionnent les panneaux solaires ? Basé sur les propriétés des semi-conducteurs. La lumière qui tombe sur eux produit l'extinction par ses particules d'électrons situés dans l'orbite externe des atomes. Un grand nombre d'électrons crée un potentiel de courant électrique - dans des conditions de circuit fermé.

Pour fournir un indicateur de puissance normal, un module ne suffira pas. Plus il y a de panneaux, plus efficace est le fonctionnement des radiateurs, qui donnent de l'électricité aux batteries, où elle s'accumulera.C'est pour cette raison que l'efficacité des panneaux solaires dépend également du nombre de modules installés. Plus ils sont nombreux, plus ils absorbent d'énergie solaire et leur indice de puissance devient d'un ordre de grandeur supérieur.

L'efficacité de la batterie peut-elle être améliorée ? De telles tentatives ont été faites par leurs créateurs, et plus d'une fois. La solution à l'avenir pourrait être la production d'éléments composés de plusieurs matériaux et de leurs couches. Les matériaux sont suivis de manière à ce que les modules puissent absorber différents types d'énergie.

Par exemple, si une substance fonctionne avec le spectre UV et l'autre avec le spectre infrarouge, l'efficacité des cellules solaires augmente considérablement. Si vous pensez au niveau de la théorie, l'efficacité la plus élevée peut être un indicateur d'environ 90%.

De plus, le type de silicium a une grande influence sur l'efficacité de tout système solaire. Ses atomes peuvent être obtenus de plusieurs manières, et tous les panneaux, basés sur cela, sont divisés en trois variétés:

• monocristaux;
• polycristaux;
• éléments en silicium amorphe.

Les cellules solaires sont produites à partir de monocristaux dont le rendement est d'environ 20 %. Ils sont chers parce qu'ils sont les plus efficaces. Les polycristaux coûtent beaucoup moins cher, car dans ce cas, la qualité de leur travail dépend directement de la pureté du silicium utilisé dans leur fabrication.

Les éléments à base de silicium amorphe sont devenus la base de la production de panneaux solaires flexibles à couches minces. La technologie de leur fabrication est beaucoup plus simple, le coût est inférieur, mais l'efficacité est moindre - pas plus de 6%. Ils s'usent rapidement. Par conséquent, pour améliorer leur durée de vie, du sélénium, du gallium et de l'indium leur sont ajoutés.

Usage

Électronique portative

Pour fournir de l'électricité et/ou recharger les batteries de divers appareils électroniques grand public - calculatrices, lecteurs, lampes de poche, etc.

Approvisionnement énergétique des bâtiments

Batterie solaire sur le toit de la maison

Les cellules solaires de grande taille, comme les capteurs solaires, sont largement utilisées dans les régions tropicales et subtropicales avec un grand nombre de jours ensoleillés. Particulièrement populaire dans les pays méditerranéens, où ils sont placés sur les toits des maisons.

Les nouvelles maisons espagnoles sont équipées de chauffe-eau solaires depuis mars 2007 pour fournir entre 30% et 70% de leurs besoins en eau chaude, selon l'emplacement de la maison et la consommation d'eau prévue. Les bâtiments non résidentiels (centres commerciaux, hôpitaux, etc.) doivent disposer d'équipements photovoltaïques.

Actuellement, le passage aux panneaux solaires suscite beaucoup de critiques parmi les gens. Cela est dû à l'augmentation des prix de l'électricité, à l'encombrement du paysage naturel. Les opposants à la transition les panneaux solaires sont critiqués pour de tels transition, en tant que propriétaires de maisons et de terrains sur lesquels panneaux solaires installés et les parcs éoliens, reçoivent des subventions de l'État, contrairement aux locataires ordinaires. À cet égard, le ministère fédéral allemand de l'Économie a élaboré un projet de loi qui permettra dans un avenir proche d'introduire des avantages pour les locataires vivant dans des maisons alimentées en énergie par des installations photovoltaïques ou des centrales thermiques en bloc. Parallèlement au versement de subventions aux propriétaires de maisons utilisant des sources d'énergie alternatives, il est prévu de verser des subventions aux locataires vivant dans ces maisons.

Utilisation dans l'espace

Les panneaux solaires sont l'un des principaux moyens de générer de l'énergie électrique sur les engins spatiaux : ils fonctionnent pendant longtemps sans consommer de matériaux, et en même temps ils sont respectueux de l'environnement, contrairement aux sources d'énergie nucléaires et radio-isotopiques.

Cependant, lorsqu'ils volent à grande distance du Soleil (au-delà de l'orbite de Mars), leur utilisation devient problématique, car le flux d'énergie solaire est inversement proportionnel au carré de la distance au Soleil. En vol vers Vénus et Mercure, au contraire, la puissance des batteries solaires augmente considérablement (dans la région de Vénus de 2 fois, dans la région de Mercure de 6 fois).

Utilisation en médecine

Des scientifiques sud-coréens ont développé une cellule solaire sous-cutanée. Une source d'énergie miniature peut être implantée sous la peau d'une personne afin d'assurer le bon fonctionnement d'appareils implantés dans le corps, comme un stimulateur cardiaque. Une telle batterie est 15 fois plus fine qu'un cheveu et peut être chargée même si un écran solaire est appliqué sur la peau.

Qu'est-ce que l'efficacité

Ainsi, l'efficacité d'une batterie est la quantité de potentiel qu'elle génère réellement, indiquée en pourcentage. Pour le calculer, il faut diviser la puissance de l'énergie électrique par la puissance de l'énergie solaire tombant à la surface des panneaux solaires.

Maintenant, ce chiffre est de l'ordre de 12 à 25 %. Bien qu'en pratique, compte tenu des conditions météorologiques et climatiques, il ne dépasse pas 15. La raison en est les matériaux à partir desquels les batteries solaires sont fabriquées. Le silicium, qui est la principale "matière première" pour leur fabrication, n'a pas la capacité d'absorber le spectre UV et ne peut fonctionner qu'avec un rayonnement infrarouge.Malheureusement, en raison de cette déficience, nous gaspillons l'énergie du spectre UV et ne l'utilisons pas à bon escient.

Impact sur la performance de divers facteurs.

Augmenter l'efficacité des modules solaires est un casse-tête pour tous les chercheurs travaillant dans ce sens. À ce jour, l'efficacité de tels dispositifs est de l'ordre de 15 à 25 %. Le pourcentage est très faible. Les batteries solaires sont un appareil extrêmement fantaisiste, dont le fonctionnement stable dépend de nombreuses raisons.

Les principaux facteurs pouvant affecter les performances de deux manières sont les suivants :

• Matériau de base pour cellules solaires. Les plus faibles à cet égard sont les panneaux solaires polycristallins avec une efficacité allant jusqu'à 15%. Les modules à base d'indium-gallium ou de cadmium-tellure, ayant jusqu'à 20% de productivité, peuvent être considérés comme prometteurs.
• Orientation du récepteur solaire. Idéalement, les panneaux solaires avec leur surface de travail doivent faire face au soleil à angle droit. Dans cette position, ils doivent être aussi longs que possible. Pour augmenter la durée du positionnement correct des modules dans la zone du soleil, des homologues plus chers ont dans leur arsenal un dispositif de suivi du soleil qui fait tourner les batteries en suivant le mouvement de l'étoile.
• Surchauffe des installations. Les températures élevées ont un effet négatif sur la production d'électricité. Par conséquent, lors de l'installation, il est nécessaire d'assurer une ventilation et un refroidissement suffisants des panneaux. Ceci est réalisé en installant un espace ventilé entre le panneau et la surface d'installation.
• L'ombre projetée par n'importe quel objet peut nuire considérablement à l'efficacité de l'ensemble du système.

Après avoir rempli toutes les conditions et, si possible, installé les panneaux dans la bonne position, vous pouvez obtenir des panneaux solaires à haut rendement. C'est élevé, pas maximum. Le fait est que l'efficacité calculée, ou théorique, est une valeur dérivée dans des conditions de laboratoire, avec des paramètres moyens d'heures de clarté et le nombre de jours nuageux.

En pratique, bien sûr, le pourcentage d'efficacité sera plus faible.

Capter le solaire piles pour votre maison, il est préférable de se concentrer sur la limite de performance inférieure plutôt que sur la limite supérieure. En sélectionnant ainsi les modules solaires et tous les composants appropriés au fonctionnement, on peut être sûr de la capacité suffisante de l'installation à installer. En choisissant une limite de performance inférieure dans les calculs, vous pouvez économiser sur l'achat de panneaux supplémentaires qui sont achetés pour la réassurance en cas de manque de puissance.

Des perspectives de développement encourageantes.

A ce jour, le record absolu d'efficacité en énergie solaire appartient aux développeurs américains et est de 42,8%. Cette valeur est supérieure de 2 % au précédent record de 2010. Une quantité record d'énergie a été atteinte grâce à l'amélioration d'une cellule solaire en silicium cristallin. La particularité d'une telle étude réside dans le fait que toutes les mesures ont été effectuées exclusivement dans des conditions de travail, c'est-à-dire non pas dans des locaux de laboratoire et de serre, mais dans des lieux réels de l'installation proposée.

En marge de tous ces mêmes laboratoires techniques, le travail pour augmenter le dernier record ne s'arrête pas. Le prochain objectif des développeurs est la limite d'efficacité des modules solaires à 50%.Chaque jour, l'humanité se rapproche de plus en plus du moment où l'énergie solaire remplacera complètement les sources d'énergie nocives et coûteuses actuellement utilisées, et deviendra comparable à des géants tels que les centrales hydroélectriques.

Efficacité des différents types de panneaux solaires

Toutes les cellules solaires modernes fonctionnent sur la base des propriétés physiques des semi-conducteurs. Les photons de la lumière du soleil, tombant sur des panneaux photovoltaïques, assomment les électrons des orbites extérieures des atomes. En conséquence, leur mouvement commence, ce qui entraîne l'apparition d'un courant électrique.

Les panneaux simples ne peuvent pas fournir une alimentation normale, ils sont donc connectés dans certaines quantités à une batterie solaire commune. Plus il y a de cellules photovoltaïques impliquées dans le système, plus la puissance de sortie de l'électricité sera élevée.

Connaissant le principe des panneaux, vous pouvez déterminer leur efficacité. Théoriquement, la définition de l'efficacité est la quantité d'électricité produite divisée par la quantité d'énergie des rayons du soleil tombant sur un panneau donné. Théoriquement, les systèmes modernes sont capables de fournir jusqu'à 25 %, mais en réalité, ce chiffre ne dépasse pas 15 %. Cela dépend beaucoup du matériau à partir duquel les panneaux sont fabriqués. Par exemple, le silicium largement utilisé ne peut absorber que les rayons infrarouges, et l'énergie des rayons ultraviolets n'est pas perçue par lui et est gaspillée.

Actuellement, des travaux sont en cours sur la création de panneaux multicouches, qui permettent de fabriquer des panneaux solaires à haut rendement. Leur conception comprend divers matériaux situés en plusieurs couches. Ils sont sélectionnés de manière à pouvoir capter tous les principaux quanta d'énergie.Autrement dit, chaque couche d'un certain matériau est capable d'absorber l'un des types d'énergie.

Théoriquement, pour de tels dispositifs, l'efficacité peut augmenter jusqu'à 87%, mais en pratique, la technologie de fabrication de tels panneaux est assez compliquée. De plus, leur coût est beaucoup plus élevé par rapport aux systèmes solaires standards.

L'efficacité d'une batterie solaire dépend en grande partie du type de silicium utilisé dans les cellules solaires. Tous les panneaux basés sur ce matériau sont divisés en trois types:

• Monocristallin, avec une efficacité de 10-15%. Ils sont considérés comme les plus efficaces et leur prix est nettement supérieur à celui des autres appareils.
• Les polycristallins ont des tarifs inférieurs, mais leur coût par watt est beaucoup plus faible. Lors de l'utilisation de matériaux de haute qualité, ces panneaux ont parfois une efficacité supérieure aux monocristaux.
• Panneaux flexibles à couches minces à base de silicium amorphe. Ils sont faciles à fabriquer et peu coûteux. Cependant, l'efficacité de ces appareils est très faible, de l'ordre de 5 à 6 %. Progressivement, pendant le fonctionnement, leurs performances diminuent, la productivité devient plus faible.

avantages

1. En raison du fait qu'il n'y a pas de pièces et d'éléments mobiles dans les panneaux, la durabilité est augmentée. Les fabricants garantissent une durée de vie de 25 ans.
2. Si vous suivez toutes les règles d'entretien et de fonctionnement de routine, le fonctionnement de ces systèmes passe à 50 ans. L'entretien est assez simple - nettoyez en temps opportun les photocellules de la poussière, de la neige et d'autres contaminants naturels.
3. C'est la durabilité du système qui est le facteur déterminant pour l'achat et l'installation des panneaux. Une fois tous les coûts payés, l'électricité produite sera gratuite.

L'obstacle le plus important à l'utilisation généralisée de tels systèmes est leur coût élevé. Avec le faible rendement des panneaux solaires domestiques, il existe de sérieux doutes quant à la nécessité économique de cette méthode particulière de production d'électricité.

Mais encore une fois, il est nécessaire d'évaluer raisonnablement les capacités de ces systèmes et, sur cette base, de calculer le rendement attendu. Il ne sera pas possible de remplacer complètement l'électricité traditionnelle, mais il est tout à fait possible de faire des économies en utilisant des systèmes solaires.

De plus, il est difficile de ne pas remarquer des avantages tels que :

• Obtenir de l'électricité dans les régions les plus éloignées de la civilisation ;
• autonomie;
• Silence.

Inconvénients de l'énergie solaire

• La nécessité d'utiliser de grandes surfaces;
• La centrale solaire ne fonctionne pas la nuit et ne fonctionne pas efficacement au crépuscule du soir, alors que le pic de consommation d'énergie se produit précisément aux heures du soir ;
• Malgré la propreté environnementale de l'énergie reçue, les cellules solaires elles-mêmes contiennent des substances toxiques, telles que le plomb, le cadmium, le gallium, l'arsenic, etc.

Les centrales solaires sont critiquées en raison de leurs coûts élevés, ainsi que de la faible stabilité des halogénures complexes de plomb et de la toxicité de ces composés. Actuellement, un développement actif de semi-conducteurs sans plomb pour les cellules solaires, par exemple, à base de bismuth et d'antimoine, est en cours.

En raison de leur faible rendement, qui atteint au mieux 20 %, les panneaux solaires deviennent très chauds. Les 80 % restants de l'énergie solaire La lumière chauffe les panneaux solaires jusqu'à température moyenne autour de 55°C. DE une augmentation de la température de la cellule photovoltaïque par 1°, son efficacité chute de 0,5 %.Cette dépendance n'est pas linéaire et une augmentation de la température de l'élément de 10° entraîne une diminution du rendement de près d'un facteur deux. Les éléments actifs des systèmes de refroidissement (ventilateurs ou pompes) pompant le fluide frigorigène consomment une quantité importante d'énergie, nécessitent un entretien périodique et réduisent la fiabilité de l'ensemble du système. Les systèmes de refroidissement passifs ont des performances très faibles et ne peuvent pas faire face à la tâche de refroidissement des panneaux solaires.

Calcul des performances

L'utilisation de l'énergie solaire et la rationalité économique de tels concepts déterminent l'efficacité de tous types de systèmes de panneaux solaires. Tout d'abord, les coûts de transformation sont pris en compte. énergie solaire en électricité.

La rentabilité et l'efficacité de ces systèmes sont déterminées par des facteurs tels que :

• Type de panneaux solaires et équipements connexes ;
• L'efficacité des photocellules et leur coût ;
• Conditions climatiques. Différentes régions ont une activité solaire différente. Cela affecte également la période de récupération.

Comment choisir les bonnes performances

Avant d'acheter des panneaux, vous devez savoir quelle peut être l'efficacité requise d'une batterie solaire.

Si votre niveau de consommation domestique est, par exemple, de 100 kW/mois (selon le compteur électrique), alors il est conseillé que les cellules solaires produisent la même quantité.

J'ai décidé de cela. Allons plus loin.

Il est clair que la station solaire ne fonctionne que pendant la journée. De plus, la puissance nominale sera atteinte en présence d'un ciel clair. De plus, la puissance de crête peut être atteinte à condition que les rayons du soleil tombent sur la surface. à angle droit.

Lorsque la position du soleil change, l'angle du panneau change également. En conséquence, aux grands angles, une diminution notable de la puissance sera observée.Ce n'est que par temps clair. Par temps nuageux, une chute de puissance de 15 à 20 fois peut être garantie. Même un petit nuage ou une brume provoque une chute de puissance de 2 à 3 fois

Ceci doit également être pris en compte

Maintenant - comment calculer le temps de fonctionnement des panneaux ?

La durée de fonctionnement pendant laquelle les batteries peuvent effectivement fonctionner à presque pleine capacité est d'environ 7 heures. De 9h00 à 16h00 En été, il y a plus d'heures de clarté, mais la production d'électricité le matin et le soir est très faible - dans les 20 à 30 %. Le reste, soit 70 %, sera généré, là encore, pendant la journée, de 9 h à 16 h.

Ainsi, il s'avère que si les panneaux ont une puissance nominale de 1 kW, alors en été, le plus ensoleillé une journée va générer 7 kW/h électricité. A condition qu'ils travaillent de 9 à 16 heures de la journée. Autrement dit, cela reviendra à 210 kWh d'électricité par mois !

Il s'agit d'un kit de panneaux. Et une prise avec une puissance de seulement 100 watts ? Pendant une journée, cela donnera 700 watts / heure. 21 kW par mois.

Comment faire fonctionner votre panneau solaire le plus efficacement possible

La performance de tout système solaire dépend de :

• indicateurs de température;
• l'angle d'incidence des rayons solaires ;
• état de surface (il doit toujours être propre);
• conditions météorologiques;
• la présence ou l'absence d'une ombre.

L'angle d'incidence optimal des rayons du soleil sur le panneau est de 90 °, c'est-à-dire une ligne droite. Il existe déjà des systèmes solaires équipés de dispositifs uniques. Ils vous permettent de surveiller la position de l'étoile dans l'espace. Lorsque la position du Soleil par rapport à la Terre change, l'angle d'inclinaison du système solaire change également.

Le chauffage constant des éléments n'a pas non plus le meilleur effet sur leurs performances. Lorsque l'énergie est convertie, de sérieuses pertes se produisent.Par conséquent, un petit espace doit toujours être laissé entre le système solaire et la surface sur laquelle il est monté. Les courants d'air qui y passent serviront de moyen naturel de refroidissement.

La pureté des panneaux solaires est également un facteur important affectant leur efficacité. S'ils sont fortement pollués, ils captent moins de lumière, ce qui signifie que leur efficacité est réduite.

De plus, l'installation correcte joue un grand rôle. Lors du montage du système, il est impossible de laisser une ombre tomber dessus. Le meilleur côté sur lequel il est recommandé de les installer est le sud.

En ce qui concerne les conditions météorologiques, nous pouvons en même temps répondre à la question populaire de savoir si les panneaux solaires fonctionnent par temps nuageux. Bien sûr, leur travail se poursuit, car le rayonnement électromagnétique émanant du Soleil frappe la Terre à tout moment de l'année. Bien sûr, les performances des panneaux (COP) seront nettement inférieures, en particulier dans les régions avec une abondance de jours pluvieux et nuageux par an. Autrement dit, ils produiront de l'électricité, mais en bien moindre quantité que dans les régions au climat ensoleillé et chaud.

Facteurs affectant l'efficacité des cellules solaires

Les caractéristiques de la structure des photocellules entraînent une diminution des performances des panneaux lorsque la température augmente.

La gradation partielle du panneau provoque une chute de la tension de sortie due aux pertes dans l'élément non éclairé, qui commence à agir comme une charge parasite. Cet inconvénient peut être éliminé en installant un by-pass sur chaque photocellule du panneau. Par temps nuageux, en l'absence de lumière directe du soleil, les panneaux qui utilisent des lentilles pour concentrer le rayonnement deviennent extrêmement inefficaces, puisque l'effet de la lentille disparaît.

À partir de la courbe de performance d'un panneau photovoltaïque, on peut voir que pour obtenir le meilleur rendement, la sélection correcte de la résistance de charge est nécessaire. Pour ce faire, les panneaux photovoltaïques ne sont pas connectés directement à la charge, mais utilisent un contrôleur de gestion du système photovoltaïque qui assure le fonctionnement optimal des panneaux.

Comment fonctionne une batterie solaire ?

Toutes les cellules solaires modernes fonctionnent grâce à la découverte faite par le physicien Alexandre Becquerel en 1839 - le principe même de fonctionnement des semi-conducteurs.

Si les photocellules en silicium sur la plaque supérieure sont chauffées, les atomes du semi-conducteur en silicium sont libérés. Ils essaient de capturer les atomes de la plaque inférieure. En pleine conformité avec les lois de la physique, les électrons de la plaque inférieure doivent retourner à leur état d'origine. Ces électrons s'ouvrent dans un sens - à travers les fils. L'énergie stockée est transférée aux batteries et renvoyée à la plaquette de silicium supérieure.

Histoire

En 1842, Alexandre Edmond Becquerel découvre l'effet de conversion de la lumière en électricité. Charles Fritts a commencé à utiliser le sélénium pour transformer la lumière en électricité. Les premiers prototypes de cellules solaires ont été créés par le photochimiste italien Giacomo Luigi Chamichan.

Le 25 mars 1948, les laboratoires Bell ont annoncé la création des premières cellules solaires à base de silicium pour générer du courant électrique. Cette découverte a été faite par trois employés de l'entreprise - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin et Gerald Pearson.Déjà 4 ans plus tard, le 17 mars 1958, un satellite utilisant des panneaux solaires, Avangard-1, est lancé aux USA. Le 15 mai 1958, un satellite utilisant des panneaux solaires, Spoutnik-3, est également lancé en URSS.

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En combien de temps les panneaux solaires seront-ils rentables ?

Le coût des panneaux solaires est aujourd'hui assez élevé. Et compte tenu de la faible valeur de l'efficacité des panneaux, la question de leur retour sur investissement est très pertinente. La durée de vie des batteries alimentées par l'énergie solaire est d'environ 25 ans ou plus. Nous parlerons un peu plus tard de la cause d'une si longue durée de vie, mais pour l'instant, nous découvrirons la question posée ci-dessus.

La période de récupération est affectée par :

• Type d'équipement sélectionné. Les cellules solaires monocouches ont un rendement inférieur à celui des cellules multicouches, mais aussi un prix beaucoup plus bas.
• Emplacement géographique, c'est-à-dire que plus il y a de lumière solaire dans votre région, plus le module installé sera rentable rapidement.
• Coût de l'équipement. Plus vous dépensez d'argent pour l'achat et l'installation des éléments qui composent le système d'économie d'énergie solaire, plus la période de récupération est longue.
• Le coût des ressources énergétiques dans votre région.

La période de récupération moyenne pour les pays d'Europe du Sud est de 1,5 à 2 ans, pour les pays d'Europe centrale de 2,5 à 3,5 ans et en Russie, la période de récupération est d'environ 2 à 5 ans. Dans un avenir proche, l'efficacité des panneaux solaires augmentera considérablement, cela est dû au développement de technologies plus avancées qui augmentent l'efficacité et réduisent le coût des panneaux. Et par conséquent, la période pendant laquelle le système d'économie d'énergie sur l'énergie solaire s'amortira de lui-même diminuera également.

Les derniers développements qui augmentent l'efficacité

Presque chaque jour, des scientifiques du monde entier annoncent le développement d'une nouvelle méthode pour augmenter l'efficacité des modules solaires. Faisons connaissance avec les plus intéressants d'entre eux. L'année dernière, Sharp a présenté au public une cellule solaire avec une efficacité de 43,5 %. Ils ont pu atteindre ce chiffre en installant une lentille pour concentrer l'énergie directement dans l'élément.

Les physiciens allemands ne sont pas à la traîne de Sharp. En juin 2013, ils ont présenté leur cellule solaire d'une superficie de seulement 5,2 mètres carrés. mm, composé de 4 couches d'éléments semi-conducteurs. Cette technologie a permis d'atteindre un rendement de 44,7%. Une efficacité maximale dans ce cas est également obtenue en plaçant le miroir concave au point.

En octobre 2013, les résultats des travaux des scientifiques de Stanford ont été publiés. Ils ont développé un nouveau composite résistant à la chaleur capable d'augmenter les performances des cellules photovoltaïques. La valeur théorique de l'efficacité est d'environ 80 %. Comme nous l'avons écrit ci-dessus, les semi-conducteurs, qui incluent le silicium, ne sont capables d'absorber que le rayonnement infrarouge. Ainsi, l'action du nouveau matériau composite vise à convertir le rayonnement haute fréquence en infrarouge.

Les scientifiques anglais étaient les suivants. Ils ont développé une technologie capable d'augmenter l'efficacité des cellules de 22 %. Ils ont proposé de placer des nanogoujons en aluminium sur la surface lisse des panneaux à couches minces. Ce métal a été choisi en raison du fait qu'il n'absorbe pas la lumière du soleil, mais au contraire la diffuse. Par conséquent, la quantité d'énergie solaire absorbée augmente. D'où l'augmentation des performances des batteries solaires.

Seuls les principaux développements sont donnés ici, mais la question ne se limite pas à eux. Les scientifiques se battent pour chaque dixième de pour cent, et jusqu'à présent, ils réussissent. Espérons que dans un avenir proche l'efficacité des panneaux solaires sera au bon niveau. Après tout, le bénéfice de l'utilisation des panneaux sera alors maximal.

L'article a été préparé par Abdullina Regina

Moscou utilise déjà de nouvelles technologies pour éclairer les rues et les parcs, je pense que l'efficacité économique y a été calculée :

Types de photocellules solaires et leur efficacité

Le fonctionnement des panneaux solaires repose sur les propriétés des éléments semi-conducteurs. La lumière du soleil tombant sur les panneaux photovoltaïques élimine les électrons de l'orbite externe des atomes par des photons. Le grand nombre d'électrons qui en résulte fournit un courant électrique dans un circuit fermé. Un ou deux panneaux pour une alimentation normale ne suffisent pas. Par conséquent, plusieurs pièces sont combinées en panneaux solaires. Pour obtenir la tension et la puissance requises, ils sont connectés en parallèle et en série. Un plus grand nombre de cellules solaires donne une plus grande surface pour absorber l'énergie solaire et produire plus d'énergie.

Photocellules

L'un des moyens d'augmenter l'efficacité est la création de panneaux multicouches. De telles structures sont constituées d'un ensemble de matériaux disposés en couches. La sélection des matériaux est effectuée de manière à capturer des quanta d'énergies différentes. Une couche avec un matériau absorbe un type d'énergie, avec un second un autre, et ainsi de suite. En conséquence, il est possible de créer des panneaux solaires à haut rendement. Théoriquement, de tels panneaux sandwich peuvent fournir Efficacité jusqu'à 87 %. Mais c'est en théorie, mais en pratique, la fabrication de tels modules est problématique. De plus, ils deviennent très chers.

L'efficacité des systèmes solaires est également affectée par le type de silicium utilisé dans les cellules solaires. Selon la production de l'atome de silicium, ils peuvent être divisés en 3 types :

• Monocristallin;
• Polycristallin;
• Panneaux de silicium amorphe.

Les cellules solaires en silicium monocristallin ont un rendement de 10 à 15 %. Ce sont les plus efficaces et les plus chers. Les modèles en polysilicium ont le watt d'électricité le moins cher. Tout dépend de la pureté des matériaux et, dans certains cas, les éléments polycristallins peuvent être plus efficaces que les monocristaux.

Panneau de silicium amorphe