Что если свернуть солнечные батареи в шар, или почти революция в энергетике
Основной источник энергии для большинства космических аппаратов —
Солнце. Однако чтобы эффективно собрать его лучи спутники должны
обладать не только фотоэлектрическими преобразователями большой площади,
но и специальными механизмами, чтобы ориентировать их рабочей
поверхностью к светилу. Для небольших зондов масса таких
конструкций слишком велика, поэтому исследователи из Саудовской Аравии
предлагают простое и дешевое решение.
На первый взгляд, идея
очевидна — сделать солнечные батареи сферическими. Так их можно обернуть
вокруг микроспутника или установить на выносной конструкции и
значительная часть поверхности преобразующей свет в электричество всегда
будет освещена. Прототип такого фотоэлектрического преобразователя
представили ученые саудовского Научно-технологического университета
имени короля Абдаллы (сокращенно — KAUST). Описание технологии
опубликовано на портале Spectrum IEEE.
У новых солнечных
батарей множество плюсов, которые позволяют применять их не только в
космосе, но и на Земле. Благодаря своей форме, близкой к шарообразной,
они собирают не только прямой свет от звезды, но и отраженный. В
лабораторных условиях при имитации движения солнца по небу сферические
фотоэлектрические преобразователи показали эффективность на 24-39% выше,
чем выполненные в традиционном облике плоской панели. А когда источник
света закрывался препятствием (например, навесом крыши), количество
электричества, вырабатываемого новым типом батарей, оказалось на 60%
больше, чем классическими плоскими.
Технологически, такие
солнечные батареи производить, конечно, сложнее — в первую очередь,
требуется на 15% больше операций травления при создании каждого
фотоэлектрического преобразователя, из которых состоит вся сфера. Кроме
того, исследователи пока не разработали полноценный техпроцесс
сворачивания сферы, а тестовым образцам придавали форму вручную.
Планируется создать специальную роботизированную руку, которая будет
имитировать движения человека при сворачивании гибкой подложки.
"Шариковые”
солнечные батареи лучше классических панелей и еще по ряду параметров.
Например, они показали более высокую эффективность во время длительной
работы при высоких температурах (вероятно, из-за более эффективного
теплоотвода, но это еще предстоит перепроверить). И, что очевидно, у
таких конструкций гораздо лучше ситуация с пылевым загрязнением
поверхности — это очень важно для больших солнечных электростанций или
необслуживаемоей техники: от датчиков в труднодоступных местах до
марсианских роверов.
Исходя из всех достоинств и недостатков
новой технологии исследователи пока очень осторожно высказываются о ее
коммерческих перспективах. Теоретически, она может быть полезна во
многих нишевых применениях — на орбите для микроспутников, на
поверхности других планет для малых стационарных или самоходных зондов,
на Земле для питания временных или постоянных датчиков, а также в
помещениях для устройств «интернета вещей» и сенсоров умного дома.
В
ближайших планах создателей шарообразных солнечных батарей — их
лабораторные и полевые тесты в самых разных условиях. Затем последует
оценка экономических аспектов технологии. С точки зрения производства
самих светочувствительных элементов, новинка не является революционной:
применяются широко распространенные и хорошо освоенные в промышленности
фотоэлектрические преобразователи на основе монокристаллического
кремния. Новшество саудовских ученых заключается в использовании тонкой и
гибкой подложки, а также специальная обработка краев каждого отдельного
элемента.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
