יעילות פאנלים סולאריים

מחזיק השיא ליעילות בקרב פאנלים סולאריים, באופן כזה או אחר הקיים כיום בשוק, הם לוחות סולאריים המבוססים על תאים סולאריים רב שכביים שפותחו על ידי מכון Fraunhofer למערכות אנרגיה סולארית בגרמניה. מאז 2005 סויטק עוסקת ביישום המסחרי שלהם.

גודלם של תאי הצילום עצמם אינו עולה על 4 מילימטרים, ומיקוד אור השמש בהם מושג באמצעות עדשות ריכוז עזר, שבזכותן אור השמש הרווי הופך לחשמל ביעילות המגיעה ל 47%.

הסוללה מכילה ארבעה צמתים pn כך שארבעה חוליות פוטו שונות יכולות לקבל ולהמיר קרינה ביעילות באורך גל מסוים מאור השמש המרוכז 297.3 פעמים בטווח אורך הגל בין אינפרא אדום לאולטרה סגול.

החוקרים, בראשות פרנק דימירו, הציבו לעצמם בתחילה את המשימה לגדל גביש רב שכבתי, ונמצא פיתרון - הם הנבטו את המצעים לגידול, וכתוצאה מכך הושג גביש בשכבות מוליכים למחצה שונים, עם ארבע תאים פוטואלקטריים.

תהליך הגידול התגלה כמסובך יותר ממה שקורה בייצור המסורתי של סוללות סיליקון, אך הביצועים של סוללות חדשות הוכפלו. בנוסף, עלות יצירת מערכת עם רכזת נמוכה יותר מאשר בעת היצירה פאנלים סולאריים קונבנציונליים.

תאים סולאריים רב שכביים משמשים זה מכבר בחלליות, אולם כעת תחנות סולאריות כבר הושקו על בסיסן ב 18 מדינות. הדבר מתאפשר על ידי שיפור והפחתת עלות הטכנולוגיה. כתוצאה מכך, מספר המדינות המצוידות בתחנות סולאריות חדשות יגדל, ויש נטייה לתחרות בשוק הפאנלים הסולאריים התעשייתיים.

במקום השני ניצבים פאנלים סולאריים המבוססים על תאים סולאריים תלת-שכבתיים חדים, שיעילותם הגיעה ל 44.4%. אינדיום גליום פוספיד הוא השכבה הראשונה של תא התא, גליום ארסניד הוא השני, אינדיום גליום ארסניד הוא השכבה השלישית. שלוש השכבות מופרדות באמצעות דיאלקטרי, המשמש להשגת אפקט המנהור.

ריכוז האור בתא הצילום מושג בזכות עדשת פרנל, כמו אצל מפתחים גרמניים, אור השמש מרוכז 302 פעמים, ומומר על ידי תא פוטו-מוליך למחצה מוליך תלת שכבתי.

מחקרים על פיתוח טכנולוגיה זו נערכים ברציפות על ידי שארפ מאז 2003 בתמיכת NEDO, ארגון מינהל ציבורי יפני המקדם מחקר ופיתוח, כמו גם הפצת טכנולוגיות תעשייתיות, אנרגיות וסביבתיות. עד 2013 השיג שארפ שיא של 44.4%.

שנתיים לפני שארפ, ב -2011, חברת "צומת סולארי" האמריקאית כבר שיחררה סוללות דומות, אך ביעילות של 43.5%, שהמרכיבים שלה היו בגודל 5 על 5 מ"מ, והמיקוד נעשה גם בעדשות, ריכזו את אור השמש פי 400. התאים הסולאריים היו שלושה צומת מבוסס על גרמניום, והקבוצה אף תכננה ליצור תאים סולריים עם חמישה ושישה צומת כדי לתפוס טוב יותר את הספקטרום. החברה נמשכת מחקר עד היום.

לפיכך, סוללות סולאריות המיוצרות בשילוב עם רכזים, שכפי שאנחנו רואים מיוצרות באירופה, אסיה ואמריקה, הן בעלות יעילות השיא הגבוהה ביותר. אך סוללות אלה מיועדות בעיקר להקמת תחנות כוח סולאריות רחבות היקף ובעלות אספקת חשמל יעילה לחלליות.

לאחרונה נקבע שיא בתחום לוחות השמש הצרכניים הרגילים, העומדים לרשותם הרוצים לספק להם, למשל, גג של בית.

באמצע סתיו 2015 הציגה חברת אילונה מסק SolarCity את הפאנלים הסולאריים הצרכניים היעילים ביותר שיעילותם עולה על 22%.

מדד זה אושר על ידי מדידות שנערכו על ידי המעבדה לבדיקת אנרגיה מתחדשת. מפעל באפלו כבר קובע תוכנית ייצור לכל יום - בין 9 ל -10 אלף פאנלים סולאריים, אשר המאפיינים המדויקים שלהם טרם דווחו. החברה כבר מתכננת לספק לפחות 200,000 בתים את הסוללות שלה בשנה.

העובדה היא שהתהליך הטכנולוגי המותאם במיוחד איפשר לחברה להפחית משמעותית את עלות הייצור, תוך הגדלת היעילות פי 2 בהשוואה לפאנלים הסולאריים הצורניים הנפוצים של הצרכן. מאסק בטוח שמדובר בפאנלים הסולאריים שהוא הפופולרי ביותר בקרב בעלי בתים בעתיד הקרוב.

ראה גם בנושא זה:5 פאנלים סולאריים יוצאי דופן של העתיד

Comments

[#1 ויקטוריה]

עם זאת, לפי שעה מדובר בייצור יקר והיי-טק יקר מכדי לדבר על היתרונות הסביבתיים האמיתיים והעצמאות מהנפט, אך עדיין צעד טוב קדימה.