Τα σφαιρικά ηλιακά κύτταρα φέρνουν επανάσταση στη συλλογή ενέργειας μέσω της ικανότητάς τους να απορροφούν όλη την άμεση, διάχυτη και ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία προς κάθε κατεύθυνση χωρίς να απαιτούν μηχανικά συστήματα παρακολούθησης του ηλιακού φωτός. Το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας King Abdullah έχει κατασκευάσει ένα μεγάλης κλίμακας σφαιρικό ηλιακό στοιχείο πυριτίου με νέες μεθόδους αυλάκωσης που κάμπτουν το άκαμπτο πυρίτιο για να είναι εύκαμπτο.
Τα παραδοσιακά όρια στα ηλιακά πάνελ ανανεώνονται από τον σφαιρικό σχεδιασμό
Τα συμβατικά επίπεδα ηλιακά πάνελ δυσκολεύονται σοβαρά να συλλαμβάνουν τις διάσπαρτες και ανακλώμενες ηλιακές ακτίνες και, όταν είναι απαραίτητο, τα συστήματα παρακολούθησης πρέπει να συμβαδίζουν με την κίνηση του ήλιου κατά τη διάρκεια της ημέρας και, ως εκ τούτου, συνεπάγονται υψηλά έξοδα. Συλλαμβάνοντας φως σε διάφορες γωνίες ταυτόχρονα, συμπεριλαμβανομένου του άμεσου ηλιακού φωτός, του διάχυτου ατμοσφαιρικού φωτός και των ανακλάσεων του υποβάθρου, οι οποίες δεν συλλαμβάνονται από τα επίπεδα πάνελ, τα σφαιρικά ηλιακά κύτταρα μπορούν να εξαλείψουν αυτούς τους περιορισμούς.
Ο σχεδιασμός σε σχήμα μπάλας επιτρέπει την παραγωγή της μέγιστης ποσότητας ενέργειας σε ένα σύστημα στοιχείων ανεξάρτητα από τη θέση του ήλιου και, ως εκ τούτου, αυτά τα στοιχεία έχουν ιδιαίτερη σημασία σε ένα σύστημα όπου τα μηχανικά συστήματα παρακολούθησης είναι είτε μη πρακτικά είτε απαγορευτικά ακριβά. Αυτή η λειτουργία σύλληψης φωτός για όλες τις χρήσεις είναι μια από τις ριζικές παρεκκλίσεις της παραδοσιακής ηλιακής τεχνολογίας, η οποία βασίζεται κυρίως στην έκθεση σε άμεσο ηλιακό φως.
Ο μετασχηματισμός του πυριτίου είναι ευέλικτος με μια προηγμένη μέθοδο αυλάκωσης
Οι επιστήμονες έχουν εφεύρει μια νέα μέθοδο αυλάκωσης, με την οποία το σκληρό μονοκρυσταλλικό πυρίτιο μπορεί να μετατραπεί σε μαλακό υλικό και ένα εύκαμπτο υλικό μπορεί να πάρει το σχήμα μιας σφαίρας. Αυτή η επαναστατική τεχνολογία που ενσωματώνεται στη διαδικασία κατασκευής διατηρεί τις ιδιότητες υψηλής απόδοσης του παραδοσιακού πυριτίου και επιτρέπει τη δημιουργία τρισδιάστατων σχηματισμών που μέχρι τώρα ήταν αδύνατο να επιτευχθούν με την υπάρχουσα τεχνολογία ηλιακών κυψελών που βασίζεται σε κυψέλες.
Αυξημένη παραγωγή ενέργειας με συλλογή φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις
Τα ευρήματα του πειράματος δείχνουν ότι υπήρξε μια τεράστια αύξηση στην απόδοση σε σύγκριση με τα συμβατικά επίπεδα ηλιακά κύτταρα με την ίδια περιοχή κάλυψης εδάφους. Έχοντας δοκιμάσει να χρησιμοποιήσουν άμμο ως ανακλαστικό υλικό υποβάθρου, τα σφαιρικά κύτταρα επέδειξαν αύξηση 14,8% στην στιγμιαία ισχύ εξόδου. Πιο ριζικά, η ισχύς εξόδου ήταν 39,7% υψηλότερη από ό,τι στα σχέδια επίπεδων πάνελ όταν χρησιμοποιήθηκε λευκό χαρτί ως ανακλαστική επιφάνεια.
Η αρχιτεκτονική σε σχήμα μπάλας χρησιμοποιεί όσο το δυνατόν περισσότερα φωτόνια, καθώς το φως χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό, σε αντίθεση με τα σχέδια επίπεδων πάνελ, όπου το φως σπαταλιέται. Αυτό περιλαμβάνει το διαθλασμένο ατμοσφαιρικό φως, την αντανάκλαση της γης και το διάχυτο φως, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας που είναι γενική σε όλες τις καιρικές συνθήκες και την ημέρα.
Η αναπαράσταση των σφαιρικών κυψελών που είναι εγκατεστημένα προς τα κάτω της δίνει ένα αυτόματο πλεονέκτημα όσον αφορά την αντίσταση στη συλλογή σκόνης σε σχέση με τα συμβατικά επίπεδα πάνελ. Αυτή η ιδιότητα καθαρισμού μειώνει τα επίπεδα συντήρησης και της δίνει μεγαλύτερη συνέπεια λειτουργίας μακροπρόθεσμα, ιδιαίτερα σημαντικό σε ένα περιβάλλον με σκόνη όπου τα συμβατικά πάνελ πρέπει να καθαρίζονται σε τακτική βάση.
Οι χρήσεις των πρακτικών εφαρμογών δεν περιορίζονται στις συμβατικές εγκαταστάσεις
Οι σφαίρες ηλιακών κυψελών αντιπροσωπεύουν μια νέα τεχνολογία που ανοίγει τις δυνατότητες της ηλιακής ενσωμάτωσης σε μικρές συσκευές, φορητά ηλεκτρονικά και διαστημικές προκλήσεις στη χρήση υπερβολικά μεγάλων επίπεδων πάνελ στο διάστημα. Το γεγονός ότι η τεχνολογία μπορεί να μετατρέψει το ηλιακό φως που διασκορπίζεται μέσα σε ένα κτίριο σε ενέργεια είναι αυτό που την καθιστά ιδιαίτερα βιώσιμη σε εσωτερικούς χώρους, πόλεις με λίγο άμεσο ηλιακό φως και συσκευές που χρειάζονται συνεχή παροχή ενέργειας.
Τα σφαιρικά ηλιακά κύτταρα αποτελούν μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, καθώς σπάνε τους περιορισμούς του σχεδιασμού επίπεδων πάνελ για να αξιοποιήσουν την ανεκμετάλλευτη φωτεινή ενέργεια. Η νέα πρακτική δείχνει ότι με βελτιωμένους τρόπους, τα παραδοσιακά υλικά μπορούν να καινοτομηθούν ώστε να γίνουν πρακτικά και αποτελεσματικά για να παράγουν μεγαλύτερη ενέργεια, να καταναλώνουν λιγότερη συντήρηση και να βρίσκουν περισσότερες χρήσεις.
www.worldenergynews.gr
