Поставлен новый рекорд эффективности солнечных батарей
09:19 25/09/2013 Наука и техника
Группа немецких физиков и инженеров сообщила о создании фотоэлемента с рекордно высокой эффективностью. КПД новой разработки составляет 44,7 процента, что на 0,3 процента выше показателя представленного в июне 2013 года фотоэлемента, созданного специалистами компании Sharp. Подробности приведены на официальном сайте Института солнечной энергии Общества Фраунгофера.
Экспериментальный фотоэлемент площадью всего в 5,2 квадратных миллиметра выдал ток в 192,1 миллиампера при напряжении до трех с половиной вольт. Измеренное немецкими специалистами значение КПД характеризует работу фотоэлемента при освещении концентрированным солнечным светом: их разработка (как, впрочем и все аналогичные устройства) обладает максимальной эффективностью при помещении в фокус вогнутого зеркала. Собрав в 297 раз больше света, чем падает на поверхность в обычных условиях и применив четырехуровневую схему фотоэлемента, КПД солнечных батарей удалось вывести на ранее недоступный уровень (плюс 0,3 процента к рекорду июня 2013 года и больше процента к показателю немецкой группы в мае, 43,6 процента).
Четырехуровневая схема означает сочетание в одном устройстве четырех полупроводниковых элементов, каждый из которых оптимизирован для поглощения квантов света с определенной энергией. Так как солнечный свет имеет достаточно широкий спектр, то применение всего одного полупроводникового перехода малоэффективно: фотоны с большей или меньшей энергией окажутся бесполезны. Наращивание числа полупроводниковых слоев, впрочем, тоже имеет свои недостатки, самым очевидным из которых является возрастание технологической сложности и стоимости устройства. В новой разработке немецких специалистов применены два перехода с максимумом эффективности в оптическом диапазоне и два рассчитанных на ближнее инфракрасное излучение.
Теоретически КПД солнечных батарей лимитирован как ограниченной чувствительностью полупроводниковых элементов к энергии квантов света, так и рядом других факторов. Идеальная батарея должна быть совершенно черной, не греться и иметь равное нулю электрическое сопротивление. Проведенные еще в 1980-х годах термодинамические расчеты показали, что одноэлементные солнечные батареи в принципе не могут иметь КПД выше 37 процентов, а сомнительная с точки зрения практической реализации 36-уровневая схема не сможет выбраться за отметку в 76 процентов. Кроме того, системы фокусировки света тоже неидеальны и одна лишь фокусирующая линза снижает теоретически возможный КПД со ста процентов до 89. В качестве альтернативы солнечным батареям можно использовать либо нагрев теплоносителя, который затем будет вращать турбину (такая схема, впрочем, тоже далека от стопроцентной эффективности), либо массив наноантенн. Наноантенны работают с инфракрасными и световыми волнами так же, как обычные антенны с радиоволной, то есть переводят колебания электромагнитного поля напрямую в электрический ток.
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
Комментарии(131):
| 0 +0−0 | Alexandr Horoshev | 12:21:06 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Насколько я знаю, в Израиле проблема не горячая вода, а как раз холодная. Так как из-за жаркого климата, там "горячая" в оба крана, практически. | ||||||||
| 0 +0−0 | Alexandr Horoshev | 12:17:54 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Да никтож не говорит, города освещать с нее. А вот для всяких мобильных устройств. Может даже для автомобилей, в качестве экономии заряда основных батарей. Вполне годная технология. | ||||||||
| 0 +0−0 | Alexandr Horoshev | 12:16:10 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Ага, ядерный реактор в сотовом телефоне? | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:29:21 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
я просто беру ЖКХ в целом, а ты какие то алюминии придумываешь. | ||
| 0 +0−0 | Дмитрий | 11:28:35 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
А есть ссылка на статью на другом языке? А то, хоть по отцу у меня все евреи, но язык не знаю. | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:27:42 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
//Буду утверждать что на ЖКХ тратится меньше, чем на производственный сектор. Потому что это факт ;) я утверждаю что на ЖКХ тратится больше | ||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:24:13 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
Конструктивно все сказано. Что то желаешь добавить? | ||
| 0 +2−2 | Roman Vorontcov | 11:22:19 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Это уже троллить начинаешь, по факту ты все понял и сказать нечего. | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:12:19 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
А зачем в городах? Если со временем производство панелей существенно подешевеет, возникнут целые платфоормы с панелями, близ городов, ну и конечно любые крыши и стекла, где только можно. Все пока что звучит фантастически, но здесь лишь вопрос себестоимости. Твое утверждение что на производство аллюминия идет больше энергии чем на все ЖКХ, просто глупо (:smile:) Можно нагуглить траты энергии на то и другое, но... не одно лишь электричество, а ВСЕ. | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:03:11 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Будешь втирать что на ЖКХ тратится меньше чем на алюминий? ) | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 11:01:47 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Повторяю, такие батареи способны кардинально снизить нагрузку всего ЖКХ. Просто это дорого выполнить. В этом случае владелец был помешан на экологии и ему было интересно сделать так. | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 10:57:53 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
А я говорю что эта усадьба отапливалась солнцем, посредством панелей на фото и масляных электрических радиаторов. | ||||||||
| 0 +1−1 | mike freikman | 10:57:43 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
Ссылка на ria.ru я какбэ видел. только это обычный самообман, в интересах лесорубов правда, сидите и продолжайте гордиться самыми дремучими лесами. | ||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 10:53:43 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
На бытовые идет значительный процент, около 30%, и идет тенденция к увеличению. Вы представляете сколько тратит Москва для отопления домов? Да больше чем на производство аллюминия (:smile:) | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 10:49:09 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Альтернативная займет свою нишу, когда у каждого дома станет крыша на фотоэлементах и стекла, когда сам дом будет отапливаться оной. Такое будет конечно, сперва в Европе, затем в Китае (:smile:) Вопрос лишь в себестоимости, а она должна будет снижаться. | ||||||||
| 0 +1−1 | Roman Vorontcov | 10:39:44 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
 Вот смотри, и читай сообщение мое выше, теоретик ) | ||||||||
| 0 +1−1 | Виталий | 10:07:56 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
и на этом основании вы предлагаете не развивать альтернативную энергетику | ||||||||
| 0 +1−1 | Виталий | 09:52:36 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
браво.... а нахрена вообще, что то придумывать. достаточно посадить картошку, и нарубить дров. Жечь дрова будет тепло, печь картошку будет еда, ну а повечерам можно песни хором петь - будет развлечение. | ||||||||
| 0 +1−1 | Write Through | 09:48:02 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Мы сейчас говорим о людях на Земле, которым нужно питаться греться и развлекаться. Что вы мне все про космос то втираете? | ||||||||
| 0 +1−1 | Виталий | 09:42:34 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
дык и компъютер на котором вы комменты свои строчите, тоже не съедобен. Хотя греться им можно. :) И вот же находятся странные люди придумывают новые процессоры. А на орбите люди живут и работают. Время проведенное на орбите советскими космонавтами больше года. Ни угля, ни нефти с собой не брали. Или Вы предлагаете более эфективный уголь на орбиту возить. | ||||||||