Koncentrovaná síla Slunce
Možností, jak využít Slunce, je celá řada. Klacík zapíchnutý do země a kamínky narovnané okolo něj vytvoří sluneční hodiny. Zakřivené zrcadlo zase soustředí sluneční svit na nádobu a umožní uvařit jídlo. Vědci ze společnosti Semprius vzali vrstvu skla s integrovanými čočkami, pod níž umístili substrát s nanesenými polovodičovými články a vyrobili fotovoltaický modul s rekordní účinností.
Takto uspořádané fotovoltaické moduly se nazývají koncentrátorové články. Dopadající světlo je na nich totiž množstvím čoček koncentrováno jen do určitých bodů. Díky tomu není třeba osazovat polovodiči celou plochu panelu, ale právě jen body, kam dopadá koncentrované světlo.
Levný na výrobu, ale náročný v provozu
Panel se tak skládá převážně z levného nosného substrátu a obsahuje jen malé množství drahých polovodičů, které umí přeměnit světlo na elektřinu (zpravidla jde o sloučeniny galia, telluru či křemíku). Jelikož na tyto polovodičové čipy dopadá světlo s mnohonásobně vyšší intenzitou, mají koncentrátorové články podstatně vyšší účinnost, než běžné fotovoltaické panely. V laboratorních podmínkách byly zaznamenány hodnoty přes 40 %.
Koncentrátorové články se však od běžných panelů liší i vyššími nároky na výrobu a samotný provoz. V první řadě je třeba zaručit přesné rozmístění jednotlivých polovodičových jednotek na povrch nosného substrátu. Nanášet je jednu po druhé je sice možné, ale velmi nepraktické. Vědci tedy museli vyvinout nový proces, který dokáže na nosný materiál „natisknout“ až 1000 polovodičových jednotek najednou.
Tak jako slunečnice každým dnem, otáčí se za sluncem…
Kromě toho musí sluneční paprsky dopadat na články vždy kolmo. Aby tedy mohly fungovat za běžných podmínek, musí být vybaveny zařízením, které sleduje pohyb Slunce po obloze a články nastavuje do optimální polohy. Tento sledovací systém vyvíjejí inženýři společnosti Siemens, která je partnerem firmy Semprius. Základem systému je speciální software, který neustále monitoruje polohu Slunce na obloze. Do výpočtů zahrnuje nejen denní dobu, ale i zeměpisnou polohu a roční dobu. Dokáže navíc i ohlídat, aby si panely - je-li jich větší množství - nestínily navzájem.
Spojením těchto technologií vzniknul článek, který v reálném provozu dosahuje rekordní účinnosti 33,9 %. Je to poprvé, co dokázal fotovoltaický článek přeměnit na elektřinu více než jednu třetinu energie z dopadajícího slunečního záření. Výroba článků je naplánována již na druhou polovinu letošního roku.
582
.gif)
