Daugumos erdvėlaivių pagrindinis energijos šaltinis yra Saulė. Tačiau norint puikiai kaupti jo spindulius, palydovai turi turėti ne tik fotovoltinius didelio ploto keitikliai, bet ir specialūs mechanizmai jų darbiniam paviršiui orientuoti saulė. Mažiems zondams tokių konstrukcijų svoris yra labai didelis, nes mokslininkai iš Saudo Arabijos siūlo įprastą ir prieinamą sprendimą.
Iš pirmo žvilgsnio mintis atrodo banali – gaminti saulės baterijas sferos pavidalu. Todėl juos galima apvynioti aplink mikropalydovą arba montuoti ant išorinės konstrukcijos, o didžioji dalis paviršiaus, pakeičiančio šviesą į elektrą, visada bus apšviesta.
Karaliaus Abdulos mokslo ir technologijų instituto (KAUST) Saudo Arabijoje mokslininkai jau pristatė tokio fotovoltinio keitiklio modelį 2020 m. Technologijos aprašymas buvo paskelbtas IEEE Spectrum portale.
Naujosios saulės baterijos turi nemažai privalumų, todėl jas galima naudoti ne tik kosmose, bet ir Žemėje. Dėl beveik sferinės formos jie renka ne tik tiesioginę žvaigždžių šviesą, bet ir atspindėtą šviesą.
Laboratorinėmis sąlygomis sferiniai fotovoltiniai keitikliai buvo 24–39% efektyvesni nei įprastų plokščių plokščių pavidalo keitikliai, imituojant saulės judėjimą dangumi. O kai šviesos šaltinį užstojo kliūtis (pvz., stogo iškyša), nauji akumuliatoriai pagamino 60 % daugiau elektros energijos nei įprasti plokščios plokštės.
Technologiškai, žinoma, tokių saulės elementų gamyba yra sudėtingesnė - pirma, kiekvieno fotovoltinio keitiklio gamybai, o tai yra visas laukas, reikia 15% daugiau ėsdinimo.
Be to, tyrėjai dar nebuvo iki galo išplėtoję rutulio riedėjimo proceso, o bandiniai buvo suformuoti rankomis. Numatyta sukurti specialią mechaninę ranką, imituojančią žmogaus, besisukančio ant lankstaus pagrindo, judesius.
Sferinės saulės baterijos yra pranašesnės už tradicines plokštes daugeliu kitų atžvilgių. Pavyzdžiui, jie parodė didesnį efektyvumą ilgą laiką dirbant aukštesnėje temperatūroje (galbūt dėl efektyvesnio šilumos išsklaidymo, bet tai dar reikia patikrinti).
Natūralu, kad tokios konstrukcijos turi dar geresnę situaciją, kai paviršius yra užterštas dulkėmis – tai labai svarbu. didžiulėms saulės elektrinėms ar nepilotuojamoms transporto priemonėms: nuo jutiklių nepasiekiamose vietose iki roveriai.
Atsižvelgdami į visus naujausios technologijos pranašumus ir trūkumus, mokslininkai vis dar atsargiai vertina jos komercines perspektyvas. Teoriškai jis gali būti naudingas beveik visoms nišinėms reikmėms – žemoje Žemės orbitoje mikrosatelitams, kitų planetų paviršiuje mažoms planetoms. stacionarūs arba savaeigiai zondai, Žemėje, skirti laikiniems ar nuolatiniams jutikliams valdyti, taip pat daiktų interneto įrenginių ir išmaniųjų jutiklių patalpose namie".
Sferinių saulės elementų kūrėjai artimiausiu metu planuoja juos išbandyti laboratorinėmis ir lauko sąlygomis pagal daugybę kriterijų. Tada jie įvertins technologijos ekonomiką.
Kalbant apie šviesai jautrių dalių gamybą, naujovė nėra revoliucinė: monokristalinio silicio pagrindu pagaminti fotovoltiniai elementai yra plačiai naudojami ir puikiai įvaldomi industrija. Saudo Arabijos mokslininkų naujovė yra siauros ir lanksčios pagrindo naudojimas bei specialus kiekvienos ląstelės kraštų apdorojimas.
P.S. Ar jums patiko įrašas? Jūsų teigiamai įvertinimai, komentarai ir prenumeratos palaiko kanalą gyvą.