Glavni izvor energije za većinu svemirskih letjelica je Sunce. Ali, da bi savršeno akumulirali svoje zrake, sateliti moraju imati ne samo fotonaponske pretvarače velike površine, ali i posebne mehanizme za orijentaciju njihove radne površine na sunce. Za male sonde, težina takvih struktura je vrlo velika, jer znanstvenici iz Saudijske Arabije nude uobičajeno i pristupačno rješenje.
Na prvi pogled ideja se čini trivijalnom – napraviti solarne panele u obliku kugle. Stoga se mogu omotati oko mikrosatelita ili montirati na vanjsku strukturu, a većina površine koja modificira svjetlost u električnu energiju uvijek će biti osvijetljena.
Istraživači na Institutu za znanost i tehnologiju kralja Abdullaha (KAUST) u Saudijskoj Arabiji već su predstavili model takvog fotonaponskog pretvarača 2020. godine. Opis tehnologije objavljen je na portalu IEEE Spectrum.
Novi solarni paneli imaju niz prednosti koje ih čine pogodnima za korištenje ne samo u svemiru, već i na Zemlji. Zbog svog gotovo sfernog oblika, skupljaju ne samo izravnu zvjezdanu, već i reflektiranu svjetlost.
U laboratorijskim uvjetima sferni fotonaponski pretvarači bili su 24-39% učinkovitiji od pretvarača u obliku konvencionalnih ravnih ploča kada su simulirali kretanje sunca po nebu. A kada je izvor svjetla bio zapriječen preprekom (kao što je krovni prevjes), nove baterije su proizvele 60% više električne energije od konvencionalnih ravnih ploča.
Tehnološki je, naravno, proizvodnja takvih solarnih ćelija složenija - prvo, za proizvodnju svakog fotonaponskog pretvarača, a ovo je cijelo polje, potrebno je 15% više jetkanja.
Osim toga, istraživači još nisu u potpunosti razvili proces valjanja kugle, a ispitni komadi su formirani ručno. Planira se razvoj posebne mehaničke ruke koja simulira pokrete osobe koja se kotrlja po fleksibilnoj podlozi.
Sferni solarni paneli su superiorniji od tradicionalnih panela na mnoge druge načine. Primjerice, pokazali su veću učinkovitost u dugotrajnom radu na višim temperaturama (možda zbog učinkovitijeg odvođenja topline, ali to tek treba provjeriti).
I naravno, takve strukture imaju još bolju situaciju s površinskim onečišćenjem prašinom - što je vrlo važno. za ogromne solarne elektrane ili vozila bez posade: od senzora na nepristupačnim mjestima do roveri.
S obzirom na sve prednosti i nedostatke najnovije tehnologije, znanstvenici su još uvijek oprezni u pogledu njezinih komercijalnih izgleda. U teoriji, može biti korisno za gotovo sve nišne primjene - u niskoj Zemljinoj orbiti za mikrosatelite, na površini drugih planeta za male stacionarne ili samohodne sonde, na Zemlji za rad privremenih ili trajnih senzora, kao i u prostorijama za IoT uređaje i pametne senzore kod kuće".
Programeri sfernih solarnih ćelija planiraju ih u bliskoj budućnosti testirati u laboratorijskim i terenskim uvjetima prema nizu kriterija. Zatim će procijeniti ekonomičnost tehnologije.
Što se tiče proizvodnje dijelova osjetljivih na svjetlost, inovacija nije revolucionarna: fotonaponske ćelije na bazi monokristalnog silicija imaju široku primjenu i savršeno se svladavaju industrija. Inovacija saudijskih istraživača leži u korištenju uske i fleksibilne podloge i posebnoj obradi rubova svake ćelije.
p.s. Da li vam se svidio post? Vaši lajkovi, komentari i pretplate održavaju kanal na životu.