सौर पेशी आणि मॉड्यूल्सची कार्यक्षमता

दरवर्षी, ऊर्जेचा तुटवडा आणि पर्यावरणीय प्रदूषणाच्या समस्या दिवसेंदिवस गंभीर होत आहेत: जीवाश्म संसाधने कमी होत आहेत आणि विजेचा मानवी वापर सतत वाढत आहे. या संदर्भात, शास्त्रज्ञ वीज निर्मितीच्या पर्यायी पद्धतींमध्ये सुधारणा करत आहेत हे आश्चर्यकारक नाही.

वारा, भरती-ओहोटी, समुद्राच्या लाटा, पृथ्वीची उष्णता आणि इतर यासारख्या स्वच्छ स्त्रोतांसोबतच, त्यांचे महत्त्व कमी होत नाही आणि सौर ऊर्जा संयंत्रे, पारंपारिकपणे फोटोव्होल्टेइक पेशींवर आधारित बॅटरीपासून तयार केले जाते. सौर पेशींची मुख्य आवश्यकता म्हणजे सर्वोच्च संभाव्य कार्यक्षमता, सौर किरणोत्सर्गाचे विजेमध्ये रूपांतर करण्याची सर्वोच्च संभाव्य कार्यक्षमता.

सौर पेशींची पकड अशी आहे की किरणोत्सर्गाच्या प्रवाहाची (सूर्यापासून किरणोत्सर्ग होऊन पृथ्वीवर पोहोचणे) 1400 W/m2 प्रदेशात वातावरणाच्या वरच्या मर्यादेत विशिष्ट शक्ती असते, तरीही पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळील ढगाळ हवामानात युरोपियन खंड हे फक्त 100 W/sq.m. आणि अगदी कमी.

सौर सेल, मॉड्यूल, अॅरेची कार्यक्षमता — सौर सेल, मॉड्यूल, बॅटरीच्या विद्युत उत्पादनाचे गुणोत्तर प्रति क्षेत्र सौर ऊर्जा प्रवाह घनतेचे अनुक्रमे सेल, मॉड्यूल, बॅटरी.

सौर उर्जा संयंत्राची कार्यक्षमता - पृष्ठभागावर समान कालावधी दरम्यान प्राप्त झालेल्या सौर उर्जेशी व्युत्पन्न झालेल्या विद्युत उर्जेचे गुणोत्तर, जे सूर्याच्या किरणांच्या सामान्य विमानावरील सौर उर्जा प्रकल्पाच्या क्षेत्राचे प्रक्षेपण बनवते. .

आज सर्वात लोकप्रिय सौर पॅनेल 9 ते 24% च्या कार्यक्षमतेसह सूर्याच्या किरणांपासून वीज काढणे शक्य करतात. अशा बॅटरीची सरासरी किंमत सुमारे 2 युरो प्रति वॅट आहे, तर फोटोव्होल्टेइक पेशींपासून विजेचे औद्योगिक उत्पादन आज 0.25 युरो प्रति kWh आहे. दरम्यान, युरोपियन फोटोव्होल्टेइक असोसिएशनने भाकीत केले आहे की 2021 पर्यंत औद्योगिकरित्या निर्माण होणाऱ्या "सौर" विजेची किंमत €0.1 प्रति kWh पर्यंत खाली येईल.

जगभरातील शास्त्रज्ञ त्यांची कार्यक्षमता वाढवण्याचा प्रयत्न करत आहेत फोटोसेल… दरवर्षी विविध संस्थांकडून बातम्या येतात, जिथे पुन्हा पुन्हा शास्त्रज्ञ विक्रमी कार्यक्षमतेसह सौर मॉड्यूल्स, नवीन रासायनिक रचनेवर आधारित सौर मॉड्यूल्स, अधिक कार्यक्षम केंद्रकांसह सौर मॉड्यूल इ.

2009 मध्ये स्पेक्ट्रोलॅबद्वारे प्रथम उच्च-कार्यक्षमतेच्या सौर पेशींचे सार्वजनिकरित्या प्रात्यक्षिक करण्यात आले. नंतर पेशींची कार्यक्षमता 41.6% पर्यंत पोहोचली, त्याच वेळी 2011 मध्ये 39% कार्यक्षमतेसह सौर पेशींच्या औद्योगिक उत्पादनाची सुरुवात झाली. परिणामी, 2016 मध्ये स्पेक्ट्रोलॅबने सौर पॅनेलचे उत्पादन सुरू केले. स्पेसशिपसाठी 30, 7% ची कार्यक्षमता.

2011 मध्येकॅलिफोर्निया-आधारित सोलर जंक्शनने 5.5 मिमी बाय 5.5 मिमी सौर सेलसह 43.5% ची आणखी उच्च कार्यक्षमता प्राप्त केली, ज्याने स्पेक्ट्रोलॅबने अलीकडेच स्थापित केलेला विक्रम मागे टाकला. बहु-स्तरीय त्रि-स्तरीय घटक प्लांटमध्ये तयार करण्याची योजना होती, ज्याच्या बांधकामासाठी ऊर्जा मंत्रालयाकडून कर्ज आवश्यक होते.

सन सिम्बा सौर यंत्रणेचा समावेश आहे ऑप्टिकल केंद्रकआणि 26 ते 30% च्या कार्यक्षमतेसह, प्रदीपन आणि प्रकाशाच्या घटनांच्या कोनावर अवलंबून, कॅनेडियन कंपनी मॉर्गन सोलरने 2012 मध्ये सादर केले. घटकांमध्ये गॅलियम आर्सेनाइड, जर्मेनियम आणि प्लेक्सिग्लास यांचा समावेश होता. या विकासामुळे पारंपारिक सिलिकॉन सौर पेशींची कार्यक्षमता वाढवता आली.

इंडियम, गॅलियम आणि आर्सेनाइडवर आधारित तीक्ष्ण ट्रायलेअर पेशी, 4 बाय 4 मिमी, 44.4% ची कार्यक्षमता दर्शवतात. ते 2013 मध्ये प्रात्यक्षिक केले गेले. परंतु त्याच वर्षी, फ्रेंच कंपनी Soitec, एकत्र बर्लिन केंद्र. Helmholtz आणि Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems मधील तज्ञांनी Fresnel lens photocell चा विकास पूर्ण केला आहे.

त्याची कार्यक्षमता 44.7% आहे. आणि एक वर्षानंतर, 2014 मध्ये, फ्रॉनहोफर संस्थेने फ्रेस्नेल लेन्स घटकावर पुन्हा 46% कार्यक्षमता प्राप्त केली. सौर सेल रचनेत चार जंक्शन असतात: इंडियम गॅलियम फॉस्फेट, गॅलियम आर्सेनाइड, गॅलियम इंडियम आर्सेनाइड आणि इंडियम फॉस्फेट.

सेलचे निर्माते असा दावा करतात की फ्रेस्नेल लेन्स (प्रत्येकी 16 चौ. सें.मी.) आणि अल्ट्रा-कार्यक्षम फोटोसेल (प्रत्येकी फक्त 7 चौ. मिमी) यासह 52 मॉड्यूल्स असलेली बॅटरी, तत्त्वतः, 230 सूर्यप्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करू शकते ... .

आपल्याकडे सध्या जे आहे त्याचा सर्वात आश्वासक पर्याय, विश्लेषक सूर्याच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणोत्सर्गामुळे होणारा विद्युत् प्रवाह दुरुस्त करण्याच्या तत्त्वावर कार्य करत सुमारे 85% कार्यक्षमतेसह फोटोव्होल्टेइक पेशींची नजीकच्या भविष्यात निर्मिती पाहतात (अखेर, सूर्यप्रकाश काही नॅनोमीटर आकाराच्या लहान नॅनोअँटेनावर सुमारे 500 THz ची वारंवारता असलेली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह आहे.