Japonijos bendrovė „Kyosemi“ kuria sferines fotovoltines celės „Sphelar“, kurios, skirtingai nei įprasti plokšti moduliai, gali sugauti šviesą iš įvairių krypčių. Idėja paprasta: realiomis sąlygomis į paviršių krenta ne tik tiesioginė saulės šviesa, bet ir atspindėta bei išsklaidyta spinduliuotė, todėl geometrija gali turėti reikšmės.
Tradiciniai saulės moduliai projektuojami taip, kad efektyviausiai veiktų, kai spinduliai krenta optimaliai, todėl dažnai reikia tiksliai parinkto pasvirimo kampo ar sekimo sistemų. Sferinis elementas teoriškai leidžia mažiau priklausyti nuo krypties, o tai aktualu miestuose, ant fasadų, transporto priemonėse, įvairiuose jutikliuose ar mažoje elektronikoje, kur erdvė ir orientacija nuolat kinta.
Kaip gaminamos sferinės celės
„Kyosemi“ technologijos istorija siejama su bandymais suformuoti taisyklingas silicio sferas mikrogravitacijos sąlygomis. Japonijoje tam buvo pasitelktas Japonijos mikrogravitacijos centras JAMIC, kuriame buvo įrengta kritimo šachta eksperimentams, leidžianti trumpam sukurti mikrogravitaciją ir tirpstančiam silikonui susiformuoti į tolygesnę sferą.
Vien tik suformuoti sferą nepakanka: fotovoltinei celei būtina tiksliai sukurta puslaidininkių sandūra, vadinamoji p-n sandūra. Tai sudėtinga ant lenkto paviršiaus, todėl „Kyosemi“ plėtojo procesus, leidžiančius tokį sluoksnių formavimą ir elektrinį sujungimą pritaikyti sferinei geometrijai.
Kuo tai skiriasi nuo įprastų modulių
Sferinės celės nėra tiesiog plokščio modulio pakaitalas ant stogo. Jos labiau primena atskirus fotovoltinius „taškus“, kuriuos galima integruoti į medžiagas, permatomas ar pusiau permatomas konstrukcijas, taip pat kurti trimates energiją generuojančias formas, kai svarbi ne tik galia iš kvadratinio metro, bet ir galimybė veikti iš įvairių kampų.
Vis dėlto plokšti moduliai šiandien išlieka dominuojantys dėl masinės gamybos masto, standartizacijos ir kainos. Sferinės celės dažniau minimos kaip nišinė kryptis, kuriai pranašumą suteikia montavimo lankstumas ir darbo stabilumas kintančiomis apšvietimo sąlygomis, o ne maksimalus efektyvumas tipinėse stogo elektrinėse.
Ar tai gali pakeisti saulės energetiką?
Pastaraisiais metais saulės energetika auga rekordiniais tempais, o didžiausią proveržį lemia atpigusi gamyba ir didelio masto projektai. Tokios inovacijos kaip „Sphelar“ labiausiai gali keisti ne elektrinių parkus, o integruotos fotovoltikos sritis: išmaniuosius miestus, daiktų interneto įrenginius, autonominius jutiklius ir pastatų elementus, kur energijos šaltinis turi prisitaikyti prie aplinkos.
Praktinę šios technologijos ateitį lems keli veiksniai: gamybos savikaina, ilgaamžiškumas, realus našumas skirtingomis sąlygomis ir tai, ar pavyks pasiekti pakankamą mastą. Kol kas aišku viena: fotovoltika nebūtinai privalo būti plokščia, o saulės energijos panaudojimo formų įvairovė plečiasi.
„Norėjome sukurti fotovoltiką, kuri nebūtų priklausoma nuo vienos krypties“, – sakė „Kyosemi“ atstovai, pristatydami sferinių celių idėją.
Šaltiniai:
– https://www.kyosemi.co.jp/english/sphelar/
– https://www.nrel.gov/research/reviewed-articles/solar-radiation-basics.html
– https://www.iea.org/reports/renewables-2023
Leave a Reply