Den viktigste energikilden for de fleste romfartøyer er solen. Men for å akkumulere strålene perfekt, må satellitter ikke bare ha solceller omformere av et stort område, men også spesielle mekanismer for å orientere arbeidsflaten deres til solen. For små sonder er vekten av slike strukturer veldig stor, fordi forskere fra Saudi-Arabia tilbyr en vanlig og rimelig løsning.
Ved første øyekast virker ideen triviell - å lage solcellepaneler i form av en kule. Derfor kan de vikles rundt en mikrosatellitt eller monteres på en ekstern struktur, og det meste av overflaten som modifiserer lys til elektrisitet vil alltid være opplyst.
Forskere ved King Abdullah Institute of Science and Technology (KAUST) i Saudi-Arabia har allerede avduket en modell av en slik fotovoltaisk omformer i 2020. Teknologibeskrivelsen ble publisert på IEEE Spectrum-portalen.
De nye solcellepanelene har en rekke fordeler som gjør dem egnet for bruk ikke bare i verdensrommet, men også på jorden. På grunn av sin nesten sfæriske form samler de ikke bare direkte stjernelys, men også reflektert lys.
Under laboratorieforhold var sfæriske fotovoltaiske omformere 24-39 % mer effektive enn omformere i form av konvensjonelle flate plater når de simulerte solens bevegelse over himmelen. Og når lyskilden ble hindret av en hindring (som et takoverheng), genererte de nye batteriene 60 % mer strøm enn konvensjonelle flatpaneler.
Teknologisk er selvfølgelig produksjonen av slike solceller mer komplisert - for det første, for produksjonen av hver solcelleomformer, og dette er et helt felt, kreves det 15 % mer etsing.
I tillegg hadde forskerne ennå ikke ferdigutviklet kulerullingsprosessen, og prøvestykkene ble formet for hånd. Det er planlagt å utvikle en spesiell mekanisk arm som simulerer bevegelsene til en person som ruller på et fleksibelt underlag.
Sfæriske solcellepaneler er overlegne tradisjonelle paneler på mange andre måter. For eksempel har de vist høyere effektivitet i langtidsdrift ved høyere temperaturer (kanskje på grunn av mer effektiv varmespredning, men dette gjenstår å verifisere).
Og naturlig nok har slike strukturer en enda bedre situasjon med overflateforurensning med støv – noe som er veldig viktig. for enorme solkraftverk eller ubemannede kjøretøy: fra sensorer på utilgjengelige steder til rovere.
Gitt alle fordelene og ulempene med den nyeste teknologien, er forskere fortsatt på vakt mot kommersielle utsikter. I teorien kan det være nyttig for nesten alle nisjeapplikasjoner - i lav jordbane for mikrosatellitter, på overflaten av andre planeter for små stasjonære eller selvgående sonder, på jorden for drift av midlertidige eller permanente sensorer, samt i rom for IoT-enheter og smarte sensorer hjemme".
Utviklere av sfæriske solceller planlegger å teste dem i laboratorie- og feltforhold i nær fremtid i henhold til en rekke kriterier. De vil da vurdere økonomien i teknologien.
Når det gjelder produksjon av lysfølsomme deler, er innovasjonen ikke revolusjonerende: solcelleceller basert på monokrystallinsk silisium er mye brukt og mestrer perfekt industri. Innovasjonen til de saudiske forskerne ligger i bruken av en smal og fleksibel bakside og spesiell behandling av kantene på hver celle.
P.S. Likte du innlegget? Liker, kommentarer og abonnementer holder kanalen i live.