Vědci vylepšili solární panel jednoduchým trikem. Výnos vzrostl o 71 %

Vědci experimentují s netradičním tvarem solárních panelů. Kulový modul dokáže sbírat světlo z různých směrů a speciální reflektor výrazně zvyšuje jeho výnos.

Solární panel, jaký jen tak neuvidíte

Klasické solární panely mají prakticky vždy podobu plochých obdélníků. Výzkumníci vedení Katarskou univerzitou ale vyzkoušeli úplně jiný přístup a fotovoltaické články rozmístili na povrch koule.

Experimentální modul má průměr 70 centimetrů a jeho základem je polystyrenové jádro. Na něj vědci umístili 450 monokrystalických křemíkových článků o velikosti 52 × 52 mm, které pokrývají zhruba 80 % povrchu.

Kulový tvar znamená, že jednotlivé články míří do různých směrů. Konstrukce proto může zachytávat sluneční záření z různých úhlů během celého dne, aniž by bylo nutné celý panel mechanicky natáčet za Sluncem.

Schéma sférického fotovoltaického modulu | Zdroj: Katarská univerzita

Reflektor zvýšil výnos o 71 %

Ještě zajímavější je konstrukce pod samotnou koulí. Vědci pod ni umístili reflektor ve tvaru mísy z leštěného hliníku, který odráží část jinak nevyužitého záření zpět směrem ke spodním fotovoltaickým článkům.

Právě tento poměrně jednoduchý prvek přinesl působivý výsledek. Podle simulací zvýšil energetický výnos kulového modulu přibližně o 71 % ve srovnání se stejnou sférickou konstrukcí bez reflektoru.

Výzkumníci nezůstali pouze u počítačových modelů. Skutečný prototyp devět dní testovali venku, kde sledovali jeho výkon, napětí, proud i teplotu. Za tuto dobu systém vyrobil 183,17 Wh energie a potvrdil, že neobvyklá koncepce funguje také v reálných podmínkách.

Přes léto porazil klasický panel

Zajímavé výsledky přineslo porovnání s běžným plochým panelem. V simulaci pro období od června do srpna vyrobila kulová konstrukce s reflektorem 113 kWh, zatímco klasický panel dosáhl 105,3 kWh. Rozdíl tedy činil přibližně 7,3 %.

Při celoroční simulaci se však karta obrátila. Sférický systém dosáhl 405,5 kWh, kdežto klasický panel přibližně 425 kWh. Netradiční konstrukce jej dokázala překonat pouze ve čtyřech měsících z celého roku.

Výhodou nového konceptu tak zatím není vyšší celoroční produkce. Zajímavá je především schopnost zachytávat záření z mnoha různých směrů, což by mohlo pomoci v místech, kde panely nelze optimálně orientovat.

Na střechy domů zatím nemíří

Pro běžné použití zatím proti kulovému panelu hovoří také ekonomika. Odhadované náklady na vyrobenou elektřinu dosahují 0,0424 dolaru za kWh, zatímco u klasického panelu jde o 0,0320 dolaru za kWh. Nové řešení tedy vychází přibližně o třetinu dráž.

Vývoj však nekončí. Další prototypy mají získat lepší ochranu a čeká je dlouhodobější testování. Kulové panely by jednou mohly najít využití především tam, kde je obtížné klasickou fotovoltaiku správně nasměrovat.

Zdroje: