Hlavním zdrojem energie pro většinu kosmických lodí je Slunce. Aby však satelity dokonale akumulovaly své paprsky, musí mít nejen fotovoltaiku převodníky velké plochy, ale i speciální mechanismy pro orientaci jejich pracovní plochy na slunce. U malých sond je hmotnost takových struktur velmi velká, protože vědci ze Saúdské Arábie nabízejí běžné a dostupné řešení.
Na první pohled se zdá nápad triviální – vyrobit solární panely ve formě koule. Lze je tedy omotat kolem mikrosatelitu nebo namontovat na vnější konstrukci a většina povrchu, který mění světlo na elektřinu, bude vždy osvětlena.
Výzkumníci z King Abdullah Institute of Science and Technology (KAUST) v Saúdské Arábii již odhalili model takového fotovoltaického konvertoru v roce 2020. Popis technologie byl zveřejněn na portálu IEEE Spectrum.
Nové solární panely mají řadu výhod, díky kterým jsou vhodné pro použití nejen ve vesmíru, ale i na Zemi. Díky svému téměř kulovému tvaru shromažďují nejen přímé světlo hvězd, ale i světlo odražené.
V laboratorních podmínkách byly sférické fotovoltaické konvertory při simulaci pohybu slunce po obloze o 24–39 % účinnější než konvertory v podobě klasických plochých desek. A když zdroji světla překážela překážka (např. přesah střechy), nové baterie vyrobily o 60 % více elektřiny než běžné ploché panely.
Technologicky je samozřejmě výroba takových solárních článků složitější - za prvé, pro výrobu každého fotovoltaického měniče, a to je celý obor, je potřeba o 15 % více leptání.
Kromě toho výzkumníci ještě plně nevyvinuli proces válcování koulí a zkušební kusy byly formovány ručně. Počítá se s vývojem speciálního mechanického ramene, které simuluje pohyby člověka kutálejícího se po pružném substrátu.
Kulové solární panely jsou lepší než tradiční panely v mnoha dalších ohledech. Vykázaly například vyšší účinnost při dlouhodobém provozu při vyšších teplotách (možná díky efektivnějšímu odvodu tepla, ale to zbývá ověřit).
A přirozeně, takové struktury mají ještě lepší situaci s povrchovou kontaminací prachem - což je velmi důležité. pro obrovské solární elektrárny nebo bezpilotní vozidla: od senzorů na nepřístupných místech až po rovery.
Vzhledem ke všem výhodám a nevýhodám nejnovější technologie jsou vědci stále opatrní ohledně jejích komerčních vyhlídek. Teoreticky může být užitečný pro téměř všechny specializované aplikace – na nízké oběžné dráze Země pro mikrosatelity, na povrchu jiných planet pro malé stacionární nebo samohybné sondy, na Zemi pro provoz dočasných nebo trvalých senzorů, stejně jako v místnostech pro zařízení IoT a chytré senzory doma".
Vývojáři sférických solárních článků plánují v blízké budoucnosti testovat je v laboratorních a polních podmínkách podle řady kritérií. Poté posoudí ekonomiku technologie.
Z hlediska výroby dílů citlivých na světlo není inovace nijak převratná: fotovoltaické články na bázi monokrystalického křemíku jsou široce používané a dokonale zvládnuté průmysl. Inovace saúdských výzkumníků spočívá v použití úzké a flexibilní podložky a speciálního zpracování okrajů každé buňky.
P.S. Líbil se vám příspěvek? Vaše lajky, komentáře a odběry udržují kanál při životě.