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Pannelli solari di efficienza
Il detentore del record per l'efficienza tra i pannelli solari, in un modo o nell'altro oggi disponibili sul mercato, sono pannelli solari basati su celle solari multistrato sviluppate dall'Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare in Germania. Dal 2005, Soitec è impegnata nella loro implementazione commerciale.
La dimensione delle fotocellule stesse non supera i 4 millimetri e la messa a fuoco della luce solare su di esse viene raggiunta utilizzando lenti di concentrazione ausiliarie, grazie alle quali la luce solare saturata viene convertita in elettricità con un'efficienza che raggiunge il 47%.
La batteria contiene quattro giunzioni pn in modo che quattro diversi collegamenti fotocellule possano ricevere e convertire in modo efficiente radiazioni con una lunghezza d'onda specifica dalla luce solare concentrata 297,3 volte nell'intervallo di lunghezze d'onda dall'infrarosso all'ultravioletto.
I ricercatori, guidati da Frank Dimirot, inizialmente si sono dati il compito di far crescere un cristallo multistrato, e è stata trovata una soluzione: hanno germogliato i substrati per crescere, e di conseguenza è stato ottenuto un cristallo con vari strati di semiconduttori, con quattro sottocellule fotoelettriche.
Il processo di crescita si è rivelato più complicato di quanto non avvenga nella produzione tradizionale di batterie al silicio, ma le prestazioni di nuove batterie sono raddoppiate. Inoltre, il costo di creazione di un sistema con un hub è inferiore rispetto alla creazione pannelli solari convenzionali.
Le celle solari multistrato sono state a lungo utilizzate su veicoli spaziali, ma ora le stazioni solari sono già state lanciate sulla loro base in 18 paesi. Ciò è reso possibile migliorando e riducendo il costo della tecnologia. Di conseguenza, il numero di paesi equipaggiati con nuove stazioni solari crescerà e vi è una tendenza alla concorrenza nel mercato dei pannelli solari industriali.
Al secondo posto ci sono i pannelli solari basati su celle solari a tre strati Sharp, la cui efficienza ha raggiunto il 44,4%. Il fosfuro di gallio indio è il primo strato della fotocellula, l'arsenuro di gallio è il secondo, l'arsenuro di gallio indio è il terzo strato. I tre strati sono separati da un dielettrico, che serve a ottenere l'effetto tunnel.
La concentrazione di luce sulla fotocellula viene raggiunta grazie all'obiettivo Fresnel, come per gli sviluppatori tedeschi, la luce del sole viene concentrata 302 volte e viene convertita da una fotocellula a semiconduttore a tre strati.
La ricerca sullo sviluppo di questa tecnologia è stata continuamente condotta da Sharp dal 2003 con il supporto di NEDO, un'organizzazione giapponese della pubblica amministrazione che promuove la ricerca e lo sviluppo, nonché la diffusione di tecnologie industriali, energetiche e ambientali. Entro il 2013, Sharp ha raggiunto un record del 44,4%.
Due anni prima di Sharp, nel 2011, la società americana Solar Junction aveva già rilasciato batterie simili, ma con un'efficienza del 43,5%, elementi delle quali erano 5 per 5 mm di dimensione, e l'attenzione era anche fatta con obiettivi, concentrando la luce del sole 400 volte. Le celle solari erano a tre giunzioni basate sul germanio e il gruppo progettò persino di creare celle solari a cinque e sei giunzioni per catturare meglio lo spettro. La ricerca è in corso dalla società fino ad oggi.
Pertanto, le batterie solari prodotte in combinazione con concentratori, che, come vediamo, sono prodotte in Europa, Asia e America, hanno la più alta efficienza record. Ma queste batterie sono realizzate principalmente per la costruzione di impianti solari terrestri su larga scala e per l'alimentazione efficiente di veicoli spaziali.
Recentemente, è stato stabilito un record nel campo dei normali pannelli solari di consumo, che sono disponibili per la maggior parte di coloro che vogliono fornirli, ad esempio il tetto di una casa.
A metà autunno 2015, la società Ilona Mask SolarCity ha introdotto i pannelli solari di consumo più efficienti, la cui efficienza supera il 22%.
Questo indicatore è stato confermato dalle misurazioni effettuate dal laboratorio del Centro per le energie rinnovabili. L'impianto di Buffalo stabilisce già un piano di produzione per ogni giorno - da 9 a 10 mila pannelli solari, le cui caratteristiche esatte non sono state ancora riportate. La società prevede già di fornire ogni anno almeno 200.000 case con le sue batterie.
Il fatto è che il processo tecnologico ottimizzato ha permesso all'azienda di ridurre significativamente i costi di produzione, aumentando l'efficienza di 2 volte rispetto ai diffusi pannelli solari al silicio di consumo. Musk è sicuro che saranno i suoi pannelli solari a essere più popolari tra i proprietari di case nel prossimo futuro.
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