Den vigtigste energikilde for de fleste rumfartøjer er Solen. Men for at kunne akkumulere sine stråler perfekt, skal satellitter ikke kun have solcelle omformere af et stort område, men også specielle mekanismer til at orientere deres arbejdsflade til solen. For små sonder er vægten af sådanne strukturer meget stor, fordi forskere fra Saudi-Arabien tilbyder en fælles og overkommelig løsning.
Ved første øjekast virker ideen triviel - at lave solpaneler i form af en kugle. Derfor kan de vikles rundt om en mikrosatellit eller monteres på en ekstern struktur, og det meste af overfladen, der ændrer lys til elektricitet, vil altid være oplyst.
Forskere ved King Abdullah Institute of Science and Technology (KAUST) i Saudi-Arabien har allerede afsløret en model af en sådan solcelleomformer i 2020. Teknologibeskrivelsen blev offentliggjort på IEEE Spectrum-portalen.
De nye solpaneler har en række fordele, der gør dem velegnede til brug ikke kun i rummet, men også på Jorden. På grund af deres næsten sfæriske form opsamler de ikke kun direkte stjernelys, men også reflekteret lys.
Under laboratorieforhold var sfæriske fotovoltaiske omformere 24-39 % mere effektive end omformere i form af konventionelle flade plader, når de simulerede solens bevægelse hen over himlen. Og når lyskilden blev blokeret af en forhindring (såsom et tagudhæng), genererede de nye batterier 60 % mere elektricitet end konventionelle fladskærme.
Teknologisk er produktionen af sådanne solceller naturligvis mere kompliceret - for det første skal der til fremstillingen af hver solcelleomformer, og dette er et helt felt, 15% mere ætsning.
Derudover havde forskerne endnu ikke udviklet kuglerulningsprocessen fuldt ud, og teststykkerne blev formet i hånden. Det er planlagt at udvikle en speciel mekanisk arm, der simulerer bevægelserne af en person, der ruller på et fleksibelt underlag.
Sfæriske solpaneler er overlegne i forhold til traditionelle paneler på mange andre måder. For eksempel har de vist højere effektivitet ved langvarig drift ved højere temperaturer (måske på grund af mere effektiv varmeafledning, men dette mangler at blive verificeret).
Og naturligvis har sådanne strukturer en endnu bedre situation med overfladeforurening med støv - hvilket er meget vigtigt. til enorme solenergianlæg eller ubemandede køretøjer: fra sensorer på utilgængelige steder til rovere.
I betragtning af alle fordele og ulemper ved den nyeste teknologi, er forskerne stadig på vagt over for dens kommercielle udsigter. I teorien kan det være nyttigt til næsten alle nicheapplikationer - i lav kredsløb om jorden for mikrosatellitter, på overfladen af andre planeter for små stationære eller selvkørende sonder, på jorden til drift af midlertidige eller permanente sensorer, samt i rum til IoT-enheder og smarte sensorer hjemme".
Udviklere af sfæriske solceller planlægger at teste dem i laboratorie- og feltforhold i den nærmeste fremtid efter en række kriterier. De vil derefter vurdere økonomien i teknologien.
Med hensyn til produktion af lysfølsomme dele er innovationen ikke revolutionerende: fotovoltaiske celler baseret på monokrystallinsk silicium er meget udbredt og perfekt behersket industri. De saudiske forskeres innovation ligger i brugen af en smal og fleksibel bagside og speciel bearbejdning af hver celles kanter.
P.S. Kunne du lide indlægget? Dine likes, kommentarer og abonnementer holder kanalen i live.