Galvenais enerģijas avots lielākajai daļai kosmosa kuģu ir Saule. Bet, lai lieliski uzkrātu tā starus, satelītiem jābūt ne tikai fotoelementiem lielas platības pārveidotājus, bet arī īpašus mehānismus to darba virsmas orientēšanai saule. Mazajām zondēm šādu konstrukciju svars ir ļoti liels, jo Saūda Arābijas zinātnieki piedāvā kopīgu un pieejamu risinājumu.
No pirmā acu uzmetiena ideja šķiet triviāla - izgatavot saules paneļus sfēras formā. Tāpēc tos var aptīt ap mikrosatelītu vai uzstādīt uz ārējas konstrukcijas, un lielākā daļa virsmas, kas pārveido gaismu elektrībā, vienmēr būs izgaismota.
Karaļa Abdullas Zinātnes un tehnoloģiju institūta (KAUST) pētnieki Saūda Arābijā jau ir atklājuši šāda fotoelektriskā pārveidotāja modeli 2020. gadā. Tehnoloģijas apraksts tika publicēts portālā IEEE Spectrum.
Jaunajiem saules paneļiem ir vairākas priekšrocības, kas padara tos piemērotus lietošanai ne tikai kosmosā, bet arī uz Zemes. Pateicoties gandrīz sfēriskajai formai, tie savāc ne tikai tiešu zvaigžņu gaismu, bet arī atstaroto gaismu.
Laboratorijas apstākļos sfēriskie fotoelektriskie pārveidotāji bija par 24-39% efektīvāki nekā pārveidotāji parasto plakano plākšņu veidā, imitējot saules kustību pa debesīm. Un, kad gaismas avotu bloķēja kāds šķērslis (piemēram, jumta pārkare), jaunie akumulatori radīja par 60% vairāk elektroenerģijas nekā parastie plakanie paneļi.
Tehnoloģiski, protams, šādu saules bateriju izgatavošana ir sarežģītāka - pirmkārt, katra fotoelektriskā pārveidotāja izgatavošanai, un tas ir vesels lauks, nepieciešams par 15% vairāk kodināšanas.
Turklāt pētnieki vēl nebija pilnībā izstrādājuši sfēras velmēšanas procesu, un testa gabali tika veidoti ar rokām. Plānots izstrādāt īpašu mehānisko roku, kas imitē cilvēka kustības, kas ripo pa elastīgu pamatni.
Sfēriskie saules paneļi ir pārāki par tradicionālajiem paneļiem daudzos citos veidos. Piemēram, tie ir uzrādījuši augstāku efektivitāti, ilgstoši darbojoties augstākā temperatūrā (iespējams, efektīvākas siltuma izkliedes dēļ, bet tas vēl ir jāpārbauda).
Un, protams, šādām konstrukcijām ir vēl labāka situācija ar virsmas piesārņojumu ar putekļiem - kas ir ļoti svarīgi. milzīgām saules elektrostacijām vai bezpilota transportlīdzekļiem: no sensoriem nepieejamās vietās līdz rovers.
Ņemot vērā visas jaunākās tehnoloģijas priekšrocības un trūkumus, zinātnieki joprojām ir piesardzīgi pret tās komerciālajām perspektīvām. Teorētiski tas var būt noderīgs gandrīz visiem nišas lietojumiem - zemā Zemes orbītā mikrosatelītiem, uz citu planētu virsmas mazām stacionāras vai pašgājējas zondes, uz Zemes pagaidu vai pastāvīgu sensoru darbībai, kā arī telpās IoT ierīcēm un viedajiem sensoriem mājās".
Sfērisko saules bateriju izstrādātāji tuvākajā laikā plāno tos pārbaudīt laboratorijas un lauka apstākļos pēc vairākiem kritērijiem. Pēc tam viņi novērtēs tehnoloģijas ekonomiku.
Gaismas jutīgo detaļu ražošanas ziņā inovācija nav revolucionāra: fotoelementi, kuru pamatā ir monokristālisks silīcijs, tiek plaši izmantoti un lieliski apgūti nozare. Saūda Arābijas pētnieku inovācija ir šaura un elastīga pamatnes izmantošana un katras šūnas malu īpaša apstrāde.
P.S. Vai jums patika ziņa? Jūsu atzīmes Patīk, komentāri un abonementi uztur kanālu dzīvu.