Možností, jak využít Slunce, je celá řada. Klacík
zapíchnutý do země a kamínky narovnané
okolo něj vytvoří sluneční hodiny. Zakřivené
zrcadlo zase soustředí sluneční svit na nádobu
a umožní uvařit jídlo. Vědci ze společnosti
Semprius vzali vrstvu skla s integrovanými čočkami,
pod kterou umístili substrát s nanesenými
polovodičovými články a vyrobili fotovoltaický
modul s rekordní účinností.
Takto uspořádané fotovoltaické moduly se
nazývají koncentrátorové články. Dopadající
světlo je na nich totiž množstvím čoček koncentrováno
jen do určitých bodů. Díky tomu není
třeba osazovat polovodiči celou plochu panelu,
ale právě jen body, kam dopadá koncentrované
světlo. Panel se tak skládá převážně z levného
nosného substrátu a obsahuje jen malé množství
drahých polovodičů, které umí přeměnit světlo
na elektřinu (zpravidla jde o sloučeniny galia,
telluru či křemíku). Jelikož na tyto polovodičové
čipy dopadá světlo s mnohonásobně vyšší intenzitou,
mají koncentrátorové články podstatně
vyšší účinnost, než běžné fotovoltaické panely.
V laboratorních podmínkách byly zaznamenány
hodnoty přes 40 %.
Koncentrátorové články se však od běžných
panelů liší i vyššími nároky na výrobu a samotný
provoz. V první řadě je třeba zaručit přesné rozmístění
jednotlivých polovodičových jednotek
na povrch nosného substrátu. Nanášet je jednu po
druhé je sice možné, ale velmi nepraktické. Vědci
tedy museli vyvinout nový proces, který dokáže
na nosný materiál „natisknout“ až 1000 polovodičových
jednotek najednou.
Kromě toho musí sluneční paprsky dopadat na
články vždy kolmo. Aby tedy mohly fungovat za
běžných podmínek, musí být vybaveny zařízením,
které sleduje pohyb Slunce po obloze a články nastavuje
do optimální polohy. Tento sledovací systém
vyvíjejí inženýři společnosti Siemens, jež je
partnerem Sempriusu. Základem systému je speciální
software, který neustále monitoruje polohu
Slunce na obloze. Do výpočtů zahrnuje nejen denní
dobu, ale i zeměpisnou polohou a roční dobou.
Dokáže navíc i ohlídat, aby si panely – je-li jich
větší množství – nestínily navzájem.
Spojením těchto technologií vzniknul článek,
který v reálném provozu dosahuje rekordní účinnosti
33,9 %. Je to poprvé, co dokázal fotovoltaický
článek přeměnit na elektřinu více než jednu
třetinu energie z dopadajícího slunečního záření.
Výroba článků je naplánována již na druhou polovinu
letošního roku.
V našich výzkumných laboratořích celosvětově
pracuje 30 100 výzkumníků a vývojářů, kteří
pracují na nových řešeních pro oblast energetiky,
průmyslu a zdravotnictví a každoročně se podílejí
na více než 1000 výzkumných projektů.
