Sumber energi utama untuk sebagian besar pesawat ruang angkasa adalah Matahari. Namun, untuk mengumpulkan sinarnya dengan sempurna, satelit tidak hanya harus memiliki fotovoltaik konverter dari area yang luas, tetapi juga mekanisme khusus untuk mengarahkan permukaan kerja mereka ke matahari. Untuk probe kecil, berat struktur seperti itu sangat besar, karena para ilmuwan dari Arab Saudi menawarkan solusi yang umum dan terjangkau.
Sekilas, idenya tampak sepele - membuat panel surya berbentuk bola. Oleh karena itu, mereka dapat dililitkan di sekitar mikrosatelit atau dipasang pada struktur eksternal, dan sebagian besar permukaan yang mengubah cahaya menjadi listrik akan selalu diterangi.
Para peneliti di Institut Sains dan Teknologi Raja Abdullah (KAUST) di Arab Saudi telah meluncurkan model konverter fotovoltaik semacam itu pada tahun 2020. Deskripsi teknologi dipublikasikan di portal IEEE Spectrum.
Panel surya baru memiliki sejumlah keunggulan yang membuatnya cocok untuk digunakan tidak hanya di luar angkasa, tetapi juga di Bumi. Karena bentuknya yang hampir bulat, mereka tidak hanya mengumpulkan cahaya bintang langsung, tetapi juga cahaya yang dipantulkan.
Dalam kondisi laboratorium, konverter fotovoltaik sferis 24-39% lebih efisien daripada konverter berbentuk pelat datar konvensional ketika mensimulasikan pergerakan matahari melintasi langit. Dan ketika sumber cahaya terhalang oleh halangan (seperti atap yang menggantung), baterai baru menghasilkan listrik 60% lebih banyak daripada panel datar konvensional.
Secara teknologi, tentu saja, produksi sel surya semacam itu lebih rumit - pertama, untuk pembuatan setiap konverter fotovoltaik, dan ini adalah seluruh bidang, diperlukan pengetsaan 15% lebih banyak.
Selain itu, para peneliti belum sepenuhnya mengembangkan proses penggulungan bola, dan benda uji dibentuk dengan tangan. Direncanakan untuk mengembangkan lengan mekanik khusus yang mensimulasikan gerakan seseorang yang berguling di atas substrat yang fleksibel.
Panel surya bulat lebih unggul dari panel tradisional dalam banyak hal. Misalnya, mereka telah menunjukkan efisiensi yang lebih tinggi dalam operasi jangka panjang pada suhu yang lebih tinggi (mungkin karena pembuangan panas yang lebih efisien, tetapi ini masih harus diverifikasi).
Dan tentu saja, struktur seperti itu memiliki situasi yang lebih baik dengan kontaminasi permukaan dengan debu - yang sangat penting. untuk pembangkit listrik tenaga surya besar atau kendaraan tak berawak: dari sensor di tempat yang tidak dapat diakses hingga penjelajah.
Mengingat semua kelebihan dan kekurangan dari teknologi terbaru, para ilmuwan masih mewaspadai prospek komersialnya. Secara teori, ini dapat berguna untuk hampir semua aplikasi niche - di orbit rendah Bumi untuk mikrosatelit, di permukaan planet lain untuk satelit kecil. probe stasioner atau self-propelled, di Bumi untuk pengoperasian sensor sementara atau permanen, serta di ruangan untuk perangkat IoT dan sensor pintar di rumah".
Pengembang sel surya bulat berencana untuk mengujinya di laboratorium dan kondisi lapangan dalam waktu dekat sesuai dengan sejumlah kriteria. Mereka kemudian akan menilai keekonomian teknologi tersebut.
Dalam hal produksi suku cadang peka cahaya, inovasi ini tidak revolusioner: sel fotovoltaik berdasarkan silikon monokristalin banyak digunakan dan dikuasai dengan sempurna di industri. Inovasi para peneliti Saudi terletak pada penggunaan backing yang sempit dan fleksibel serta pemrosesan khusus dari tepi setiap sel.
P.S. Apakah Anda menyukai postingan tersebut? Suka, komentar, dan langganan Anda membuat saluran tetap hidup.