מקור האנרגיה העיקרי של רוב החלליות הוא השמש. אבל, כדי לצבור בצורה מושלמת את הקרניים שלו, לוויינים חייבים להיות לא רק פוטו-וולטאיים ממירים של שטח גדול, אבל גם מנגנונים מיוחדים לכיוון משטח העבודה שלהם השמש. עבור בדיקות קטנות, משקלם של מבנים כאלה הוא גדול מאוד, מכיוון שמדענים מסעודיה מציעים פתרון נפוץ ובמחיר סביר.
במבט ראשון, הרעיון נראה טריוויאלי - לייצר פאנלים סולאריים בצורת כדור. לכן, ניתן ללפף אותם סביב מיקרו-לווין או להתקין אותם על מבנה חיצוני, ורוב המשטח שמשנה אור לחשמל תמיד יהיה מואר.
חוקרים במכון המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה (KAUST) בסעודיה כבר חשפו דגם של ממיר פוטו-וולטאי כזה ב-2020. תיאור הטכנולוגיה פורסם בפורטל IEEE Spectrum.
לפאנלים הסולאריים החדשים יש מספר יתרונות ההופכים אותם למתאימים לשימוש לא רק בחלל, אלא גם בכדור הארץ. בשל צורתם הכמעט כדורית, הם אוספים לא רק אור כוכבים ישיר, אלא גם אור מוחזר.
בתנאי מעבדה, ממירים פוטו-וולטאיים כדוריים היו יעילים ב-24-39% מממירים בצורת לוחות שטוחים קונבנציונליים כשהם מדמים את תנועת השמש על פני השמים. וכאשר מקור האור נחסם על ידי חסימה (כגון גג), הסוללות החדשות ייצרו 60% יותר חשמל מאשר לוחות שטוחים רגילים.
מבחינה טכנולוגית, כמובן, הייצור של תאים סולאריים כאלה מסובך יותר - ראשית, לייצור כל ממיר פוטו-וולטאי, וזה תחום שלם, נדרשת 15% יותר תחריט.
בנוסף, החוקרים עדיין לא פיתחו במלואו את תהליך גלגול הכדור, וחלקי הבדיקה נוצרו ביד. מתוכנן לפתח זרוע מכנית מיוחדת המדמה תנועות של אדם המתגלגל על מצע גמיש.
פאנלים סולאריים כדוריים עדיפים על פאנלים מסורתיים במובנים רבים אחרים. לדוגמה, הם הראו יעילות גבוהה יותר בפעולה ארוכת טווח בטמפרטורות גבוהות יותר (אולי בגלל פיזור חום יעיל יותר, אבל זה נותר לאמת).
ומטבע הדברים, למבנים כאלה יש מצב אפילו טוב יותר עם זיהום פני השטח באבק - וזה מאוד חשוב. לתחנות כוח סולאריות ענקיות או לכלי רכב בלתי מאוישים: מחיישנים במקומות בלתי נגישים ועד רוברים.
בהתחשב בכל היתרונות והחסרונות של הטכנולוגיה החדשה ביותר, מדענים עדיין חוששים מהסיכויים המסחריים שלה. בתיאוריה, זה יכול להיות שימושי כמעט לכל יישומי נישה - במסלול נמוך לכדור הארץ עבור מיקרו-לוויינים, על פני כוכבי לכת אחרים עבור קטנים בדיקות נייחות או מונעות עצמיות, בכדור הארץ להפעלת חיישנים זמניים או קבועים, וכן בחדרים למכשירי IoT וחיישנים חכמים בבית".
מפתחי תאים סולאריים כדוריים מתכננים לבדוק אותם בתנאי מעבדה ושטח בעתיד הקרוב לפי מספר קריטריונים. לאחר מכן הם יעריכו את הכלכלה של הטכנולוגיה.
מבחינת ייצור חלקים רגישים לאור, החידוש אינו מהפכני: תאים פוטו-וולטאיים המבוססים על סיליקון חד-גבישי נמצאים בשימוש נרחב ושולט בהם בצורה מושלמת תַעֲשִׂיָה. החדשנות של החוקרים הסעודים נעוצה בשימוש בגב צר וגמיש ובעיבוד מיוחד של הקצוות של כל תא.
נ.ב. אהבתם את הפוסט? הלייקים, התגובות וההרשמות שלך מחזיקים את הערוץ בחיים.