Sisältö
Ensimmäiset aurinkosähkökennot, jotka kehitettiin 1950-luvulla viestintäsatelliittien ohjaamiseksi, olivat erittäin tehottomia. Niiden päivien jälkeen aurinkokennojen hyötysuhteet ovat nousseet tasaisesti, kun taas kustannukset ovat laskeneet, vaikka parantamisen varaa on vielä paljon. Alemman kustannuksen ja paremman tehokkuuden lisäksi aurinkosähköisten materiaalien tuleva kehitys edistää todennäköisesti aurinkoenergian laajempaa käyttöä uusissa, ympäristöystävällisissä sovelluksissa.
Alempi kustannus
Valosähkökennot olivat avain ensimmäisiin viestintäsatelliiteihin, koska harvat vaihtoehdot pystyivät tuottamaan luotettavaa sähköä pitkään, etenkin ilman huoltoa. Satelliittien korkeat kustannukset oikeuttivat kalliiden aurinkokennojen käyttämisen energiantuotannossa. Siitä lähtien aurinkokennojen kustannukset ovat laskeneet huomattavasti, mikä on aiheuttanut edullisia mobiililaitteita, kuten aurinkovoimalaitteita ja matkapuhelinlatureita. Laajamittaisessa sähköntuotannossa aurinkosähköstä tuotetun sähkön jokaisesta watista aiheutuvat kustannukset ovat edelleen korkeammat kuin vaihtoehdot, kuten hiilen tai ydinvoiman energia. Aurinkokennojen kustannusten yleinen laskusuuntaus jatkuu todennäköisesti lähitulevaisuudessa.
Suurempi tehokkuus
Tehokas aurinkokenno tuottaa enemmän sähköä annetusta valomäärästä verrattuna tehottomaan. Tehokkuus riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien itse aurinkokennossa käytetyt materiaalit, kennon peittämiseen käytettävä lasi ja kennon sähköjohdot. Parannukset, kuten materiaalit, jotka muuttavat suuremman osan Auringon valonspektristä sähköksi, ovat radikaalisti lisänneet aurinkokennojen tehokkuutta. Tulevaisuuden kehitys lisää todennäköisesti tehokkuutta entisestään, vääntämällä enemmän sähköä valosta.
Joustavat muodot
Perinteinen aurinkokenno on litteä piitä sisältävä pala, peitetty lasilla ja sidottu metallilevyyn; se on tehokas, mutta ei kovin joustava. Nykyinen tutkimus aurinkosähkömateriaaleista on johtanut kennoihin, jotka on maalattu monille pinnoille, mukaan lukien paperi ja muovilevyt. Toinen tekniikka asettaa ultraohut materiaalikalvo lasiin, jolloin saadaan ikkuna, joka päästää valoa sisään ja tuottaa sähköä. Aurinkosähköisten materiaalien suurempi valikoima tulevaisuudessa voi johtaa aurinkoenergialla käytettävään talomaalaukseen, tienpäällysteisiin, matkapuhelinta lataavaan takkiin ja muihin edistyneisiin sovelluksiin.
nanoteknologia
Nanoteknologian edistyksellä, materiaalien ominaisuuksien tutkimisella atomi- ja molekyylitasolla, on suuri potentiaali parantaa aurinkokennoja. Esimerkiksi aurinkosähköisten materiaalien mikroskooppisten hiukkasten koko vaikuttaa niiden kykyyn absorboida tiettyjä valon värejä; hienosäätämällä molekyylien kokoa ja muotoa, tutkijat voivat lisätä niiden tehokkuutta. Nanoteknologia saattaa myös johtaa päivässä 3D-er-työpöydälle, joka tuottaa atomisesti tarkkoja aurinkokennoja ja muita laitteita erittäin alhaisin kustannuksin.
Aurinkoauto?
Vaikka aurinkosähkökennoilla on suuri lupaus tulevaisuuden sovelluksissa, ne joutuvat myös kohtaamaan joitain fyysisiä rajoituksia. Esimerkiksi on epätodennäköistä, että täysin aurinkoenergialla varustetulla henkilöautolla on tyypillisen nykyisen kaasukäyttöisen mallin suorituskyky tai hyödyllisyys. Vaikka aurinkoenergiaa käyttävät ajoneuvot ovat käyneet kilpailuissa, nämä ovat suurimmaksi osaksi erittäin erikoistuneita miljoonan dollarin prototyyppejä, jotka vaativat aurinkoisia autiomaa-olosuhteita. Rajoittava tekijä on maan vastaanottama auringonvalo, joka on 1000 wattia metriä kohti ihanteellisissa olosuhteissa. Auton pienin käytännöllinen sähkömoottori vaatii noin 40 kW energiaa; 40 prosentin hyötysuhteella tämä tarkoittaa aurinkopaneelia, jonka pinta-ala on 100 neliömetriä tai 1 000 neliöjalkaa. Toisaalta, käytännöllinen aurinkopaneeli saattaa joskus antaa virran pienelle lentokoneelle satunnaista käyttöä varten tai laajentaa pistokehybridiä. Rajoitettu auringonvalon energia rajoittaa kaikkien aurinkokennoihin luottavien ajoneuvojen suorituskykyä.