A principal fonte de energia para a maioria das espaçonaves é o sol. Mas, para acumular perfeitamente seus raios, os satélites não devem ter apenas energia fotovoltaica conversores de uma grande área, mas também mecanismos especiais para orientar sua superfície de trabalho para o sol. Para pequenas sondas, o peso dessas estruturas é muito grande, porque os cientistas da Arábia Saudita oferecem uma solução comum e acessível.
À primeira vista, a ideia parece trivial - fazer painéis solares na forma de uma esfera. Portanto, eles podem ser enrolados em um microssatélite ou montados em uma estrutura externa, e a maior parte da superfície que transforma a luz em eletricidade estará sempre iluminada.
Pesquisadores do Instituto King Abdullah de Ciência e Tecnologia (KAUST), na Arábia Saudita, já revelaram um modelo desse conversor fotovoltaico em 2020. A descrição da tecnologia foi publicada no portal IEEE Spectrum.
Os novos painéis solares têm uma série de vantagens que os tornam adequados para uso não apenas no espaço, mas também na Terra. Devido à sua forma quase esférica, eles coletam não apenas a luz direta das estrelas, mas também a luz refletida.
Em condições de laboratório, os conversores fotovoltaicos esféricos foram 24-39% mais eficientes do que os conversores na forma de placas planas convencionais ao simular o movimento do sol no céu. E quando a fonte de luz era obstruída por uma obstrução (como uma saliência do telhado), as novas baterias geravam 60% mais eletricidade do que os painéis planos convencionais.
Tecnologicamente, é claro, a produção dessas células solares é mais complicada - em primeiro lugar, para a fabricação de cada conversor fotovoltaico, e isso é um campo inteiro, é necessário 15% a mais de corrosão.
Além disso, os pesquisadores ainda não haviam desenvolvido totalmente o processo de laminação da esfera e os corpos-de-prova foram formados manualmente. Prevê-se o desenvolvimento de um braço mecânico especial que simule os movimentos de uma pessoa rolando sobre um substrato flexível.
Os painéis solares esféricos são superiores aos painéis tradicionais de muitas outras maneiras. Por exemplo, eles mostraram maior eficiência em operação de longo prazo em temperaturas mais altas (talvez devido à dissipação de calor mais eficiente, mas isso ainda precisa ser verificado).
E, naturalmente, essas estruturas têm uma situação ainda melhor com a contaminação da superfície com poeira - o que é muito importante. para grandes usinas de energia solar ou veículos não tripulados: de sensores em lugares inacessíveis para veículos robóticos.
Dadas todas as vantagens e desvantagens da tecnologia mais recente, os cientistas ainda estão desconfiados de suas perspectivas comerciais. Em teoria, pode ser útil para quase todas as aplicações de nicho - em órbita baixa da Terra para microssatélites, na superfície de outros planetas para pequenos sondas estacionárias ou autopropelidas, na Terra para a operação de sensores temporários ou permanentes, bem como em salas para dispositivos IoT e sensores inteligentes em casa".
Os desenvolvedores de células solares esféricas planejam testá-las em condições de laboratório e de campo em um futuro próximo, de acordo com vários critérios. Eles então avaliarão a economia da tecnologia.
Em termos de produção de peças sensíveis à luz, a inovação não é revolucionária: células fotovoltaicas baseadas em silício monocristalino são amplamente utilizadas e perfeitamente dominadas em indústria. A inovação dos pesquisadores sauditas está na utilização de um suporte estreito e flexível e no processamento especial das bordas de cada célula.
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