Με τον γενικό όρο “φωτοβολταϊκό”, ονομάζεται η βιομηχανική διάταξη πολλών φωτοβολταϊκών κυττάρων σε μία σειρά. Πρόκειται για τεχνητούς ημιαγωγούς (συνήθως από πυρίτιο), η ένωση των οποίων δημιουργεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά. Οι ημιαγωγοί αυτοί απορροφούν φωτόνια από την ηλιακή ακτινοβολία και παράγουν μια ηλεκτρική τάση. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται “φωτοβολταϊκό φαινόμενο”.
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα ή περισσότερα πάνελ (κρύσταλλα) φωτοβολταϊκών στοιχείων (κυψελών) μαζί με τις απαραίτητες συσκευές και διατάξεις για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στην επιθυμητή μορφή.
Advertisment
Το σχήμα του φωτοβολταϊκού στοιχείου είναι συνήθως τετράγωνο, με πλευρά 120-160mm ενώ για την δημιουργία του, χρησιμοποιούνται δύο τύποι πυριτίου, το άμορφο και το κρυσταλλικό πυρίτιο. Αυτά τα δύο υλικά παρουσιάζουν τόσο πλεονεκτήματα, όσο και μειονεκτήματα και το ποιο θα χρησιμοποιηθεί, εξαρτάται από τις ειδικές συνθήκες εφαρμογής όπως είναι η κατεύθυνση και διάρκεια της ηλιοφάνειας, τυχόν σκιάσεις κ.λ.π.
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα ανήκουν στην κατηγορία των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και με την πάροδο του χρόνου, ολοένα και εξελίσσονται. Ένα παράδειγμα της εξέλιξης αυτής, είναι και μια δημιουργία ερευνητών του Πανεπιστημίου του Stanford, που δημοσιεύθηκε στο Applied Physics Letters και αφορά ένα πρωτότυπο ηλιακό πάνελ, το οποίο μπορεί να παράγει ενέργεια όχι μόνο τη μέρα αλλά και τη νύχτα. Έτσι, η παραγωγή ενέργειας μπορεί να είναι πλέον 24ωρη.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το νέο πάνελ λειτουργεί ως ένα τυπικό πάνελ και μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρισμό, ενώ τη νύχτα, μία ενσωματωμένη θερμοηλεκτρική γεννήτρια (TEG) παράγει ηλεκτρισμό, από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των PV κελιών και του περιβάλλοντος.
Advertisment
Με αυτό τον τρόπο, η θερμότητα της μέρας συλλαμβάνεται από το heatsink. Όταν η θερμότητα εκπέμπεται φυσικά προς το περιβάλλον κατά τη διάρκεια της νύχτας, ένα ποσοστό αυτής μπορεί να δεσμευτεί από το TEG και ένα υλικό που συλλαμβάνει θερμικά μήκη κύματος.
Αν και η συγκεκριμένη τεχνολογία δεν είναι καινούργια, ωστόσο, στην περίπτωση αυτή, η συλλογή ενέργειας κατά τη διάρκεια της νύχτας είναι πολύ υψηλότερη από αυτήν που είχε επιτευχθεί σε προηγούμενες προσπάθειες, ωστόσο η παραγόμενη ενέργεια τη νύχτα είναι μόλις 50mW/m2, την ώρα που τα τυπικά ηλιακά πάνελ παράγουν περίπου 1.000W/m2.
Επιπλέον, η θερμότητα που παράγεται, μειώνεται αρκετά γρήγορα καθώς τα πάνελ ψύχονται κατά τις νυχτερινές ώρες, κάτι που οδηγεί σε μείωση της ποσότητας του παραγόμενου ηλεκτρισμού κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπου δεν απαιτούνται μεγάλες ποσότητες ηλεκτρισμού ή σε μέρη όπου υπάρχει διαθέσιμη άλλη αξιόπιστη πηγή θερμότητας ωστόσο, απ’ ό,τι φαίνεται, για να υπάρξει εμπορική εφαρμογή της, θα χρειαστεί να περάσουν αρκετά χρόνια ακόμη.
