Aurinkoenergian suosio kasvaa Pohjoismaissa kovaa vauhtia. Aurinkopaneelit ovat toimintavarmoja, meluttomia ja ympäristöystävällisiä energianlähteitä. Tosin ne ovat olleet myös melko tehottomia muihin energiamuotoihin verrattuna.
Kun auringonsäteily osuu aurinkopaneeliin, osa siitä imeytyy paneeliin ja muuttuu sähkövirraksi. Tämä osuus on niin sanottu hyötysuhde. Se ilmaistaan prosenttiosuutena kennoon osuvan auringonvalon energiasta. Loput heijastuu pois. Nykyisin tehokkaimpien markkinoilla olevien aurinkopaneelien hyötysuhde on noin 23 prosenttia. Keskimäärin aurinkopaneeli hyötysuhde on 17–19 prosenttia.
Yhdysvaltojen energiaministeriön uusiutuvan energian tutkimuslaitoksen tutkijat ovat esitelleet periaatteen, jolla aurinkopaneelien hyötysuhde voidaan nostaa 47,1 prosenttiin.
Tosin kyseessä eivät ole ihan tavalliset aurinkopaneelit.
Auringonvalo tehostuu 143-kertaiseksi
Yhdysvaltalaistutkijoiden hahmottelema uusi aurinkopaneeli koostuu kerroksista, joissa on kuutta erilaista auringonvaloon reagoivaa ainetta. Paneelin paksuus on vain kolmasosa ihmisen hiuksen paksuudesta, mutta se koostuu 140 yksittäisestä kerroksesta, joka ovat päällekkäin.
Auringonvalo sisältää useiden eri aallonpituuksien säteilyä, ja paneelin aineet on valittu niin, että ne imevät itseensä eri aallonpituuksia. Kerroksittaisen rakenteen ansiosta paneeli pystyy ottamaan talteen entistä suuremman osan säteilyn energiasta.
Aurinkopaneelin tehoa voidaan parantaa myös peileillä, jotka keräävät auringonvaloa paneeliin. Oikealla peilien asettelulla valo voidaan keskittää niin, että paneeliin osuvan auringonsäteilyn määrä 143-kertaistuu.
Jotta samaan tulokseen päästäisiin tavallisilla aurinkopaneeleilla, peilien pitäisi seurata Auringon liikettä koko päivän ja valon tulokulma saisi poiketa alle yhden asteen verran. Sellainen ratkaisu on kuitenkin monimutkainen ja kallis.
Avaruustutkimus ja autot jonossa ensimmäisinä
Tavallisen ihmisen näkökulmasta huippuhyötysuhdetta kiinnostavampaa onkin se, että ilman peilirakennelmia aurinkopaneelin hyötysuhde voidaan nostaan 39,2 prosenttiin. Sekin on paljon suurempi kuin nykyisilla aurinkopaneelimalleilla.
Täyttä sadan prosentin hyötysuhdetta ei voida saavuttaa. Sen estävät luonnonlait. Teoriassa on mahdollista päästä 86 prosentin hyötysuhteeseen, mutta realistinen tavoite tutkijoiden mukaan on 50 prosenttia.
Yhdysvaltalaistutkijoiden läpimurron käytännön sovellukset ovat vielä hyvin varhaisessa vaiheessa. Uusia huipputehokkaita aurinkopaneeleja ei nähdä talojen katoilla ainakaan lähitulevaisuudessa. Tekniikan kehittämiseen tarvitaan paljon rahaa. Ensimmäisenä menetelmä luultavasti otetaankin käyttöön aseteollisuudessa, avaruustekniikkassa ja ehkä autoissa.