Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Ikkunasta tulee aurinkovoimala

Aurinkokennot kehittyvät kovaa vauhtia. Läpinäkyvä aurinkokenno voidaan asentaa suoraan ikkunalasin päälle.

Michiganin yliopistossa Yhdysvalloissa on tehty pienoinen läpimurto aurinkoenergian saralla. Siellä on kehitetty läpinäkyvä aurinkokenno, jonka hyötysuhde on ennätysluokkaa.

Läpinäkyvä aurinkokenno voidaan asentaa ikkunalasin pinnalle. Kenno muuttaa auringonsäteilyä sähköksi samalla, kun se valo kulkee lasin läpi aivan kuten tavallisessa ikkunassa.

Uusi aurinkokenno sopii erityisesti suurkaupunkeihin, joissa on paljon korkeita lasijulkisivuisia rakennuksia. Niissä käytetään jo nyt yleisesti läpinäkyvää kalvoa, joka heijastaa osan auringonvalosta pois, jotta sisään tulevan lämmön ja valon määrää voidaan säädellä. Aurinkokennokalvo tekisi saman, ja lisäksi se tekisi valosta sähköä.

Ennätys: 10 prosenttia valosta sähköksi

Läpinäkyvien aurinkokennojen valmistus on tasapainoilua tehokkuuden ja läpinäkyvyyden asteen välillä. Siksi tutkijat ovat hyvin tyytyväisiä siihen, että aurinkokennon hyötysuhde on jopa 10,8 prosenttia ja läpinäkyvyys 45,7 prosenttia.

Yli 10 prosentin hyötysuhde tarkoittaa sitä, että yli kymmenesosa kennoon osuvan auringonvalon säteilyenergiasta muuttuu sähköksi. Samalla lähes puolet auringovalosta läpäisee kalvon. Tulos on läpinäkyvien aurinkokennojen ennätys.

Läpinäkyvien aurinkokennojen ennätyshyötysuhde on noin puolet tavallisten piipohjaisten aurinkokennojen hyötysuhteesta. Aikaisempiin läpinäkyviin kennoihin verrattuna se on kuitenkin tuplasti parempi. Läpinäkyvyys on samaa luokkaa kuin aurinkolaseissa ja tummennetussa auton tuulilasissa.

Tanssivat elektronit luovat sähköä

Läpinäkyvä aurinkokenno ei ole piitä kuten useimmat tavalliset aurinkokennot, vaan se koostuu muovikalvoon upotetuista hiilipohjaisista aineista.

Muuten aurinkokennon toimintaperiaate on suunnilleen sama materiaalista riippumatta.

Aurinkokenno koostuu n-kerroksesta ja p-kerroksesta. Ne on tehty erilaisista puolijohdemateriaaleista. N-kerroksen materiaaliin on lisätty ainetta, jolla on enemmän elektroneja kuin puolijohteen muilla atomeilla. P-kerroksen materiaaliin on puolestaan lisätty ainetta, jolla on vähemmän elektroneja kuin puolijohteen muilla atomeilla. Kun n- ja p-kerrokset asetetaan vierekkäin, n-kerroksen ylimääräiset elektronit kulkeutuvat p-kerroksen aukkoihin. Tällöin kennoon syntyy sähkökenttä, jossa n-kerroksessa on positiivinen varaus ja p-kerroksessa negatiivinen varaus.

Kun auringonvalo osuu aurinkokennoon ja valon fotonit antavat elektroneille energiaa, elektronit kulkevat p-kerroksesta n-kerrokseen. Elektronien liike synnyttää sähkövirran.

Tutkijoiden tavoitteena on vielä tuplata läpinäkyvän aurinkokennon hyötysuhde ja pidentää sen käyttöikä 10 vuoteen.

ENERGIA: Aurinkovoima kehittyy ripeästi

Ilmastonmuutoksen hillitseminen on mahdollista vain, jos maailmantalous siirtyy käyttämään uusiutuvia ja vähäpäästöisiä energiamuotoja. Aurinko on käytännössä ehtymätön energianlähde, ja sitä osataan hyödyntää entistä paremmin.

  • Miten aurinkovoimalla menee?

    Erinomaisesti. 10 viime vuoden aikana aurinkovoimalla tuotetun sähkön hinta on laskenut 82 prosenttia, ja lasku jatkuu edelleen, Samana aikana aurinkokennojen hyötysuhde on kasvanut 25 prosenttia tekniikan kehittymisen ansiosta. Myös aurinkovoimaloiden määrä kasvaa kovaa vauhtia. Maailman aurinkovoimaloiden kokonaiskapasiteetin odotetaan kaksinkertaistuvan noin kolmen vuoden välein.

  • Mikä on aurinkovoiman suurin ongelma?

    Hyötysuhde. Iso osa aurinkokennoon osuvasta auringonvalosta menee hukkaan, koska se heijastuu pois tai muuttuu lämmöksi kennon rakenteissa. Hyötysuhde eli se osa kennoon tulevasta säteilyenergiasta, joka saadaan muutettua sähköksi, on yhä pieni. Kehitys on kuitenkin nopeaa. Vuonna 2015 paras aurinkokennon hyötysuhde oli 18,2 prosenttia, ja sekin saavutettiin vain laboratorio-olosuhteissa. Nyt lähestytään jo 50:tä prosenttia.

  • Missä edistys on nopeinta?

    Materiaalien kehityksessä. Nykyään tavallisin aurinkokennojen materiaali on pii. Piikennojen hyötysuhde on yleensä 15–20 prosenttia. Eri puolilla maailmaa testataan perovskiittimineraalia kennon materiaalina. Ohut kerros perovskiittikiteitä piikennon pinnalla voi parantaa hyötysuhdetta huomattavasti. Kun kennossa on erilaisia materiaaleja, se pystyy hyödyntämään entistä isomman osan auringonsäteilyn energiasta. Brittiläinen Oxford PV -yritys on ilmoittanut aikovansa aloittaa tavallisiin asuinrakennuksiin sopivien perovskiittikennojen sarjatuotannon vuonna 2021. Yhtiö lupaa, että kennojen hyötysuhde on 27,3 prosenttia.

Lue myös:

Kirjaudu sisään

Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
Näytä Piilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!

Nollaa salasana

Syötä sähköpostiosoitteesi, niin saat ohjeet salasanasi nollaamiseksi.
Tarkista sähköpostiosoite

Tarkista sähköpostisi

Olemme lähettäneet sinulle sähköpostia osoitteeseen . Siinä on ohjeet, joiden avulla voit nollata salasanasi. Jos et ole saanut sähköpostia, tarkista, että se ei ole joutunut roskapostin joukkoon.

Anna uusi salasana.

Nyt sinun pitää antaa uusi salana. Salasanassa pitää olla vähintään 6 merkkiä. Kun olet luonut uuden sanasanan, sinua pyydetään kirjautumaan sisään palveluun.

Salasana vaaditaan
Näytä Piilota