Разработаны солнечные батареи в форме сферы

Космические аппараты получают основную долю энергии от Солнца. Для эффективного сбора лучей они должны оснащаться не только фотоэлементами значительного размера, но и специальными механизмами, которые будут постоянно корректировать положение этих элементов так, чтобы они были ориентированы рабочей стороной к Солнцу. Весь такой комплекс весит немало и чрезмерно нагружает небольшие зонды.

Ученые из Саудовской Аравии нашли простое и малозатратное решение. Они предложили изменить форму солнечных элементов – сделать их в форме сферы, «обернутой» вокруг спутника или установленной на выносном подвижном креплении. Большая часть поверхности такой сферы будет освещена постоянно. Исследователи из KAUST уже представили первую рабочую версию инновационного фотомодуля, а также опубликовали релиз испытаний в интернете.

Новые солнечные батареи обладают широким спектром преимуществ, которые дают возможность эффективно эксплуатировать их не только в космическом пространстве, но и на Земле. Поскольку шарообразная форма позволяет новым элементам преобразовывать и прямые лучи звезд, и отраженные.

В ходе испытаний, включавших моделирование небесного движения светила, фотоэлементы в виде сферы показали продуктивность до 39 процентов больше, чем модули классического типа. Если же источник лучей закрывался преградой, объем генерируемого электричества был на 60 процентов выше, чем от плоских солнечных батарей.

Разработчики отметили, что производство «шаровидных» солнечных батарей будет более сложным, так как потребует на 15 процентов больше процедур травления при производстве каждого фотоэлемента в составе батареи. Также исследователям еще предстоит разработать методику сворачивания фотоэлементов в сферические формы – показательные образцы были созданы вручную. Прогнозируется, что процесс сворачивания будет выполняться специальным роботизированным механизмом, по типу человеческой кисти, который сможет повторять ее движения при сворачивании пластичного материала.

Кроме более высокой производительности, сферические панели оказались более работоспособны в условиях высоких температур. Что объяснили более эффективным теплоотведением (хотя этот момент требует уточнения). Еще один «плюс» – лучшая сопротивляемость поверхностному запылению. Что крайне важно для масштабных солнечных электростанций или космической техники, которая недоступна для обслуживания. Речь идет о труднодоступных датчиках и марсоходах.