A napelem-sztori

Jelenleg kétféle napelem közül válogathatunk, egyikük sem űrálló. Ez a földi teszteknél nem is probléma. Főmérnökünk azonban kísértésbe jött, és jól körülnézett egy olyan cégnél, amelyik már űrképes napelemeket gyárt: olyanokat, amik műholdakra kerülnek. Ez a cég azonban rettentő elfoglalt, és nem ér rá ilyen kis csip-csup pulikkal szórakozni, amikor több ezer négyzetméter napelemet kell legyártaniuk mindenféle űrszondákra.
Azért megmondták, hogy 28 héten belül akár már szállítanának is, de a minimum rendelés, amivel még foglakoznak az sajna 3000 dolcsi, de ha nem akarunk 500 $ adminisztrációs költséget fizetni, akkor 10000 $ értékben rendeljünk minimum.
Mivel földi prototípusunkkal tavasz végére a tervek szerint már javában terepezni fogunk, ezért belátható, hogy ez nem járható út.

Maradt tehát két napelem, mindkettő megérkezett, az egyik Hong-Kongból, a másik egyik blogolvasónk felajánlásából. Van ugyanis olyan index-olvasó, akinél halomban állnak a napelemtáblák, és kaptunk tőle nem keveset, csak úgy, ajiba. Közülük így néz ki egy:

Ez tehát egy napelemcella. Mi is ez? Tulajdonképpen egy vékony alumíniumlemez, amin szilíciumchipet alakítottak ki. Kicsi, könnyű, vékony és törékeny. Nagyon. Ennek a tenyérnyi darabnak a vastagsága például 0,18 mm, tömege 3 gramm.
Cella és cella között elektromos tulajdonságuk jelenti az egyik legnagyobb különbséget: ez a gyártásukhoz felhasznált anyagokból adódik.

Namármost: P=U*I. Főmérnökünk a legváratlanabb pilllanatokban próbál általános iskolás szinten rekedt fizikatudásomra appellállni: teljesítmény egyenlő a feszültség és az áramerősség szorzatával. Nézzük előbb az áramerősséget.

Az elektromos tulajdonság esetünkben azt jelenti, hogy a képen látható 125x125 mm-es cella 0.5 Voltot, és cirka 5 Ampert képes leadni; a fenti képlet értelmében tehát kábé 2,5 watt a teljesítménye. Az áramerősség a cellaméret függvénye: minél tovább daraboljuk a cuccot, annak arányában osztódik az egy egységre jutó áramerősség is.
Ha a képen látható cellát kettétörjük, akkor egy darab már csak 2,5 Ampert képes produkálni, ha még tovább daraboljuk, úgy az egy egységre jutó áramerősség egyre kevesebb lesz. Optimális esetben nyolc darab lesz belőle, még optimálisabb esetben 16 darabra trancsírozzuk, húdeoptimális esetben pedig 24 darabra. Az, hogy végül hány darab lesz belőle, nagymértékben függ a darabolást végző szakember mazochista hajlamaitól - erről később még szó lesz.
Ha például sikerül a tenyérnyi példányt 24 részre kaszabolni, akkor a kiindulási 5 Amper 24-ed részét produkálja egy darabka.
 
A másik, teljesítményt meghatározó tényező a feszültség, ami viszont az áramerősségnél sokkal inkább fényfüggő: gyakorlatilag a fényerővel kábé arányosan változik. Ha nincs semmi árnyék, akkor a legkisebb darabka is 0,5 Voltot képes leadni – ha 24 részre szabdaljuk a képen látható cellát, a feszültség attól még nem csökken huszonnegyedére.

Összefoglalva: ha elkezdjük feldarabolni ezt a tenyérnyi cellát, akkor a feszültség ugyanúgy viselkedik a legkisebb egységen is, a maximális áramerősség azonban osztódik a felület arányában. Következő posztunkban eláruljuk, miért is kell széttrancsírozni ezt a jópofa cellát - ha már egyszer ilyen szépen egyben van.


Kérjük segítségeteket, hogy minél többen támogassanak bennünket: hívjátok fel barátaitok, ismerőseitek figyelmét a Kis Lépés Klub-ra és a Puli Indítóállás-ra!

Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok érvényesek 2019. december 2-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.