Zaloguj się
Wszystkie
18 sierpnia 2025
36
Gdy urządzenie znajduje się w miejscu trudno dostępnym, pozbawionym konwencjonalnych źródeł zasilania, do wyboru są trzy bazowe rozwiązania: ogniwa fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe oraz różne generatory oparte na rozpadzie promieniotwórczym. W tej trzeciej kategorii mieszczą się radioizotopowe generatory termoelektryczne (RTG), używane niegdyś do zasilania radiolatarni i stacji pogodowych, generatory Stirlinga (korzystające z rozpadu nuklearnego jako źródła ciepła), oraz nowa technologia rozwijana od kilku lat i dostępna tylko dla nielicznych firm i instytucji badawczych: baterie betawoltaiczne. Twórcy tej technologii sugerują niebywałą żywotność tego rodzaju źródeł energii, ale dostępne obecnie generatory nie przekraczają mocy 100 μW, co przy przykładowym napięciu 3 V daje maksymalny prąd około 33 μA. Z oczywistych względów nie zajmiemy się więc źródłami opartymi o radioizotopy. Zamiast tego przyjrzyjmy się na początek konwencjonalnym i łatwo dostępnym ogniwom fotowoltaicznym.
Energia ze słońca
Ogniwa fotowoltaiczne jako źródło zasilania są używane od kilku dekad, na początku jednak technologia ta była zarezerwowana dla satelitów i sond kosmicznych. Z czasem ogniwa te zaczęły pojawiać się na rynku konsumenckim i to tam, gdzie energooszczędność była istotna: w zegarkach naręcznych i kieszonkowych kalkulatorach. Pobór prądu tego rodzaju urządzeń mieści się często w zakresie dziesiątek lub setek mikroamperów, więc nawet niewielki zestaw szeregowo połączonych ogniw wystarcza, by nie tylko zapewnić zasilanie na bieżące potrzeby, ale też doładować akumulator, jeśli takowy występuje w danej konstrukcji. Obecnie jednak technologia fotowoltaiczna stanowi ważny element rynku OZE (odnawialnych źródeł energii) – w 2023 roku odpowiadała za 5,5% globalnej produkcji energii, a w 33 krajach jej lokalny udział wynosił ponad 10%. W 2024 roku w Polsce produkcja energii elektrycznej z systemów fotowoltaicznych stanowiła 9% ogólnej produkcji energii. Ta technologia jest na tyle popularna, że koszty ogniw i kompletnych paneli w ostatnich latach znacząco spadły, a dla eksperymentujących hobbystów dostępne są używane panele i inne komponenty systemu PV w cenach stanowiących ułamek kosztów nowych elementów. Typowe, komercyjnie dostępne ogniwa i panele fotowoltaiczne mają sprawność 15...20%, tj. tylko taki procent energii promieniowania Słońca zamieniany jest na energię elektryczną. Oznacza to, że z jednego metra kwadratowego ogniw można uzyskać 150...200 W energii elektrycznej. Nas jednak interesować będą ogniwa znacznie mniejsze. Napięcie pojedynczego ogniwa wynosi 0,5...0,6 V bez obciążenia, dlatego poszczególne elementy łączy się szeregowo (w celu uzyskania wyższych napięć) oraz równolegle (dla wyższych prądów).
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
