Почему солнечные панели не могут производить 1 кВт на 1 квадратный метр? Это энергия солнечного излучения на квадратный метр на Земле, но солнечные панели не приближаются к ней. Почему мы не можем поймать всю эту энергию? Куда уходит остальная энергия?
В статье Википедии об эффективности солнечных элементов приводится ряд причин, по которым солнечные элементы имеют КПД менее 100%. Одним из больших ограничений является термодинамический предел: фотон с меньшей энергией (с большей длиной волны), чем ширина запрещенной зоны кремния, не может породить электрон, а фотон с более высокой энергией может произвести такое же напряжение, как ширина запрещенной зоны. Даже если бы вы могли выбрать ширину запрещенной зоны, это ограничивает эффективность до 34%. Есть много других, более мелких факторов, которые снижают общую эффективность панели примерно до 20%.
Ни один процесс преобразования энергии не завершается со 100% эффективностью. Используя солнце, бензин или ядерную энергию, ни один из них не будет генерировать энергию на 100% от общей потенциальной доступной мощности.
Эта цифра 1 кВт / м ^ 2 для общей доступной световой энергии верна? Из-за того, как работают солнечные панели (я не думаю, что у меня достаточно знаний, чтобы говорить об этом напрямую), солнечные панели настроены на определенные длины волн, чтобы максимизировать производительность. Они просто не могут эффективно поглощать весь солнечный спектр. Длины волн за пределами целевого диапазона либо отражаются, либо поглощаются в виде тепла. Кроме того, часть энергии теряется из-за внутреннего сопротивления. Что-то, что усугубляет эту проблему, заключается в том, что солнечные панели теряют эффективность при нагревании, поэтому очень важно поддерживать их относительно прохладными.
Есть и другие факторы, такие как то, как они ведут себя под реальной нагрузкой и как в игру вступают такие вещи, как MPPT, но я думаю, что я рассмотрел суть вопроса.
Теория графов
Росс Милликен