Vědci změnili tvar solárního panelu. Reflektor zvýšil jeho výnos o 71 %

Solární panel, jaký jen tak neuvidíte

Fotovoltaika patří mezi technologie, které mají pomoci omezit závislost na fosilních palivech. Vědci proto hledají nové způsoby, jak ze slunečního záření získat více energie. Zajímavým směrem se vydal tým vedený Katarskou univerzitou.

Výzkumníci postavili sférický fotovoltaický modul o průměru 70 centimetrů. Na polystyrenové jádro rozmístili 450 monokrystalických křemíkových článků o rozměrech 52 × 52 mm, které dohromady pokrývají přibližně 80 % povrchu koule.

Výhodou kulového tvaru je množství různě orientovaných ploch. Články tak míří pod různými úhly a azimuty, díky čemuž mohou zachytávat záření při změně polohy Slunce bez mechanického natáčení celého systému během dne.

Reflektor zvýšil výnos o 71 %

Samotná koule ale není jediným neobvyklým prvkem. Pod ní se nachází reflektor ve tvaru mísy vyrobený z leštěného hliníku. Jeho úkolem je odrážet jinak nevyužité sluneční záření směrem k článkům na spodní části konstrukce.

Podle simulací má reflektor obrovský význam. Jeho přidání zvýšilo energetický výnos sférického modulu přibližně o 71 % proti stejné kulové konstrukci bez něj. Reflektor má účinnou odrazivost 0,95 a plochu přibližně 3,07 m².

Celá sestava zabírá půdorysnou plochu přibližně 1,74 m². Vědci ji v simulacích porovnávali s klasickým plochým panelem orientovaným na jih pod pevným úhlem 25 stupňů, přičemž počítali s podmínkami katarského Dauhá.

Prototyp vyrazil z laboratoře ven

Výzkumníci nezůstali pouze u počítačových simulací a postavený prototyp devět dní testovali venku. Monitorovací systém zaznamenával napětí, proud, výkon, povrchovou teplotu a další parametry, aby vědci ověřili jeho fungování v praxi.

Za devět dnů vyrobila kulová konstrukce 183,17 Wh energie a její elektrický výkon reagoval očekávaným způsobem na změny intenzity slunečního záření. Experiment tak především potvrdil, že neobvyklá koncepce dokáže fungovat i mimo laboratoř.

Po devíti dnech bez čištění si prototyp zachoval přibližně 92 % původního výkonu. Výzkumníci ale množství usazeného prachu přesně neměřili, a proto zatím nelze tvrdit, že kulový panel nabízí prokazatelně lepší odolnost vůči znečištění.

Přes léto porazil klasický panel

Zajímavě dopadla simulace pro období od června do srpna 2025. Sférický modul s reflektorem měl vyrobit 113 kWh energie, zatímco klasický plochý panel 105,3 kWh. Netradiční konstrukce tak získala náskok přibližně 7,3 %.

Když ale výzkumníci simulaci rozšířili na celý rok, situace se obrátila. Kulový modul dosáhl výroby 405,5 kWh, zatímco klasický panel přibližně 425 kWh. Koule dokázala plochý panel překonat jen ve čtyřech měsících z dvanácti.

Novinka tedy zatím nepřináší vyšší celoroční produkci energie. Její hlavní předností je širší směrová odezva a schopnost zachytávat záření z různých úhlů, což může být užitečné tam, kde nelze panely ideálně orientovat.

Výroba elektřiny je zatím dražší

Pro sférický systém zatím nehovoří ani ekonomika. Předběžně vypočítané náklady na vyrobenou elektřinu činí 0,0424 dolaru za kWh, zatímco u klasického panelu jde o 0,0320 dolaru. Kulové řešení je tedy přibližně o 32,5 % dražší.

Vědci navíc zatím nepotvrdili výhodu z hlediska provozních teplot. Infračervená měření sice provedli, chyběla ale přesná kalibrace některých parametrů a data o rychlosti větru. Výsledky proto ukazují pouze orientační tepelný trend.

Vývoj každopádně nekončí. Další prototypy mají dostat lepší ochranné zapouzdření a čeká je dlouhodobější testování, přesnější měření znečištění i odolnosti. Uplatnění by jednou mohly najít hlavně tam, kde klasické panely nelze optimálně nasměrovat.

Zdroje:

• autorský text / Elektrickevozy.cz
• Katarská univerzita
• Solar Energy