Mag-isip nang Paikot: Hinahamon ng mga Spherical Solar Cell ng Japan ang 140 Taon ng Disenyong Patag na Panel

Nagkaroon ng Radikal na Pagbabago ang Isang Siglong Disenyo

Sa loob ng mahigit 140 taon, halos hindi nagbabago ang hitsura ng solar power. Mula nang likhain ni Charles Fritts ang isa sa mga unang solar panel noong 1883 bilang matigas na plato, nakilala ang teknolohiyang photovoltaic sa mga parihabang patag at asul na ikinakabit sa mga bubong o inaayos sa malalawak na lugar. Laganap na nang husto ang disenyong ito kaya bihirang kuwestiyunin ng karamihan kung kailangan nga bang patag ang mga solar cell. Gayunman, nagpasya ang mga inhinyero ng Kyosemi Corporation sa Japan na hamunin ang pangunahing palagay na ito. Binuo nila ang isang rebolusyonaryong pamilya ng maliliit at spherical na solar cell na tinatawag na Sphelar, na maaaring magpabago sa paraan ng paggamit natin ng solar energy.

Mahusay gumana ang karaniwang disenyo ng patag na panel sa mga ideal na kondisyon, kapag tumatama ang sikat ng araw sa ibabaw nito nang tuwiran at sa eksaktong 90-degree na anggulo. Ngunit sa totoong mundo, bihirang maging ideal ang mga kondisyon. Gumagalaw ang araw sa kalangitan sa maghapon at nagbabago ang anggulo nito kasabay ng mga panahon. Pinakakalat ng mga ulap ang liwanag. Lumilikha ng mga anino ang mga gusali, puno at iba pang sagabal. Malaki ang ibinababa ng episyensiya ng mga patag na panel kapag pahilis na tumatama ang liwanag, at halos wala na itong silbi kapag natatakpan ng anino. Dahil sa mga limitasyong ito, nalilimitahan kung saan at paano mabisang magagamit ang solar power.

Napansin ng pangkat ng mga Hapones sa likod ng Sphelar na hindi pare-pareho at tuwirang naghahatid ng liwanag ang kalikasan. Nagmumula ang liwanag sa iba't ibang anggulo sa maghapon at sa iba't ibang panahon. Dumarating ito bilang mga sinag na tuwiran, pero dumarating din bilang liwanag na naaaninag mula sa tubig, salamin at iba pang ibabaw, at bilang kalat na liwanag na ikinakalat ng mga ulap at partikulo sa atmospera. Naisip nilang mas mahusay na makakakuha ng liwanag mula sa iba't ibang direksiyon ang isang spherical na solar cell at posibleng mas tuluy-tuloy itong makalikha ng kuryente sa maghapon at sa mga kondisyong hindi mainam ang panahon.

Bunga ng ideyang ito ang Sphelar, isang rehistradong tatak na kumakatawan sa kauna-unahang spherical solar cell sa mundo na binuo para sa komersiyal na produksiyon. May diyametrong 1 hanggang 2 milimetro lamang ang maliliit na butil na silicon na ito at kumakatawan ang mga ito sa panibagong pag-iisip tungkol sa teknolohiyang photovoltaic. Sa halip na sikaping tumama ang liwanag sa patag na ibabaw sa tamang anggulo, tumatanggap ng liwanag mula sa anumang direksiyon ang mga Sphelar cell. Lumilikha ito, sa diwa, ng three-dimensional na sistema ng pagkuha ng liwanag na mas kahawig ng paraan ng mga likas na organismo sa pagkuha ng enerhiya mula sa kapaligiran.

Ang Sandali ng Pagkatuklas: Bakit Kailangang Patag ang Solar Cell?

Nagsimula ang kuwento ng Sphelar sa simple ngunit makabuluhang tanong ni Shuji Nakata, ang punong inhinyero at nagtatag ng Kyosemi Corporation. Ilang taon matapos itatag ang Kyosemi, pinag-isipan ni Nakata kung paano mapapataas ang episyensiya ng mga photovoltaic cell. Batay sa dati niyang karanasan sa pagbuo ng mga solar panel bilang miyembro ng proyekto sa Mitsubishi Electric, tinanong niya ang sarili kung bakit kailangang patag ang mga solar panel gayong palaging gumagalaw ang araw.

Karaniwang nakapirmi at madaling hulaan ang mga pinagmumulan ng liwanag sa mga laboratoryo. Ngunit sa realidad, patuloy na nagbabago ang anggulo ng sikat ng araw. Napansin ni Nakata na bukod sa direktang liwanag ay may naaaninag at nakakalat ding liwanag mula sa paligid na hindi gaanong nakukuha ng mga karaniwang patag na panel. Dahil dito, naitanong niya: kung spherical ang ibabaw ng isang photovoltaic cell, iyon kaya ang pinakamabisang paraan para makakuha ng sikat ng araw? Naging pundasyon itong inspirasyon sa spherical micro solar cell ng Kyosemi.

Ganito inilarawan ni G. Josuke Nakata, tagapagtatag at chairman ng Sphelar Power Corporation, ang misyon ng kumpanya sa isang pahayag:

Nilikha ang Sphelar, ang mga spherical solar cell, bilang tugon sa mga simpleng tanong na tulad nito. Hindi pantay-pantay ang dating ng liwanag sa likas na mundo. Patuloy na gumagalaw ang posisyon ng araw. May bahagi ng sikat ng araw na ikinakalat ng mga ulap at mayroon ding naaaninag mula sa salamin at tubig.

Naging angkop ang tiyempo ng ideyang ito. Noong huling bahagi ng dekada 1980, nagpaplano ang Kyosemi na magtayo ng mga bagong planta sa Hokkaido at palawakin ang kapasidad ng produksiyon. Napili bilang huling kandidato para sa lugar ang Kamisunagawa. Nagsara ang minahan sa dating bayang ito ng mga minero ng karbon dahil sa pagdami ng inaangkat na karbon, at aktibong naghahanap ang komunidad ng mga bagong industriya na papalit sa mga nawalang trabaho. Isa sa mga bunga ng pagbabagong pang-ekonomiyang ito ang pagtatatag ng JAMIC, o Japan Microgravity Center, na ginawang lugar para sa siyentipikong pananaliksik ang isang abandonadong lagusan ng minahan. Noong 1988, nang magsimula ring magpatakbo ang Kyosemi ng bagong planta nito sa Hokkaido, nagkaroon si G. Nakata ng bagong ideya kung paano makatutulong ang natatanging kakayahan ng JAMIC para maisakatuparan ang pananaw niya tungkol sa spherical solar cell.

Pagmamanupaktura sa Kondisyong Microgravity

Malalaking hamon sa inhinyeriya ang paglikha ng perpektong spherical na mga kristal ng silicon. Sa Daigdig, nagiging iregular ang hugis ng tunaw na silicon habang lumalamig at tumitigas ito dahil sa tensiyon sa ibabaw at grabidad. Para makalikha ng halos perpektong mga bolang kailangan sa mahusay na solar cell, bumaling ang Kyosemi sa JAMIC at sa pambihirang pasilidad nitong drop shaft. Umaabot nang 710 metro sa ilalim ng lupa ang patayong lagusang ito, at may 490 metrong drop shaft na nagbibigay-daan sa mga eksperimento sa kondisyong microgravity.

Sa proseso ng pagmamanupaktura, inilalagay ang silicon sa isang kapsulang vacuum at ibinabagsak ito sa shaft. Habang malayang bumabagsak, nagkakaroon ng microgravity sa loob ng kapsula, kaya nagiging perpektong mga bola ang tunaw na silicon dahil sa tensiyon sa ibabaw lamang, nang walang nakapipinsalang epekto ng grabidad. Maraming eksperimento ang isinagawa ng pangkat ng proyekto ng Kyosemi: naglagay sila ng mga piraso ng silicon sa mga kapsula at sinubukang tunawin at pakristalin ang mga ito sa maikling panahon ng malayang pagbagsak. Matapos ang paulit-ulit na pagsubok, nagtagumpay rin silang lumikha ng mga bilugang butil na kailangan nila.

Ayon sa mga ulat ng Phys.org, malaki ang pakinabang ng makabagong paraang ito ng pagmamanupaktura bukod sa paglikha ng tamang hugis. Kaunti o halos walang nasasayang na silicon sa paggawa ng mga Sphelar cell. Mahalaga at medyo bihira ang materyal na ito sa pagmamanupaktura ng semiconductor. Karaniwang pinuputol ang mga silicon wafer mula sa malalaking bloke sa paggawa ng patag na solar cell, kaya maraming materyal ang nasasayang habang hinihiwa ang mga silindrong bloke para maging mga patag na wafer. Direktang nabubuo ang huling hugis ng produkto sa proseso ng spherical crystallization mula sa tunaw na materyal, kaya hindi na kailangang magputol at nababawasan ang konsumo ng silicon.

Paano Kumukuha ng Liwanag ang mga Spherical Cell

Nagmumula sa hugis ng Sphelar cell ang pangunahing pakinabang nito. Pareho ang lawak ng ibabaw ng isang globo na nakaharap sa liwanag mula sa anumang direksiyon. Kailangang itutok sa araw ang mga patag na panel at bumababa ang episyensiya ng mga ito kapag pahilis ang dating ng liwanag. Samantala, nananatiling mahusay sa pagkuha ng liwanag ang mga Sphelar cell anuman ang anggulo ng pagtama nito. Dahil dito, nakakakuha sila ng tuwirang sikat ng araw sa buong araw habang gumagalaw ang araw sa kalangitan, nang hindi nangangailangan ng mekanikal na sistemang sumusubaybay rito.

Higit sa lahat, mahusay kumuha ng liwanag mula sa di-tuwirang mga pinagmumulan ang spherical na disenyo. Tumitama ang liwanag na naaaninag mula sa mga gusali, tubig o iba pang ibabaw sa mga Sphelar cell mula sa iba't ibang anggulo, pero nakakahanap pa rin ito ng pinakamainam na ibabaw para masipsip. Mabisa ring nakukuha ang kalat na liwanag sa maulap na araw, na karaniwang nagpapabagsak sa episyensiya ng mga patag na panel, dahil tumatanggap ng liwanag mula sa lahat ng direksiyon ang spherical na hugis. Dahil dito, maaaring maging mas maaasahan ang mga Sphelar cell sa pabagu-bagong panahon at sa mga rehiyong madalas makulimlim.

Gumagana ang teknolohiya sa pamamagitan ng pagbuo ng P-N junction sa loob ng bawat bolang silicon, katulad ng paggana ng tradisyonal na solar cell ngunit sa nakakurba na ibabaw. Ginamit ng pangkat ng Kyosemi ang kaalamang nakuha nila sa pagmamanupaktura ng mga opto-semiconductor chip upang mabuo ang mga junction na ito sa spherical na ibabaw, isang teknikal na hamon na nangailangan ng malaking pagbabago noong una. Kapag pinagdurugtong sa pamamagitan ng mga kawad, lumilikha ng kuryente ang maliliit na bolang ito, na maaaring gamitin para paandarin ang mga device o idagdag sa mga sistemang elektrikal.

Para sa mga gagamit nito, nangangahulugan ito na hindi kailangang itutok nang mabuti sa araw ang mga device o estrukturang gumagamit ng Sphelar cell. Maaaring ilagay ang device na pinatatakbo ng Sphelar sa patag o pahilis na ibabaw, o ilipat-lipat pa nga, at mahusay pa rin itong kukuha ng liwanag. Hindi na kailangan ang mga mounting system na nagtatagilid ng mga panel para itutok sa araw, at nababawasan ang mga limitasyon kung saan maaaring ikabit o gamitin ang mga solar-powered na device.

Mula Konsepto Tungo sa mga Komersiyal na Produkto

Ilang taon ng pagpapaunlad ang kinailangan bago naging komersiyal na produkto ang konsepto. Matapos matagumpay na makalikha ng unang apat na cell na pinagdugtong nang magkakasunod at nakalilikha ng kuryente kapag nasisinagan, mas pinaigting ng pangkat ng pananaliksik ang mga pagsisikap nito. Itinatag ng Kyosemi ang sarili nitong Microgravity Laboratory noong 1998 upang ipagpatuloy ang pagpapaunlad. Pagsapit ng 2004, sapat na ang naging pagsulong ng kumpanya para mag-aplay ito ng rehistrasyon ng tatak na "Sphelar," na pinaikling anyo ng "Spherical Solar," at magsimulang magbigay ng mga sample sa mga posibleng katuwang.

Noong mga unang yugto, nahirapan ding isipin ng mga developer ang lahat ng posibleng paggamitan ng bagong teknolohiyang ito. Ngunit nang makarating sa merkado ang makabagong ideya, nagbigay ito ng inspirasyon sa mga katuwang at customer para mag-isip ng iba pang makabagong ideya. Nakatulong ang ganitong sama-samang paraan ng pagpapaunlad upang matukoy ang mga praktikal na gamit na lubos na nakikinabang sa natatanging katangian ng mga spherical solar cell.

Noong 2012, itinatag ang Sphelar Power Corporation bilang spin-off ng Kyosemi Corporation para magtuon mismo sa pagpapaunlad at komersiyalisasyon ng negosyo ng spherical solar cell. Ganito inilarawan ni Ikuo Inagawa, kinatawang direktor at pangulo ng Sphelar Power Corporation, ang pananaw ng kumpanya:

Ginawang komersiyal ng Sphelar Power Corporation ang unang small-diameter na spherical solar cell sa mundo, ang Sphelar, at nag-aalok ito ng mga produktong gumagamit nito. Isinusulong namin ang paggamit sa Sphelar bilang solar cell na madaling mapalapit sa mga tao upang makatulong na maibsan ang malalaking pagbabago sa pandaigdigang kapaligiran at makatulong sa Sustainable Development Goals (SDGs). Isinusulong din namin ang paggamit ng mga produktong gumagamit nito sa ilalim ng islogan na 'Sphelar laging nasa tabi mo!'

Ngayon, nag-aalok ang kumpanya ng ilang linya ng produkto na nagpapakita ng pagiging maraming gamit ng spherical solar technology. Ipinakikita ng mga aplikasyong ito kung paano nagbibigay-daan ang paglagpas sa mga patag na panel sa ganap na bagong mga paraan ng pagsasama ng solar energy sa ating mga gusali at pang-araw-araw na buhay.

Pagsasama sa mga Gusali at mga Ibabaw na Malinaw

Isa sa mga pinakapromising na larangan para sa teknolohiya ng Sphelar ang building-integrated photovoltaics (BIPV), o pagsasama ng mga photovoltaic cell sa mga gusali. Karaniwang ikinakabit ang mga tradisyonal na solar panel sa ibabaw ng bubong bilang hiwalay na sistema. Kita ang mga ito at kung minsan ay itinuturing na hindi kaaya-aya sa paningin. Samantala, maaaring direktang isama ang mga Sphelar cell sa mga materyales ng gusali upang makalikha ng mga ibabaw na gumagawa ng kuryente habang nagagamit pa rin sa iba pang layunin, gaya ng pagpapadaan ng liwanag o pagtugon sa disenyo ng arkitektura.

Kabilang sa linya ng produktong Sphelar BIPV ang mga glass block na naglalaman ng mga Sphelar module. Maaaring gamitin ang mga elementong ito na nagpapadaan ng liwanag sa mga dingding, bintana at iba pang bahagi ng arkitektura. Nakapapadaan ang mga ito ng liwanag habang sabay na lumilikha ng kuryente. Maaaring umabot sa 50% hanggang 80% ang linaw ng mga instalasyon ng Sphelar, depende sa pagitan ng pagkakalagay ng mga cell at sa partikular na pangangailangan ng aplikasyon.

Tinutugunan ng kakayahang ito ang isang malaking limitasyon ng mga karaniwang solar panel sa mga lungsod. Sa mga lungsod na matao, madalas na limitado ang espasyo sa bubong o natatakpan ito ng anino ng mga kalapit na gusali. Maaaring harangan ng mga tradisyonal na panel ang tanawin o sumalungat sa mga patakaran sa pangangalaga ng mga makasaysayang lugar. Gayunman, maaaring isama ang mga Sphelar cell sa mga harapan, bintana at iba pang patayong ibabaw na nakatatanggap ng di-tuwirang liwanag sa buong araw. Maaari rin itong ilagay sa mga pakurbang ibabaw at masalimuot na anyong arkitektural na imposibleng gamitin o hindi praktikal para sa matigas at patag na mga panel.

Binuo rin ng kumpanya ang Sphelar Glass Blocks, maliliit at siksik na solar module na nakapaloob sa malinaw na salamin. Maaari itong magsilbing materyales ng gusali at pinagmumulan ng kuryente, at gawing mga ibabaw na lumilikha ng enerhiya ang karaniwang mga bintana, skylight o pandekorasyong elemento. Dahil nananatiling malinaw ang mga ito habang lumilikha ng kuryente, nagkakaroon ng posibilidad para sa mga gusaling lumilikha ng sapat na enerhiya para matugunan ang sarili nilang konsumo nang hindi isinasakripisyo ang ganda ng arkitektura.

Pangangalap ng Enerhiya para sa Internet of Things

Habang patungo ang mundo sa mas malawak na koneksiyon sa pamamagitan ng Internet of Things (IoT), malaking hamon ang pagpapatakbo sa napakaraming sensor at maliliit na device. Hindi praktikal na palitan ang mga baterya sa mga kalat na network ng sensor, at maaaring napakamahal ng pagkakabit ng mga kable. Nag-aalok ng solusyon ang mga Sphelar cell sa pamamagitan ng pangangalap ng enerhiya, na kilala rin bilang energy scavenging. Dito kumukuha ang mga device ng maliliit na dami ng enerhiyang nasa paligid nila.

Nag-aalok ang Sphelar EIPV Series ng mga siksik na solar module na sadyang dinisenyo para sa mga aplikasyong nangangailangan ng kaunting kuryente. Kumukuha ng enerhiya ang mga module na ito mula sa liwanag upang paandarin ang mga sensor, matatalinong wireless na aplikasyon at iba pang maliliit na elektronikong kagamitan. Dahil nakakakuha ng liwanag mula sa lahat ng direksiyon ang mga Sphelar cell at mahusay ang mga ito sa paggamit ng kalat na liwanag, lalo silang angkop sa mga panloob na lugar at lungsod kung saan maaaring mahirapan ang mga tradisyonal na solar cell.

Kabilang sa mga posibleng gamit ng mga module na ito para sa pangangalap ng enerhiya ang mga sensor sa kapaligiran, sistema ng matatalinong gusali, pagsubaybay sa agrikultura at anumang aplikasyong nangangailangan ng kuryente para sa maliliit at magkakahiwalay na device nang hindi pinapalitan ang baterya o ikinakabit sa mga kable. Dahil hindi kailangang itutok nang eksakto sa araw ang mga cell, mainam ang mga ito para sa mga device na maaaring ilagay sa iba't ibang posisyon o ilipat habang ginagamit.

Dahil 1 hanggang 2 milimetro lamang ang diyametro ng mga Sphelar cell, maaari itong isama sa napakaliit na mga device na hindi paglalagyan ng tradisyonal na solar cell. Dahil sa kakayahang paliitin ang mga ito, posibleng magkaroon ng mga bagong uri ng smart device na kusang kumukuha ng enerhiya, mula sa mga naisusuot na teknolohiya hanggang sa mga sensor sa kapaligirang nakabaon sa imprastraktura.

Naisusuot na Teknolohiya at mga Solar na Tela

Marahil ang pinakafuturistic na aplikasyon ng teknolohiya ng Sphelar ay sa larangan ng mga naisusuot na elektroniko at matatalinong tela. Gumawa ang kumpanya ng sinulid na hugis-filament na lumilikha ng solar power. Lumilikha ito ng kuryente mula sa sikat ng araw habang nananatiling napakabflexible. Nagbibigay-daan ang photovoltaic yarn na ito sa paggawa ng mga telang lumilikha ng kuryente at sa gayon ay nagagawang solar power generator ang damit, bag at iba pang bagay na yari sa tela.

Binuo ang sinulid na lumilikha ng solar power sa pamamagitan ng pinagsamang proyektong pananaliksik ng industriya, akademya at pamahalaan na kinabilangan ng Ministry of Economy, Trade and Industry, Sphelar Power Co., Ltd. at Fukui Prefectural Industrial Technology Center. Inilalarawan ang nagresultang produktong Sphelar TEXTILE bilang magaan, manipis, flexible at nababanat, kaya angkop ito bilang pinagkukunan ng kuryente para sa mga naisusuot na e-textile.

Tinutugunan ng teknolohiyang ito ang isang pangunahing hamon sa mga naisusuot na elektroniko: ang suplay ng kuryente. Dagdag-bigat at laki sa mga naisusuot na device ang mga baterya, at nababawasan ang kaginhawahan ng mga ito kapag madalas kailangang i-recharge. Makakakuha ng enerhiya sa buong araw mula sa liwanag sa paligid ang mga telang may solar cell at tuluy-tuloy na makapagpapatakbo ng mga nakabaong sensor, aparatong pangkomunikasyon o pangsukat ng kalusugan, nang hindi nangangailangan ng pagkilos ng gumagamit o nagdaragdag ng malaking bigat.

Hindi lamang damit ang posibleng paggamitan nito. Kabilang din ang mga tolda, awning, tela ng layag, takip ng sasakyan at iba pang ibabaw ng tela na nasisinagan ng liwanag. Maaaring gamitin ito ng militar para makalikha ng unipormeng nagpapagana sa mga aparatong pangkomunikasyon o nabigasyon. Sa sibilyang gamit, maaaring makalikha ng kuryente ang mga gamit sa labas para sa GPS device, pang-emergency na beacon o cellphone. Dahil flexible ang materyal, maaari itong isama sa mga kasuotan nang hindi naaapektuhan ang ginhawa o galaw, di-gaya ng matitigas na solar panel na hindi praktikal para sa mga naisusuot na gamit.

Mga Produkto para sa Mamimili at Pag-iilaw

Bukod sa mga espesyalisadong aplikasyong pang-industriya, nakabuo ang Sphelar Power Corporation ng mga produktong para sa mga mamimili na nagpapakita ng praktikal na pakinabang ng spherical solar technology sa pang-araw-araw na buhay. Ipinakikita ng mga produktong ito kung paano nagbibigay-daan ang natatanging katangian ng mga Sphelar cell sa mga disenyong mahirap o imposibleng gawin gamit ang tradisyonal na patag na solar panel.

Nagtatampok ang Sphelar Garden Light ng estilong disenyo, na may spherical na Sphelar solar cell na nakakabit sa ibabaw at elementong LED. Sa araw, iniimbak nito ang kuryenteng nalilikha mula sa sikat ng araw. Sa gabi naman, pinatatakbo ng nakaimbak na enerhiya ang LED upang liwanagan ang mga hardin, parke at daanan. Binibigyang-priyoridad ng disenyo ang ganda, upang makapagbigay ng liwanag nang hindi naaapektuhan ang tanawin. Madali itong ikabit at hindi nangangailangan ng bayarin sa kuryente o mga kable, kaya angkop ito sa malalayong lugar o mga lugar na walang imprastraktura para sa kuryente.

Gayundin, nagtatampok ang produktong Sphelar Illumination ng mga Sphelar module na maaaring isabit sa mga puno. Kumukuha ng kuryente ang mga module na ito sa araw at nagpapaandar ng mga LED sa gabi, habang marahang kumikinang ang mismong Sphelar module. Dinisenyo ang produkto upang magbigay ng ligtas at kaaya-ayang liwanag nang hindi napipinsala ang mga puno sa pagkakabit o nasisira ang likas na anyo ng mga ito. Tulad ng ilaw sa hardin, hindi nangangailangan ng koneksiyon sa kuryente o tuluy-tuloy na gastos sa enerhiya ang mga produktong ito para sa pag-iilaw.

Ipinakikita ng mga produktong ito para sa mamimili ang mga praktikal na pakinabang ng teknolohiya ng Sphelar na nagmumula sa kakayahan nitong kumuha ng liwanag mula sa lahat ng direksiyon. Maaaring ilagay sa iba't ibang posisyon ang mga palamuti sa hardin at ilaw na isinasabit sa puno nang hindi kailangang alalahanin kung tama ang sikat ng araw. Maaari rin itong ilagay sa mga lugar na bahagyang natatakpan ng anino, kung saan maaaring hindi makakuha ng sapat na tuwirang liwanag ang mga patag na panel. Pinagaganda pa ng siksik at hindi kapansin-pansing mga spherical cell ang disenyo, dahil naisasama ang mga ito sa mga pandekorasyong elemento nang hindi nagmumukhang dagdag na teknikal na kagamitan.

Mga Pagsasaalang-alang sa Episyensiya at Pagganap

Mahalagang sukatan pa rin ang episyensiya sa pagsusuri ng anumang solar technology. Ayon sa mga ulat ng TheFutureOfThings, nakabuo ang Kyosemi ng mga flexible solar panel na halos 20% na mas mahusay kaysa sa karamihan ng mga komersiyal na photovoltaic cell na makukuha sa ngayon. Nagmumula ang malaking pagbuting ito sa kakayahang kumuha ng liwanag mula sa lahat ng anggulo at gumamit ng tuwiran at di-tuwirang liwanag.

Gayunman, kailangang maingat na isaalang-alang ang iba't ibang sukatan ng pagganap sa direktang paghahambing ng mga Sphelar cell at tradisyonal na patag na panel. Karaniwang sinusukat ang episyensiya ng mga patag na panel batay sa pinakamataas na antas nito sa ideal na kondisyon sa laboratoryo, kung saan tuwiran at patayo ang pagtama ng liwanag. Samantala, mas pare-pareho ang pagganap ng mga Sphelar cell sa iba-ibang kondisyon ng liwanag at anggulo. Bagaman maaaring hindi makahigit ang mga ito sa mga patag na panel sa mga pagsubok ng pinakamataas na episyensiya sa perpektong kondisyon, maaaring mas malaki ang kabuuang enerhiyang nalilikha ng mga ito sa buong araw sa totoong kondisyon.

Isa pang bentahe sa episyensiya ang hindi na pangangailangan sa sistemang sumusubaybay sa araw. Gumagamit ang malalaking solar installation ng mga motor at tracking system upang manatiling nakatapat sa araw ang mga patag na panel sa buong araw. Kumokonsumo ng enerhiya ang mga sistemang ito, kailangan ng maintenance at nagpapasalimuot sa mga instalasyon. Nakakamit ng mga Sphelar cell ang kaparehong pakinabang dahil sa likas na hugis ng mga ito, at mahusay na nakakakuha ng liwanag mula madaling-araw hanggang dapithapon nang walang tulong ng mekanismo. Dahil awtomatikong gumagana ang mga ito, mas maaasahan ang sistema at nababawasan ang pangangailangan sa maintenance.

Isa pang pagkakaiba ang pagganap sa mahinang liwanag. Sa maulap na araw o madaling-araw at hapon, kapag mahina ang tindi ng liwanag, matindi ang ibinababa ng enerhiyang nalilikha ng mga patag na panel. Mas mahusay ang relatibong pagganap ng mga Sphelar cell sa ganitong mahihirap na kondisyon dahil sadyang dinisenyo ang mga ito para kumuha ng kalat at nagkalat na liwanag. Dahil dito, angkop na angkop ang mga ito sa mga rehiyong madalas makulimlim o sa mga aplikasyong nangangailangan ng tuluy-tuloy na paggana sa pabagu-bagong panahon.

Epekto sa Kapaligiran at Pagpapanatili

Lalong nagiging mahalaga ang mga usapin sa kapaligiran sa pagpili ng teknolohiya para sa enerhiya, at may ilang posibleng pakinabang ang mga Sphelar cell pagdating sa pagpapanatili. Malaki ang pakinabang sa kapaligiran ng pagbawas sa nasasayang na silicon sa pagmamanupaktura. Nangangailangan ng maraming enerhiya ang produksiyon ng silicon at may mga prosesong kemikal itong may epekto sa kapaligiran. Kapag mas mahusay na nagagamit ang mahalagang materyal na ito, nababawasan ang kabuuang epekto ng produksiyon ng mga solar cell sa kapaligiran.

Maaaring maging mas abot-kaya sa ekonomiya ang solar power dahil sa posibleng pagbaba ng gastos sa produksiyon. Ayon sa pagtataya ng Phys.org, kalahati ito ng gastos sa paggawa ng karaniwang mga panel. Kapag bumaba ang gastos, mas mabilis itong magagamit, na siya namang makapagpapabawas sa produksiyon mula sa mga fossil fuel at makapagpapaliit ng emisyon ng mga greenhouse gas. Nababawasan din ang epekto sa kapaligiran ng paggamit ng solar cell kapag naisasama ito sa mga kasalukuyang estruktura at produkto nang hindi nangangailangan ng karagdagang materyal o pagbabago.

Nakadaragdag sa katangiang pangkapaligiran ng teknolohiya ng Sphelar ang tibay at habang-buhay nito. Maaaring hindi gaanong madaling masira ang mga spherical cell dahil sa mga salik sa kapaligiran gaya ng hangin, yelo o mga kalat, kumpara sa malalaki at marurupok na patag na panel. Dahil maliit ang mga ito at maaaring ilagay sa loob ng mga pananggalang na materyal, posibleng humaba ang panahon ng paggamit ng mga ito. Nababawasan tuloy ang pangangailangang palitan ang mga ito at ang kaugnay na epekto sa kapaligiran ng pagmamanupaktura at pagtatapon.

Tahasang iniuugnay ng Sphelar Power Corporation ang teknolohiya nito sa mas malawak na mga layuning pangkapaligiran, kabilang ang ambag sa Sustainable Development Goals (SDGs). Kabilang sa misyon ng kumpanya ang pagtulong na maiwasan ang pagkaubos ng mga yamang fossil fuel at labanan ang pag-init ng daigdig sa pamamagitan ng mas malawak na paggamit ng solar energy. Sa pagpapagana ng solar power sa mga aplikasyon at lokasyong dati ay hindi praktikal, maaaring lubos na mapalaki ng teknolohiya ng Sphelar ang kabuuang ambag ng solar energy sa pandaigdigang pinagkukunan ng enerhiya.

Ang Hinaharap ng Solar Energy

Malamang na manatiling pangunahing teknolohiya sa mga instalasyong nagbibigay ng kuryente sa malawakang saklaw ang mga patag na solar panel sa malapit na hinaharap. Gayunman, mahalagang pagpapalawak ng sari-saring teknolohiya ng solar energy ang mga Sphelar cell. Sa halip na direktang makipagpaligsahan sa mga tradisyonal na panel, nagbubukas ang mga spherical cell ng mga bagong larangan ng paggamit na hindi kayang tugunan ng mga patag na panel. Dahil mas maraming lugar at paraan nang magagamit upang kumuha ng solar energy, maaaring mapabilis ang paggamit ng solar power at mas mailapit ito sa malawakang pagsasama sa ating pang-araw-araw na kapaligiran.

Mas nagiging makatotohanan ang ideya ng "enerhiya sa lahat ng dako" dahil sa mga teknolohiyang tulad ng Sphelar. Sa halip na isipin ang solar power bilang enerhiyang nililikha sa malalayong solar farm at ipinadadala sa malalayong lugar, maaari nating ilarawan ang isang mundong nagiging posibleng pinagmumulan ng kuryente ang bawat ibabaw na nasisinagan ng liwanag. Lumilikha ng kuryente ang mga bintana habang nagpapapasok ng liwanag. Pinatatakbo ng damit ang mga naisusuot na device. Lumilikha ng enerhiya ang mga dingding ng gusali, hindi lamang ang mga bubong nito. Nababawasan ng ganitong modelo ng produksyon ng kuryente sa iba't ibang lugar ang nawawalang enerhiya sa transmisyon at napalalakas ang katatagan ng sistema ng enerhiya.

Habang lumalawak ang Internet of Things at nagiging realidad ang mga matatalinong lungsod, lalaki ang pangangailangan sa mga pinagmumulan ng kuryente na nasa iba't ibang lugar. Dahil angkop ang mga Sphelar cell sa pangangalap ng enerhiya at pagsasama sa iba't ibang materyal at anyo, maaari silang maging mahalagang teknolohiyang magpapangyari sa konektadong kinabukasang ito. Sa paggamit ng liwanag sa paligid upang paandarin ang mga sensor at device, inaalis nito ang gastos sa imprastraktura at mga hadlang sa paglalagay ng mga aplikasyon para sa matatalinong lungsod.

Ipinakikita rin ng pagbuo sa teknolohiya ng Sphelar na maaaring humantong sa mahahalagang inobasyon ang pagkuwestiyon sa mga pangunahing palagay. Sa loob ng mahigit isang siglo, halos hindi kinuwestiyon ang disenyo ng patag na solar panel. Sa pagtatanong kung bakit kailangang patag ang mga solar cell, nagbukas ang mga inhinyerong Hapones ng landas tungo sa ganap na bagong mga paraan ng pagkuha ng liwanag at paglikha ng enerhiya. Malamang na magbunsod pa ng mga bagong inobasyon sa solar technology at sa mas malawak na larangan ng renewable energy ang ganitong diwa ng pagkuwestiyon sa nakasanayang kaalaman.

Habang patuloy na bumubuo ang Sphelar Power Corporation ng mga orihinal na produkto at aplikasyon kasama ang mga katuwang nito sa buong mundo, patuloy ding lumalawak ang epekto ng mga spherical solar cell. Mula sa mga espesyalisadong aplikasyong pang-industriya hanggang sa mga produktong para sa mamimili, at mula sa mga materyales ng gusali hanggang sa naisusuot na teknolohiya, pinatutunayan ng maliliit na bolang ito na kung minsan, mas makabubuting mag-isip nang paikot kaysa parihaba upang sumulong.

Ang Mahahalagang Punto

• May diyametrong 1 hanggang 2 milimetro lamang ang mga spherical solar cell na Sphelar, na binuo ng Kyosemi Corporation sa Japan, at kumukuha ang mga ito ng liwanag mula sa lahat ng direksiyon.
• Nagsimula ang teknolohiya sa tanong ng tagapagtatag na si Shuji Nakata kung bakit kailangang patag ang mga solar panel gayong palaging gumagalaw ang araw.
• Ginagamit sa pagmamanupaktura ang 710 metrong drop shaft ng Japan Microgravity Center upang makalikha ng perpektong mga bolang silicon sa kondisyong microgravity.
• Kaunti lang ang nasasayang na silicon sa produksiyon at humigit-kumulang kalahati lamang ang gastos nito kumpara sa pagmamanupaktura ng karaniwang patag na solar panel.
• Nananatiling mahusay ang mga spherical cell sa pabagu-bagong anggulo ng liwanag at nakakakuha ang mga ito ng tuwiran at di-tuwirang liwanag. Mas mahusay din ang mga ito sa maulap na kondisyon.
• Kabilang sa mga aplikasyon nito ang malinaw na materyales para sa gusali, pangangalap ng enerhiya para sa mga IoT device, mga telang lumilikha ng solar energy at mga produktong pang-ilaw para sa mamimili.
• Inihiwalay ang Sphelar Power Corporation mula sa Kyosemi noong 2012 upang eksklusibong magtuon sa pagbuo ng mga aplikasyon ng spherical solar cell.
• Pinahihintulutan ng teknolohiyang ito ang pagsasama ng solar cell sa mga pakurbang ibabaw, naisusuot na gamit at elementong arkitektural na hindi mapaggagamitan ng tradisyonal na patag na panel.