Quale delle migliori celle fotovoltaiche e cloroplasti converte l'energia solare con un'elevata efficienza?

Apr 21, 2022

Efficienza dei cloroplasti:

Piante, cianobatteri e altri organismi convertono l'energia solare in energia potenziale elettrica attraverso la fotosintesi, guidando una serie di reazioni biochimiche, convertendo l'anidride carbonica e l'acqua in vettori energetici contenenti carbonio e ossigeno. Il processo di reazione chimica determina la teoria delle piante C3. L'efficienza limite è di circa il 4,6%, l'efficienza limite teorica delle piante C4 è di circa il 6% e l'efficienza limite teorica degli organismi fotosintetici unicellulari è di circa l'8% al 13%. In realtà, gli organismi fotosintetici sono influenzati dai cambiamenti della radiazione solare provocati dal funzionamento della terra, dagli agenti atmosferici, dall'ambiente delle piante, dalla resistenza delle cellule e dalla loro stessa fotorespirazione casuale. L'effettiva efficienza della fotosintesi delle piante è per lo più compresa tra 0,3 percento e 0,5 percento . solo un numero molto esiguo di specie raggiunge l'1%; l'efficienza fotosintetica delle zooxantelle simbiotiche dei coralli va dal 3% al 4%, che dipende dalle proprietà ottiche del tessuto e dello scheletro del corallo.

Sono stati sperimentati metodi come l'ingegneria genetica per affrontare l'incidenza della fotorespirazione e l'introduzione di anidride carbonica pressurizzata e l'aumento massimo che può essere ottenuto varia con le specie vegetali e non si è mai avvicinato al limite teorico e la concentrazione di anidride carbonica è non il più alto possibile. Il tasso tiene anche conto del danno delle specie reattive dell'ossigeno alle cellule. La temperatura e la concentrazione di ioni negli organismi fotosintetici sono limitate dalla tolleranza delle cellule e il limite teorico non può essere perseguito. Può anche riferirsi alla situazione degli organismi sintetici di energia chimica: anche nell'ambiente estremo degli organismi di sintesi chimica marina, il miglioramento della loro efficienza di sintesi chimica è molto limitato.

Rendimento delle celle fotovoltaiche:L'efficienza di conversione da luce a elettrica delle celle solari disponibili in commercio va dal 20% al 30% e dal 46% al 50% delle varietà in laboratorio non sono state promosse. Il picco di efficienza dei sistemi di generazione di energia fotovoltaica a concentrazione che sono stati effettivamente costruiti può raggiungere il 40-50%.

Ovviamente, le normali celle fotovoltaiche sono più efficienti dei cloroplasti senza il meglio.

Efficiency of photovoltaic cells