Fresnel lencse javítja a napelem teljesítményét
Kínai kutatók szerint a napelemek elektromos hatékonyságának növelésére mikro-megmunkálást lehetne használni, hogy majdnem lapos, Fresnel lencse struktúrákat hozzanak létre.
A Fresnel lencséket a francia mérnök és tudós Augustin-Jean Fresnel találta fel a tizenkilencedik század elején. Ezek gyakorlatilag kétdimenziós megfelelői a hagyományos optikai lencséknek. Koncentrikus gyűrűkben gerincük van, amik a fényt egy objektív mögötti pontba fókuszálják, de a három-dimenziós hagyományos lencse tömege nélkül.
A Fresnel lencse használata következtében a képminőség csökken, mert a vastagság jelentős csökkentése miatt használt koncentrikus gyűrűk miatt a fény egy része nem fókuszálódik a gerincek közötti területeken. Ez korlátozza a Fresnel lencse használatát a fotózásban és más olyan alkalmazásokban, ahol a felhasználó nem akarja elveszíteni a finom részleteket. Ha azonban a részletes képet nem követelmény, ez a minőségi kompromisszum elfogadható, különösen ha a csökkentett méret előnye kompenzálja a veszteséget. Például mint a Fresnel lencse korai alkalmazása abban, hogy alacsonyabb költségű megoldást biztosít a fény fókuszálására egy világítótorony sugarának.
Újabban Fresnel lencséket használnak olcsó árkategóriás nagyító visszapillantó tükrökre. Így lehetővé teszik a járművezetőknek, hogy nagyobb szögű kilátásuk legyen a saját járművük mögé. Fresnel lencséket olcsó kézi nagyítókban is használnak, hogy segítse a látássérülteket vagy azért, hogy a televízió vagy más eszköz kijelzőjét mesterségesen felnagyítsák. Fresnel lencséket használ a Ford elektromos autója is a napelemek jobb energiatermelése érdekében.
Hogyan kötődik a Fresnel lencse és a napelem?
A napelemek területén a kutatók megpróbálták használni a terjedelmes és nehézkes parabolikus reflektorokat, hogy növeljék a hatékonyságot. Most Y. Cheng, XD Zhang és GX Zhang a Kínai Tianjin Egyetemen a Precíziós Méréstechnika és Berendezések Állami Fő Laboratóriumában kifejlesztettek egy technológiát, amely lehetővé teszi számukra, hogy a Fresnel lencséhez szükséges felületi struktúrákat koncentrikus bordák helyett mikroszkopikus kúpokként alakítják ki úgy, hogy a beeső fényt sokkal pontosabban hozta egy pontba a napelem panel fotoaktív rétegében.
A precíziós megmunkálású Fresnel gyűjtők kezdeti vizsgálatai kimutatták, hogy az alacsony ellenállású normál napelem panelekkel elérhető csúcsteljesítményt meg tudták négyszerezni. A teljesítménybeli különbség gyorsan lecsökken, amint a készülék ellenállása emelkedik. Ennek oka a panel melegedése a napfény és az önmaga által megtermelt elektromos áram miatt. Ennek ellenére a különbség elég lenne, hogy a megnövelt elektromos teljesítmény jelentősen kompenzálja a többletköltséget a Fresnel lencse miatt. Így a napelemek teljes költségét csökkenteni lehet. Ez az idősebb, kevésbé hatékony napelemek számára is létező egyszerű fejlesztés életképesebbé teszi azokat olyan helyeken és alkalmazásokban, ahol a modern, nagyobb belső hatékonyságű eszközök kereskedelmi forgalomban nem elérhetők.
Miután évekig lassan haladt a globális piacon a koncentrált fotovoltaikus (CPV) rendszerek telepítése, vannak, akik robbanásszerű növekedést várnak, 2013-ról 2020 végéig 750 százalékos bővüléssel.
Az egyik legnagyobb és eléggé nyilvánvaló hátránya a napelem rendszereknek, hogy amikor nem süt a nap, nem termelnek energiát.
A Kyocera bejelentette, hogy tervezik az 1000V-os napelem panelek forgalmazását. Először Európában engedélyezték az eddigi 600V helyett az 1000V-os rendszerek használatát, de ezt most már az USA-ban is engedélyezik.
A megújuló energia kémiai tárolása korunk egyik megoldandó problémája. Két Magyar feltaláló, Raisz Iván és fia, Raisz Dávid az októberi nemzetközi találmányi bemutatón aranyérmet nyert ezzel a találmányával.
A katonai alkalmazások után végre megérkezett egy kifejezetten civilek számára kifejlesztett napelemes drón. A drónt létrehozó cég, a Titan Aerospace az elképesztően hosszú (5 éves) folyamatos működés miatt a modellt csak légköri műholdnak nevezi. A hivatalos adatok szerint a repülési magassága 65.000 láb, ami majdnem 20.000 méter. Ez messze a hagyományos repülőgépek repülési magassága felett van, így válik érthetővé a légköri műhold megnevezés.
A Puma AE által elkészített ember nélküli elektromos mini napelemes katonai drón a legutóbbi teszt alkalmával több, mint 9 órán keresztül folyamatosan repült. A repülőgép ezt az eredményt nagy kapacitású akkumulátor és 
A Soitec sikeres napelemes laboratóriumi kísérletet folytatott a Fraunhofer ISE Kalibrációs Laboratóriumban, ahol 43,6%-os hatékonyságot értek el napelem cellájukkal. Ez a hihetetlen teljesítmény még csak egy közbelső lépés az 50%-os hatékonyság felé. A napelem cella kifejlesztésében együttműködtek a Németországi Freiburgban található napenergia rendszerekkel foglalkozó Fraunhofer Intézettel, és a Berlinben levő Anyag- és Energiakutató Helmholtz-Centrummal.
A Guiness rekordok közé is bekerült a napelemes hajó, a Planetsolar legújabb útja. Most az Atlanti-óceánt 22 nap alatt szelte át, bár a legutóbbi rekordot is ez a hajó tartotta 26 nappal. Jelenlegi útján Spanyolországból, Las Palmas-ból indulva érkezett a karibi St. Martin szigetére.
Eddig a napelemek 2 dimenzióban termelték az energiát, de most megszületett a 3D napelem, mely még hatékonyabb az áramtermelésben.