Energi matahari - ini ... Menggunakan panel surya

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan sangat tertarik dalam sumber-sumber energi alternatif. Minyak dan gas akan berakhir cepat atau lambat, sehingga berpikir tentang bagaimana kita akan bertahan dalam situasi ini, perlu sekarang. Di Eropa, turbin angin yang banyak digunakan, yang mencoba untuk mengekstrak energi dari laut, dan kita berbicara tentang energi surya. Setelah semua, bintang, yang kita lihat hampir setiap hari di langit, dapat membantu kita menghemat sumber daya tak terbarukan dan meningkatkan lingkungan. Nilai dari matahari ke bumi tidak dapat berlebihan - memberikan panas, cahaya, dan memungkinkan fungsi dari semua kehidupan di planet ini. Jadi mengapa tidak menemukannya aplikasi lain?

Sedikit sejarah

Pada abad fisikawan pertengahan 19 Aleksandr Edmon Bekkerel ditemukan efek fotovoltaik. Pada akhir abad Charlz Fritts mengembangkan perangkat pertama yang mampu mengolah energi matahari menjadi listrik. Kami menggunakan selenium dilapisi dengan lapisan tipis emas. Efeknya adalah lemah, tetapi penemuan ini sering dikaitkan dengan awal era energi surya. Beberapa sarjana tidak setuju dengan formulasi ini. Mereka disebut sebagai pendiri era energi surya ilmuwan terkenal di dunia Alberta Eynshteyna. Pada tahun 1921 ia menerima Hadiah Nobel untuk penjelasannya tentang hukum-hukum efek fotolistrik eksternal.

Akan terlihat bahwa energi matahari - ini adalah cara yang menjanjikan pembangunan. Tapi ada banyak rintangan agar cocok ke setiap rumah - terutama ekonomi dan lingkungan. Apa yang termasuk dalam biaya panel surya, betapa banyaknya kejahatan yang mereka dapat menyebabkan lingkungan dan apa lagi ada cara untuk menghasilkan energi, kita pelajari nanti.

akumulasi metode

Tugas yang paling mendesak terkait dengan domestikasi energi matahari, tidak hanya menerima, tapi akumulasi. Dan ini adalah yang paling sulit. Saat ini, para ilmuwan telah dikembangkan hanya 3 cara untuk domestikasi penuh energi surya.

Yang pertama didasarkan pada penggunaan cermin parabola dan sedikit seperti bermain dengan kaca pembesar, yang akrab bagi semua dari masa kanak-kanak. Cahaya melewati lensa, berkumpul di satu titik. Jika Anda meletakkan selembar kertas, itu akan menyala karena suhu melintasi sinar matahari ini sangat tinggi di tempat ini. Cermin parabola adalah disk cekung, menyerupai mangkuk dangkal. cermin ini, tidak seperti kaca pembesar tidak mengirimkan tetapi mencerminkan sinar matahari mengumpulkannya di satu titik, yang umumnya diarahkan ke pipa air hitam. Warna ini digunakan karena terbaik menyerap cahaya. Air dalam tabung bawah tindakan sinar matahari memanas dan dapat digunakan untuk menghasilkan listrik atau untuk pemanas rumah kecil.

pemanas datar

Metode ini menggunakan sistem yang sama sekali berbeda. penerima surya terlihat seperti struktur berlapis-lapis. Prinsip kerja adalah sebagai berikut.

Melewati kaca, sinar jatuh pada logam gelap yang dikenal untuk menjadi lebih baik menyerap cahaya. radiasi matahari diubah menjadi energi panas , dan memanaskan air, yang berada di bawah plat besi. Selanjutnya, semua terjadi seperti pada metode pertama. Air panas dapat digunakan baik untuk pemanasan atau untuk menghasilkan energi listrik. Namun, efektivitas metode ini tidak cukup tinggi untuk menggunakannya di mana-mana.

Biasanya, sehingga diperoleh energi surya - itu hangat. Untuk listrik jauh lebih mungkin untuk menggunakan metode ketiga.

sel surya

Sebagian besar dari kita akrab dengan sumber seperti energi. Ini melibatkan penggunaan berbagai baterai atau panel surya, yang dapat ditemukan di atap banyak rumah hari ini. Metode seperti rumit dijelaskan sebelumnya, tapi jauh lebih menjanjikan. Dialah yang memberi Anda kemampuan untuk mengubah energi matahari menjadi listrik pada skala industri.

panel khusus dimaksudkan untuk menangkap sinar yang terbuat dari kristal yang kaya silika. Sinar matahari jatuh pada mereka, mengetuk elektron dari orbit. Di tempatnya, segera mencari yang lain, yang diperoleh rantai bergerak terus menerus, yang menciptakan arus. Hal ini digunakan dengan segera jika diperlukan untuk menyediakan perangkat atau disimpan dalam bentuk listrik di baterai khusus.

Popularitas metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa hal itu memungkinkan Anda untuk mendapatkan lebih dari 120 watt dengan hanya satu meter persegi dari panel surya. Dalam hal ini panel memiliki ketebalan yang relatif kecil, yang memungkinkan mereka untuk menempatkan hampir di mana saja.

Jenis panel silikon

Ada beberapa jenis sel surya. Yang pertama dibuat dengan menggunakan kristal tunggal silikon. efisiensi mereka adalah sekitar 15%. Panel surya yang paling mahal.

Efisiensi sel yang terbuat dari silikon polikristal, mencapai 11%. Biayanya lebih murah sebagai bahan untuk mereka diperoleh dengan teknologi sederhana. Jenis ketiga adalah yang paling ekonomis dan memiliki efisiensi minimum. Ini panel silikon amorf, yang non-kristal. Selain kinerja yang buruk, mereka memiliki satu kelemahan utama - kerapuhan.

Beberapa produsen untuk meningkatkan efisiensi melibatkan kedua sisi panel surya - belakang dan depan. Hal ini memungkinkan Anda untuk menangkap cahaya dalam volume besar, dan meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan oleh 15-20%.

produsen dalam negeri

energi surya di dunia ini menjadi lebih umum. Bahkan di negara kita kita tertarik untuk belajar tentang industri. Terlepas dari kenyataan bahwa Rusia belum sangat aktif adalah pengembangan energi alternatif, beberapa kemajuan telah dicapai. Saat ini, pembuatan panel untuk energi surya membutuhkan waktu beberapa organisasi - sebagian besar institusi akademik dari berbagai jenis, dan pabrik-pabrik untuk produksi peralatan listrik.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mekanik Tanaman".
3. All-Russian Balai Penelitian Elektrifikasi Pertanian.
4. Mesin Bangunan NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC "Ryazan Tanaman perangkat logam-keramik."
7. JSC Pravdinsky sumber pilot plant dari saat ini "positif".

Ini hanya sebagian kecil dari perusahaan, mengambil bagian aktif dalam pengembangan energi alternatif di Rusia.

Dampak terhadap lingkungan

Penolakan sumber batubara dan energi minyak tidak hanya terhubung dengan fakta bahwa sumber daya tersebut cepat atau lambat akan habis. Fakta bahwa mereka sangat berbahaya bagi lingkungan - mencemari tanah, udara dan air, memberikan kontribusi terhadap perkembangan penyakit pada manusia dan mengurangi kekebalan. Itulah sebabnya sumber energi alternatif harus aman dari sudut pandang lingkungan.

Silicon, yang digunakan untuk produksi sel surya dengan sendirinya aman, karena merupakan bahan alami. Tapi setelah membersihkannya tetap limbah. Mereka dapat menyebabkan kerusakan pada manusia dan lingkungan jika tidak benar digunakan.

Selain itu, situs ini benar-benar penuh dengan panel surya, dapat mengganggu pencahayaan alami. Hal ini akan menyebabkan perubahan ekosistem yang ada. Tapi secara umum, dampak pada lingkungan perangkat untuk konversi energi surya minimal.

ekonomi

Biaya terbesar yang memproduksi sel surya terkait dengan tingginya biaya bahan baku. Sebagaimana telah kita lihat, panel khusus dibuat menggunakan silikon. Terlepas dari kenyataan bahwa mineral ini didistribusikan secara luas di alam, dengan mangsanya diikat masalah besar. Fakta bahwa silikon, yang merupakan lebih dari seperempat dari massa kerak bumi, tidak cocok untuk produksi sel surya. Untuk tujuan ini, materi hanya murni cocok diperoleh dengan metode industri. Sayangnya, keluar dari pasir untuk mendapatkan silikon murni sangat bermasalah.

Untuk harga sumber daya ini sebanding dengan uranium digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir. Itulah sebabnya biaya sel surya saat ini tetap pada tingkat yang cukup tinggi.

teknologi modern

Upaya pertama untuk menjinakkan energi surya di sana untuk waktu yang lama. Sejak itu, banyak peneliti secara aktif terlibat dalam pencarian untuk peralatan yang paling efisien. Itu harus tidak hanya ekonomi kompetitif, tetapi juga kompak. efisiensi harus berusaha untuk maksimal.

Langkah pertama untuk perangkat yang ideal untuk menerima dan mengkonversi energi surya telah dilakukan untuk penemuan baterai silikon. Tentu saja, harga yang cukup tinggi, namun panel dapat ditempatkan pada atap dan dinding rumah, di mana mereka tidak akan mengganggu siapa pun. Efisiensi baterai tersebut bisa dipungkiri.

Tapi cara terbaik untuk meningkatkan popularitas energi surya - membuatnya lebih murah. ilmuwan Jerman sudah menyarankan untuk mengganti silikon, serat sintetis, yang dapat diintegrasikan ke dalam kain atau bahan lainnya. Efisiensi seperti sel surya tidak terlalu tinggi. Tapi kemeja diselingi dengan serat sintetis bisa, setidaknya, untuk menyediakan listrik untuk sebuah smartphone atau pemutar. Aktif bekerja di bidang nanoteknologi. Mungkin, mereka akan memungkinkan matahari untuk menjadi sumber yang paling populer energi dalam abad ini. spesialis perusahaan Scates AS dari Norwegia telah menyatakan bahwa nanoteknologi akan mengurangi biaya panel surya adalah 2 kali.

energi surya untuk rumah

Pada perumahan, yang dengan sendirinya akan memastikan bahwa impian banyak pasti: tidak ada ketergantungan pada pemanas sentral, kesulitan membayar tagihan dan kerusakan lingkungan. Sudah, banyak negara yang secara aktif membangun perumahan, hanya mengonsumsi energi yang berasal dari sumber-sumber alternatif. Contoh yang mencolok - yang disebut rumah surya.

Selama konstruksi akan membutuhkan investasi yang lebih besar daripada tradisional. Tapi setelah beberapa tahun beroperasi, semua biaya akan dibayar kembali - harus membayar untuk pemanasan, air panas dan listrik. Di rumah surya semua komunikasi ini terikat dengan panel photovoltaic tertentu ditempatkan di atap. Dan dengan demikian memperoleh sumber energi tidak hanya dihabiskan untuk kebutuhan saat ini, tetapi juga untuk mengumpulkan untuk digunakan pada malam hari dan dalam cuaca berawan.

Saat ini, pembangunan rumah tersebut dilakukan tidak hanya di negara-negara dekat dengan khatulistiwa, di mana energi matahari untuk menghasilkan cara termudah. Mereka juga didirikan di Kanada, Finlandia dan Swedia.

Pro dan kontra

Pengembangan teknologi untuk memanfaatkan energi surya di mana-mana, bisa lebih aktif. Tapi ada beberapa alasan mengapa hal itu masih bukan prioritas. Seperti yang telah kita katakan di atas, dalam pembuatan panel diproduksi oleh zat-zat berbahaya lingkungan. Selain itu, peralatan selesai mengandung dalam komposisi galium, arsen, kadmium dan timah.

Ini menimbulkan banyak pertanyaan dan kebutuhan untuk daur ulang dari panel photovoltaic. Setelah 50 tahun bekerja mereka akan layak untuk layanan, dan mereka harus entah bagaimana membunuh. Apakah itu menyebabkan kerusakan yang luar biasa dengan alam? Hal ini juga harus diingat bahwa energi surya - adalah efisiensi sumber daya berubah-ubah produksi yang tergantung pada waktu hari dan cuaca. Ini adalah kelemahan yang signifikan.

Tapi pro, tentu saja. Energi matahari dapat diproduksi di hampir setiap titik di bumi, dan peralatan untuk persiapan dan transformasi mungkin sangat kecil sehingga akan cocok di belakang smartphone. Apa yang lebih penting, itu adalah sumber daya terbarukan, yang, jumlah energi matahari akan tetap tidak berubah selama setidaknya seribu tahun.

prospek

Pengembangan teknologi energi surya dapat menghasilkan biaya yang lebih rendah untuk membuat item. Sudah, ada panel kaca yang dapat diinstal pada windows. Pengembangan nanoteknologi telah memungkinkan untuk menciptakan cat yang disemprotkan pada panel surya dan bisa menggantikan lapisan silikon. Jika biaya energi matahari tidak jatuh beberapa kali, popularitasnya juga akan tumbuh berlipat-lipat.

Membuat panel kecil untuk aplikasi individual akan memungkinkan orang dalam segala situasi untuk menggunakan energi surya - di rumah, di mobil atau bahkan di negara ini. Berkat distribusi mereka untuk mengurangi beban pada pusat kekuasaan, karena orang akan dapat mengisi elektronik kecil.

ahli Shell percaya bahwa tahun 2040 sekitar setengah dari energi dunia akan dihasilkan dari sumber daya terbarukan. Sudah di Jerman, konsumsi energi surya berkembang pesat, dan kapasitas baterai lebih dari 35 gigawatt. Jepang juga aktif mengembangkan industri ini. Kedua negara - para pemimpin dari energi surya di dunia. Mungkin, akan segera bergabung dengan Amerika Serikat.

sumber energi alternatif lainnya

Para ilmuwan tidak berhenti teka-teki atas fakta bahwa Anda masih dapat digunakan untuk menghasilkan listrik atau panas. Berikan contoh dari sumber-sumber energi alternatif yang paling menjanjikan.

turbin angin sekarang dapat ditemukan di hampir setiap negara. Bahkan di jalan-jalan kota-kota Rusia memasang lampu yang mandiri dalam listrik dari energi angin. Tentu saja biaya yang lebih tinggi dari rata-rata, tapi seiring waktu mereka akan mengembalikan selisih.

Sebuah waktu yang lama lalu itu menemukan teknologi untuk menghasilkan energi menggunakan perbedaan suhu air antara permukaan laut dan di kedalaman. Cina secara aktif akan mengembangkan daerah ini. Dalam tahun-tahun mendatang, di lepas pantai China akan membangun pembangkit listrik terbesar yang berjalan pada teknologi ini. Ada kegunaan lain dari laut. Misalnya, di Australia, berencana untuk membangun pembangkit listrik yang menghasilkan energi dari kekuatan arus air.

Ada banyak cara lain untuk menghasilkan listrik atau panas. Tapi dengan latar belakang banyak pilihan tenaga surya lain - itu benar-benar menjanjikan bidang ilmu pengetahuan.