Kuidas päikesepatareid salendada

Päikesevalgus on üks kõigi asjade kasvuks ja eluks vajalikest teguritest. Tundub, et see on ammendamatu. Seetõttu on päikeseenergiast saanud tuuleenergia ja veeenergia järel kõige optimistlikum "tuleviku" energiaallikas. "Tuleviku" eesliite lisamise põhjus on see, et päikeseenergia on alles lapsekingades. Ja kuigi päikeseenergia ressurssidel on palju eeliseid, on kodumaine päikeseenergia tööstus olnud nõrkade energia muundamise võimete ja ressursside ebapiisava kasutamise tõttu ülejäägis.

Päikeseenergia arengut saab ilmselt jälgida 19. sajandi keskpaigas. Sel ajal aurujõu kasutamise leiutis elektrienergia tootmiseks pani inimesi mõistma, et soojusenergiat ja elektrienergiat saab teineteiseks muundada ning päikeseenergia on kõige otsesem soojusenergia tootmise allikas. Siiani on päikesepaneelid tsiviilturul ilmselt kõige laialdasemalt kasutatavad. Nad võivad neelata päikesevalgust ja muuta päikesekiirguse energia otse või kaudselt elektrienergiaks fotoelektrilise või fotokeemilise efekti kaudu.

Enamik tänapäeva nutikaid elektroonikatooteid kasutab taaslaetavaid liitiumakusid. Eriti mobiilsed elektroonikaseadmed, kuna need on kerged, kaasaskantavad ja neil on palju rakendusfunktsioone, kasutajaid ei piira kasutamise ajal keskkonnatingimused ning tööaeg on pikk. Seetõttu on liitiumakud muutunud kõige levinumaks valikuks, hoolimata nende aku tööea nõrkustest.

Võrreldes liitiumakudega on päikesepatareide üks puudustest ilmne, see tähendab, et neid ei saa päikesevalgusest eraldada. Päikeseenergia muundamine elektrienergiaks sünkroniseeritakse reaalajas päikesevalgusega. Seetõttu saab seda päikeseenergia jaoks kasutada ainult päevasel ajal või isegi ainult päikesepaistelistel päevadel. Kuid erinevalt liitiumakudest saab neid täielikult laetud aja ja keskkonna piirangutest täielikult vabastada ning neid saab kasutada paindlikult.

Raskused "suuruse vähendamisel"päikesepatareid

Kuna päikesepatareid ise ei suuda elektrienergiat salvestada, mis on praktiliste rakenduste jaoks väga suur viga, tekkis teadlastel idee kasutada päikesepatareisid koos ülisuure võimsusega akudega. Plii-happeakud on kõige sagedamini kasutatav päikeseenergia toitesüsteemi tüüp. Klassi suure mahutavusega aku. Kahe toote kombinatsioon muudab niigi üsna suure päikesepatarei veelgi "suuremaks". Kui soovite seda mobiilseadmetele rakendada, peate esmalt läbima "mahu vähendamise" protsessi.

Kuna energia muundamise määr ei ole kõrge, on päikesepatareide päikesevalgus tavaliselt suur, mis on esimene suur tehniline raskus, millega nende "mahu vähendamise" teekonnal kokku puututakse. Praegune päikeseenergia muundamise piirmäär on umbes 24%. Võrreldes kalli päikesepaneelide tootmisega, kui seda ei kasutata suurel alal, väheneb selle praktilisus oluliselt, rääkimata mobiilseadmetes kasutamisest.

Kuna energia muundamise määr ei ole kõrge, on päikesepatareide päikesevalgus tavaliselt suurem.

Kuidas päikesepatareid "salendada"?

Päikesepatareide kombineerimine taaskasutatavate liitiumakudega on teadusteadlaste üks praeguseid uurimis- ja arendussuundi ning see on ka tõhus viis päikesepatareide mobiliseerimiseks. Kõige tavalisem kaasaskantav päikesepatarei toode on elektripank. Muundades valgusenergia elektrienergiaks ja salvestades selle sisseehitatud liitiumakusse, saab päikeseenergiapank laadida mobiiltelefone, digikaameraid, tahvelarvuteid ja muid tooteid, mis on nii energiasäästlik kui ka keskkonnasõbralik.

Päikesepatareid, mis suudavad tõeliselt saavutada industrialiseerimise, jagunevad peamiselt kahte kategooriasse: esimene kategooria on kristalsed ränielemendid, sealhulgas polükristalliline räni ja monokristallilised ränielemendid, mis moodustavad enam kui 80% turuosast; teine ​​kategooria on õhukesed kileelemendid, mis jagunevad veelgi amorfseteks ränielementideks. Amorfsed ränielemendid on lihtsa protsessi ja madala hinnaga, kuid nende efektiivsus on madal ja on märke langusest.

Õhukese kilega päikesepatareid on vaid mõne millimeetri paksused ning neid saab painutada ja voltida. Samuti saavad nad kasutada alusmaterjalina mitmesuguseid erinevaid materjale. Neid saab laadimiseks ühendada otse liitiumakudega, mis tähendab, et päikesepatareid saab arendada uuteks keskkonnasõbralikeks laadijateks. See on ikka väga võimalik. Pealegi saab seda tüüpi laadijaid esitada erineva kujuga, mis muudab selle kaasaskandmise mugavamaks. Näiteks koolikoti või riiete küljes rippudes saab mobiiltelefoni laadida ning aku kestvusprobleem laheneb lihtsalt.

Paljud arendajad usuvad nüüd, et grafeenist valmistatud liitiumakud on oluline läbimurre mobiilsete elektroonikaseadmete aku kasutusea probleemi lahendamisel. Kui päikesepatareide konversioonimäära pindalaühiku kohta saab tõhusalt parandada, saab tulevaseks energiaallikaks mobiililaadimise lahe vorm igal ajal ja igal pool. Ideaalne viis küsimuste rakendamiseks.

Kokkuvõte: päikeseenergia on looduse heldim kingitus, kuid päikeseenergia kasutamine pole veel eriti populaarne. Päikeseenergia kasutamisel elektri tootmiseks on endiselt probleeme kõrgete kuludega ja madala muundamise efektiivsusega. Ainult päikeseenergia muundamise määra pindalaühiku kohta tõhusalt suurendades saame energiat tõhusalt kasutada ja saavutada täiusliku ülemineku päikeseenergialt elektrienergiale. Selleks ajaks pole päikesepatareide liikuvus enam probleemiks.