Күн батареяларын қалай азайтуға болады

Күн сәулесі барлық заттардың өсіп, тіршілігіне қажетті факторлардың бірі. Бұл таусылмайтын сияқты. Сондықтан күн энергиясы жел энергиясы мен су энергиясынан кейінгі ең оптимистік «болашақ» энергия көзіне айналды. «Болашақ» префиксін қосу себебі, күн энергиясы әлі қалыптасу кезеңінде. Күн энергиясының ресурстары көптеген артықшылықтарға ие болғанымен, отандық күн энергетикасы өнеркәсібі энергияны түрлендіру мүмкіндіктерінің әлсіздігі мен ресурстарды жеткіліксіз пайдалану салдарынан профицитке ие болды.

Күн энергетикасының дамуын 19 ғасырдың ортасынан бастауға болады. Сол кезде электр энергиясын өндіру үшін бу қуатын пайдалану өнертабысы адамдарға жылу энергиясы мен электр энергиясын бір-біріне айналдыруға болатынын, ал күн энергиясы жылу энергиясын өндірудің ең тікелей көзі екенін түсінді. Осы уақытқа дейін күн батареялары азаматтық нарықта ең көп қолданылатыны шығар. Олар күн сәулесін жұтып, күн радиациясының энергиясын фотоэлектрлік эффект немесе фотохимиялық әсер арқылы тікелей немесе жанама түрде электр энергиясына айналдыра алады.

Қазіргі смарт электронды өнімдердің көпшілігі қайта зарядталатын литий батареяларын пайдаланады. Әсіресе мобильді электрондық құрылғылар, олар жеңіл, тасымалданатын және көптеген қолданбалы функциялары бар болғандықтан, пайдаланушылар пайдалану кезінде қоршаған орта жағдайларымен шектелмейді және жұмыс уақыты ұзақ. Сондықтан литий батареялары батареяның қызмет ету мерзімінің әлсіздігіне қарамастан ең көп таралған таңдау болды.

Литий батареяларымен салыстырғанда күн батареяларының бір кемшілігі айқын, яғни оларды күн сәулесінен ажырату мүмкін емес. Күн энергиясын электр энергиясына айналдыру нақты уақытта күн сәулесімен синхрондалады. Сондықтан күн энергиясы үшін оны тек күндіз немесе тіпті шуақты күндерде ғана пайдалануға болады. Дегенмен, литий батареяларынан айырмашылығы, олар толық зарядталған болса, олар уақыт пен қоршаған ортаның шектеулерінен толығымен босатылып, икемді түрде пайдалануға болады.

«Қысқартудағы» қиындықтаркүн жасушалары

Күн батареяларының өзі электр энергиясын сақтай алмайтындықтан, бұл практикалық қолдану үшін өте үлкен қате, зерттеушілер күн батареяларын ультра үлкен сыйымдылықтағы батареялармен бірге пайдалану идеясын ұсынды. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлар күн энергиясымен жабдықтау жүйесінің ең көп қолданылатын түрі болып табылады. Сыйымдылығы үлкен батарея класы. Екі өнімнің қосындысы онсыз да үлкен күн батареясын одан да «үлкен» етеді. Егер сіз оны мобильді құрылғыларға қолданғыңыз келсе, алдымен «қысқару» процесінен өтуіңіз керек.

Энергияны түрлендіру жылдамдығы жоғары болмағандықтан, күн батареяларының күн сәулесінің ауданы әдетте үлкен болады, бұл олардың «кішірейту» сапарында кездесетін бірінші үлкен техникалық қиындық болып табылады. Күн энергиясын түрлендіру жылдамдығының ағымдағы шегі шамамен 24% құрайды. Қымбат күн панельдерін өндірумен салыстырғанда, егер ол үлкен аумақта пайдаланылмаса, мобильді құрылғыларда қолдану былай тұрсын, оның практикалық мүмкіндігі айтарлықтай төмендейді.

Энергияны түрлендіру жылдамдығы жоғары болмағандықтан, күн батареяларының күн сәулесінің ауданы әдетте үлкенірек болады.

Күн батареяларын қалай «арықтауға» болады?

Күн батареяларын қайта өңдеуге болатын литий батареяларымен біріктіру - бұл ғылыми зерттеушілердің қазіргі зерттеу және дамыту бағыттарының бірі, сонымен қатар күн батареяларын жұмылдырудың тиімді әдісі. Ең көп таралған күн батареясының портативті өнімі - қуат банкі. Жарық энергиясын электр энергиясына түрлендіру және оны кіріктірілген литий батареясында сақтау арқылы күн батареясы ұялы телефондарды, сандық камераларды, планшеттерді және басқа да өнімдерді қуаттай алады, бұл энергияны үнемдейтін және қоршаған ортаға зиянсыз.

Индустрияландыруға шынымен қол жеткізе алатын күн батареялары негізінен екі санатқа бөлінеді: бірінші санат - кристалды кремний жасушалары, соның ішінде поликристалды кремний және монокристалды кремний жасушалары, олар нарықтың 80% -дан астамын құрайды; екінші категория – жұқа қабықшалы жасушалар, олар әрі қарай аморфты кремний жасушаларына бөлінеді, процесс қарапайым және құны төмен, бірақ олардың тиімділігі төмен және төмендеу белгілері бар.

Жұқа қабықшалы күн батареяларының қалыңдығы небәрі бірнеше миллиметрді құрайды және оларды бүгуге және бүктеуге болады. Олар сондай-ақ субстрат материалдары ретінде әр түрлі материалдарды пайдалана алады. Оларды зарядтау үшін литий батареяларына тікелей қосуға болады, яғни күн батареяларын жаңа экологиялық таза зарядтағыштарға айналдыруға болады. Бұл әлі де өте мүмкін. Сонымен қатар, зарядтағыштың бұл түрі әртүрлі пішінде ұсынылуы мүмкін, бұл оны тасымалдауға ыңғайлы етеді. Мысалы, мектеп сөмкесіне немесе киімге ілу ұялы телефонды зарядтай алады және батареяның қызмет ету мерзімі мәселесі оңай шешіледі.

Қазір көптеген әзірлеушілер графеннен жасалған литий батареялары мобильді электронды құрылғылардың батареясының қызмет ету мерзімі мәселесін шешудегі маңызды серпіліс деп санайды. Егер бір аумаққа күн батареяларын түрлендіру жылдамдығын тиімді жақсартуға болатын болса, мобильді зарядтаудың салқын түрі кез келген уақытта және кез келген жерде болашақ энергия көзіне айналады. Сұрақтарды қолданудың тамаша тәсілі.

Түйін: Күн энергиясы - табиғаттың ең жомарт сыйы, бірақ күн энергиясын пайдалану әлі де танымал емес. Электр энергиясын өндіру үшін күн энергиясын пайдаланудың жоғары құны мен төмен конверсиялық тиімділігі проблемалары әлі де бар. Аудан бірлігіне күн энергиясын түрлендіру жылдамдығын тиімді арттыру арқылы ғана біз энергияны тиімді пайдаланып, күн энергиясынан электр энергиясына тамаша көшуге қол жеткізе аламыз. Ол кезде күн батареяларының қозғалғыштығы бұдан былай проблема болмайды.