Hírek

A napelemek új tudománya, az éjszaka energiát termelő napelemek

A napelemek nappali működése közismert. Az átlagember elmondhatná, hogy kivonja a napfényt, és villamos energiává alakítja. A rajongók elmondanák, hogy a fotovoltaikus cellák elnyelik a nap energiáját, átalakítják azt egyenáramú villamos energiává, majd a napelemes inverter átalakítja az egyenáramú áramot váltóáramú villamos energiává otthoni vagy üzleti célú felhasználásra.

Még akkor is, ha a legtöbb ember tisztában van a napelemek előnyeivel nappal, az éjszakai használat sokak számára újszerű - ha nem is teljesen idegen - koncepció. Ezen a területen azonban előrelépés történt. Valódi remény fűződik ahhoz, hogy a napelemek a jövőben továbbra is jelentős mennyiségű energiát termelnek az éjszaka folyamán olyan helyeken, ahol a napi napsütéses órák normál és magas között vannak, és a sötétebb téli hónapokban még erőteljesebbé válnak. Ennek messzemenő következményei vannak a napelemek minden fajtájára nézve, különös tekintettel egy olyan hibrid rendszer kifejlesztésének lehetőségére, amely az áram (a továbbiakban "hagyományos") napelemeket ötvözi az új típusú "éjszakai napelemekkel" (NSPs AKA). napelemek "). De milyen érdekesség áll az éjjel működő napelemek mögött? Hogyan használhatók a hagyományos napelemek mellett?

HOGYAN működnek az NSP-k?

Az NSP-k mögött álló tudomány Tristan Deppe és Jeremy N. Munday, a kaliforniai Davis Egyetem akadémikusainak kutatásain alapul. Deppe és Munday rámutatnak a meglévő naptechnika jelenlegi hátrányára, nevezetesen arra, hogy csak nappali órákban termel energiát, a Nighttime Photovoltaic Cells: Electric Power Generation by Optically Coupling with Deep Space című írásukban. Ennek eredményeként egy éjszaka energiát termelő fotovoltaikus cella sikeres lehet, ha az éjszakai égboltot hűtőbordaként, a földet pedig hőforrásként használják. Egyszerűen fogalmazva, míg a hagyományos napelemek hidegek és a nap forró, az NSP-k az infravörös sugárzás felszabadításával fognak működni, amely ezután elektron-lyuk párokat hoz létre az űrben az utóbbi hűvös hőmérséklete miatt. Míg az NSP-k másképpen működnek, mint a hagyományos napelemek, van némi hasonlóság a két típusú panel között. Egy szokásos napelem a napfény elnyelésével termel energiát, ami feszültséget jelenít meg az eszközön és áram áramlik, ahogy Munday professzor kifejtette. Ehelyett fény bocsát ki, és az áram és a feszültség megfordul ezekben a modern eszközökben, de az áram még mindig előáll. Bár különböző anyagokat használhat, a fizika ugyanaz marad. Bár igaz, hogy az NSP-k nem annyira hatékonyak, mint a hagyományos napelemek, az a tény, hogy hosszabb ideig működhetnek - Munday szerint a nap 24 órájában - kompenzál.

Hátránynak tekinthető az a tény, hogy módszerük egy részében hagyományos tüzelőanyag-forrásokat használnak, de felvetődött, hogy más ipari folyamatokból származó energia újrafelhasználásával működhetnek. Tehát, ha az NSP-k ma felhasználhatók lennének, akkor potenciálisan felhasználhatók lennének a szén-dioxid-semlegesség elérésének módszereként (ugyanúgy, ahogyan akkor is tehetnék, ha online lennének, miközben a semlegességet továbbra is követik). Munday azt is állítja, hogy a panelek teljesen zöldek lehetnek. "Bár ezek a panelek szén-dioxid-mentes energiát képesek termelni, ha hulladékhőforrásokhoz vannak csatlakoztatva, szén-dioxid-mentes energiát is képesek előállítani, ha egyszerűen a tetőn ülnek, mint egy napelem" - magyarázta korábban. Munday és kollégái jelenleg prototípusokon dolgoznak, és megpróbálják az NSP-k elméletét működő prototípusokká alakítani olyan élő környezetben, amely hatékonyság szempontjából versenyre kelhet a hagyományos panelekkel.

Feltételezzük, hogy a Munday által épített prototípus működött, de ez csak annak a teljesítménynek a 25% -át képes előállítani, amelyet egy hagyományos panel képes. Ez fontos eredmény, és további kutatások és fejlesztések várhatóan szűkítik a hagyományos és az NSP-k közötti távolságot. Feltételezhetően igaz, hogy sokáig kell várnunk, amíg az NSP-k ettől a ponttól világszerte általánossá válnak. Azonban a napenergia technikai képességeinek gyors fejlődésével, valamint a megnövekedett kormányzati finanszírozással és az ágazat állami támogatásával - Joe Biden megválasztott elnök erőteljesen kampányol egy olyan platformon, amely jelentős megújuló energia-beruházásokat ígér - el kell vetni az elmúlt évek régi feltételezéseit.

A megújuló energiaforrásokat már nem tekintik "a jövő technológiájának", felhasználásukra vonatkozó nagy döntéseket későbbre halasztják. Ebben a tekintetben, ha Munday és csapata ígéretesebb prototípusokat gyárt, akkor okkal feltételezhető, hogy a megújuló energiaforrások növekvő támogatása elősegítené a fejlesztési ciklus felgyorsulását.

Milyen kézzelfogható előnyökkel jár az NSP-k, ha használatra készek?

Hogyan lehetne hasznosítani az NSP-ket? Sokat írtak arról, hogy a napelemek képesek villamos energiát biztosítani a fejlődő országokban élő közösségek számára, ahol magas az éves rendszeres napsütéses órák száma. Tekintettel a napelem viszonylag alacsony költségére, a telepítés egyszerűségére és a telepítés hosszú távú élettartamára, ez helyes és szükséges. A napelemek azon képessége, hogy a spektrum másik végén használhatók, azonban sokkal kevesebb figyelmet kapott. Távoli helyeken, ahol alacsony az éves rendszeres napsütéses idő, kettős kihívást jelent az, hogy ezeket a további igényeket a távoli energiaszolgáltatók kielégítsék, különösen télen, amikor az energiaforrások iránti igény megnövekszik a világítás, a fűtés, a szórakoztatóeszközök iránti további igények miatt. Egyszerűen fogalmazva: egy távoli térségben való élet költségesebb áramszámlákat eredményezhet - és ezek a költségek további nyomást gyakorolnak a megélhetési költségekre, ha más tényezőket, például a magasabb szállítási költségeket is figyelembe vesszük.

Fontos megjegyezni, hogy az NSP-k távoli területeken történő használata ugyanazokkal a kihívásokkal szembesülhet, mint a hagyományos napelemek telepítése. Csakúgy, mint az Antarktiszon, napnyugta utáni napelemek telepítéséhez bizonyos településeken - például egy távoli alaszkai vagy grönlandi halászfaluban - figyelembe kell venni a környezeti aggályokat, például a szélsőséges időjárás vagy akár a nagy vadak kockázatát károsíthatja a paneleket. Ezenkívül a mai hagyományos napelemek mögött álló technológia folyamatosan fejlődik. Nemcsak akkor, ha magukról a panelekről van szó, hanem akkor is, ha a telepítés egyéb lényeges elemeiről, például az elemekről van szó. A következő években azt tapasztalhatjuk, hogy az akkumulátor kapacitás növekedése átfedésben van a jelenlegi energiahiánnyal, amelyet egyébként az NSP-k pótolnának. Ennek ellenére, ha ilyen esemény fordul elő, ez nem csökkenti az NSP-technológia fejlődésének fontosságát - hiszen ahogyan minden egyes napelemes létesítményt végső soron a saját érdemei alapján kell megítélni, és hogy mi a legjobb a helye és képessége szempontjából, úgy számíthatunk arra is, hogy a az NSP-k elérhetősége maradandó értéket képvisel. A fent említett közösségeknek, ahol kevés az éves rendszeres napsütéses órák száma, valószínűleg sokkal nagyobb haszna származna az NSP-k használatából, szemben az akkumulátor-technológiával való töltésekkel. A különbség éjjel és nappal 2021-ben nagy elvárások vannak a napenergia további bővülésével szemben.

A 2020-as világjárvány által támasztott kihívások ellenére ebben az évben új világrekordokat döntöttek, világvezető gazdaságokat hoztak létre, és az országok csökkentették a hagyományos és a megújuló energiaforrások közötti hálózati paritás különbségét. Ahogy a Nap a hagyományos panelek használatával összetéveszthetetlenül ragyog a Solar technika jövőjére nézve, az NSP-k izgalmas új utat kínálnak az ipar növekedéséhez. Az NSP-k óriási előnnyel járhatnak napelemes létesítmények részeként az egész világon A meglévő létesítmények esetében az új panelek bevezetése segíthet az éjszakai további energia kitermelésében. Az új létesítmények számára ígéretesnek tűnik annak lehetősége, hogy a hagyományos napelemeket "kettős" módon telepítsék NSP-kkel a megújuló energia termelésének lehetővé tétele érdekében a nap 24 órájában. Különösen, ha az NSP-knek sok évbe telik, hogy utolérjék a hagyományos napelemeket teljesítmény szempontjából. Ha az NSP-k ezt az űrt a vártnál gyorsabban képesek orvosolni, akkor az ipar számára vízválasztó pillanat lesz. Az a képességük, hogy a nap 24 órájában energiát termeljenek (oly módon, amire a hagyományos panelek nem képesek), vízválasztó pillanat lesz. Tehát, bár ma vagy holnap nem fogjuk látni az NSP-k használatát, mindannyian számíthatunk arra, hogy az NSP-k forradalmi hatással lesznek, amint áttérnek a potenciálról a valós használatra szerte a világon.

Márkák
Írjon nekünk!