Как сохранить солнечную энергию

Исследователи Университета штата Огайо изобрели то, что как они говорят, является первой в мире аккумуляторной солнечной батареей, решая тем самым две основные проблемы, блокирующие развитие солнечной энергетики: эффективность и стоимость.

Исследователи говорят, что новая батарея может сделать солнечную энергию более доступной для домовладельцев и предприятий, может открыть двери для ее широкого использования в качестве устойчивого источника электричества.
Исследовательская группа представила свою работу в журнале Nature Communications.

Существующие солнечные панели работают, собирая энергию от солнца, и преобразуют ее в электричество. Эта энергия, как правило, идет обратно в электросеть и обменивается на другие традиционные формы электричества.
В штате Огайо такой обмен означает уголь и природный газ, которые являются источниками выбросов парниковых газов, что только ухудшает состояние экологии.

Если домовладелец отключен от электросети, энергия, собраная с помощью солнечных панелей, идет непосредственно на энергопитание собственного дома. Но без отдельной батареи, которая зачастую стоит достаточно дорого, у домовладельца не будет возможности хранить эту энергия для использования во время темного времени суток или пасмурных дней.

«Сегодня, чтобы использовать возможности возобновляемых источников энергии, мы должны использовать солнечные панели, но также нам необходимо сохранить энергию, поэтому нам нужно использовать аккумуляторы», говорит Йийинг Ву (Yiying Wu), профессор химии и биохимии в штате Огайо, участник исследовательской группы.

«Таким образом, с точки зрения производства и установки, это очень дорогой процесс».

Ву и его студенты интересовались возможностью интеграции двух технологий – солнечной панели и батареи – в одно эффективное устройство.

Профессор Ву говорит, что существующие системы солнечной энергии теряют около 20% при передаче собранной энергии батарее. Созданная система OSU сохраняет же практически всю собранную энергию.

Исследователи обычно сосредоточены либо на батареях, либо на солнечной энергии. И те, кто изо всех сил пытаются найти возможность объединить энергию солнца с батареей.
«Несколько человек пытались соединить эти две части через «механическую» или «физическую» связь», рассказывает Ву. «По существу, это подключение солнечной панели к батарее… таким образом, не обеспечивается существенной выгоды в стоимости или эффективности».

Профессор Ву и его студенты приступили к работе над гибридом прошлым летом. Они начали с воздушной батареи, которая была разработана Ву и студентом докторантуры университета Огайо Сяоди Реном (Xiaodi Ren), и использует кислород для получения электроэнергии.

Аккумуляторная солнечная батарея, которая представлена ученым сегодня, также использует кислород, но для создания электронов все же использует солнечный свет.

Еще один студент докторантуры, Мингзи Йу (Mingzhe Yu), соорудил сетчатую солнечную панель которая позволяет воздуху свободно циркулировать сквозь ее структуру – ключевой момент для батареи, определяющий ее способность к повторной зарядке.

Вот тут можно перейти к техническим вопросам.
Стержни из диоксида титана улавливают свет. Когда свет попадает на сетчатую солнечную панель происходит выработка электронов.
Внутри батареи электроны создают энергию путем разрушения пероксида лития до иона лития и кислорода. Кислород высвобождается в окружающую среду через сетчатую солнечную панель, а ионы лития остаются в батарее, неся сохраненный заряд.

Йу отметил, что батарея должная сократить производственные затраты для солнечных энергетических систем примерно на 25%. И солнечные батареи должны служить примерно столько же, как и аккумуляторные, представленные сегодня на рынке.
Пока батарея системы OSU не способна в одиночку обеспечивать энергией целый дом, исследователи все же настроены оптимистично, продолжая работы в этом направлении.

“Свободно стоящий источник энергии, основанный на этой концепции является обнадеживающей картиной для будущего”, говорит Йу. “Есть ещё много вещей, которые необходимо исследовать в этой технологии”.

Помощь новичкам

Приложения

  • Музыкальный плеер
  • Я – фотографПлагин для публикации фотографий в дневнике пользователя. Минимальные системные требования: Internet Explorer 6, Fire Fox 1.5, Opera 9.5, Safari 3.1.1 со включенным JavaScript. Возможно это будет рабо
  • ОткрыткиПерерожденный каталог открыток на все случаи жизни
  • СРОЧНО.ДЕНЬГИК сожалению, всякое бывает… И чаще, почему-то, это всегда случается неожиданно… Уникальная единая форма для подачи заявки на кредит во все банки сразу поможет сэкономить нервы, время и деньги!
  • Всегда под рукойаналогов нет ^_^ Позволяет вставить в профиль панель с произвольным Html-кодом. Можно разместить там банеры, счетчики и прочее

Ссылки

Музыка

Музыкальный плеер

Метки

Рубрики

  • APXИB (206)
  • АРТ-КАТАЛОГИ И ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ (692)
  • АРОМАТЫ И ПАРФЮМ (23)
  • АСТРОЛОГИЯ (407)
  • АРХИТЕКТУРА (440)
  • АУДИО И РАДИО:КНИГИ И СПЕКТАКЛИ (65)
  • АФОРИЗМЫ И МУДРИНКИ (375)
  • БЛОГГЕРУ О Л.И.Р.У (1000)
  • Всё для блога (719)
  • Схемы оформления (122)
  • Рамочки (121)
  • Разделители,стрелки,смайлы (105)
  • ВРАЧЕБНЫЕ БАЙКИ (362)
  • ВИРТУАЛЬНЫЕ ЭКСКУРСИИ (152)
  • ГРАФИКА (1593)
  • ДО-И-ШКОЛЬНОЕ (3481)
  • ДЕРЗОСТИ ДИЗАЙНА (20117)
  • ЖИВОПИСЬ,ИЛЛЮСТРАЦИИ, АРТ (16845)
  • ЗАКАЛЯЕМ ДУХ И ТЕЛО (5687)
  • ИНТЕРЕСНОЕ (14404)
  • ИСТОРИЯ ИСКУССТВА (2671)
  • ИСТОРИЯ ОДНОГО ШЕДЕВРА (48)
  • ИЗРАИЛЬ (4562)
  • моя маленькая страна (4209)
  • израильские фотографы (1083)
  • русские израильтяне (1007)
  • израильские художники (498)
  • еврейская кухня (236)
  • Байки из Цахала (100)
  • израильские изобретения (98)
  • КНИЖНОЕ (1135)
  • КРАСОТА ПРИРОДЫ (1142)
  • КРУЖАТСЯ ДИСКИ (666)
  • КУМИРЫ – ЖЗЛ (450)
  • КУКЛЫ и ИГРУШКИ (268)
  • КАРИКАТУРА И ШАРЖ (523)
  • КОСИЧКИ ДЛЯ ЛАРИСКИ (34)
  • КЛАССИЧЕСКАЯ МУЗЫКА (161)
  • МАМИНА КНИГА (38)
  • НА СТРУНАХ НЕЖНОСТИ (12312)
  • ПСИХОЛОГИЯ (3230)
  • ПЕТEРБУРГ, ЛЕНИНГРАД,ПЕТРОГРАД (1321)
  • ПОСТОЯННЫМ ЧИТАТЕЛЯМ И ДРУЗЬЯМ (19071)
  • ПОЭЗИЯ (8805)
  • ПРОЗА (2234)
  • ПУТЕШЕСТВУЯ ПО МИРУ (2726)
  • ПРАКТИЧЕСКАЯ МАГИЯ- КОЛДУЕМ НА КУХНЕ (285)
  • ПАРОДИИ (62)
  • РУССКИЙ ЯЗЫК (434)
  • РАЗНОЕ (48)
  • СКУЛЬПТУРЫ (488)
  • СКАЗОЧНОЕ (1498)
  • Музыкальное волшебство (140)
  • Сказки (1221)
  • Сказки от Эльфики (130)
  • ТЕСТЫ , ГОРОСКОПЫ, ГАДАНИЯ (517)
  • ТРУДНОСТИ ПЕРЕВОДА (372)
  • ТАНЕЦ (651)
  • ФЭНТЕЗИ, СЮР от художников и фотографов (2332)
  • ФИЛЬМОТЕКА (368)
  • ФОТО И ФОТОГРАФ (3460)
  • ХОЗЯЮШКАМ НА ЗАМЕТКУ: МАЛЕНьКИЕ ХИТРОСТИ (89)
  • ШТУЧКИ И ОДЕССКOЕ (639)
  • ЭРОТИКА,НЮ (1371)
  • ЭРМИТАЖНО-МУЗЕЙНОЕ (263)
  • ЮМОР (2155)
  • ЯПОНИЯ (514)
  • Я ИВРИТ УЧУ НЕ ПО УЧЕБНИКАМ (240)
  • Я ЛЮБЛЮ КВН (16)
  • ЯЗЫКОМ КРАСОК ( художники) (16327)
  • албанские художники (22)
  • aмериканские художники (2594)
  • aнглийские художники (1080)
  • aвстралийские художники (245)
  • aвстрийские художники (191)
  • венесуэльскиe художники (11)
  • aрмянские художники (92)
  • aргентинские художники (56)
  • aзербайджанские (19)
  • белорусские художники (471)
  • болгарские художники (208)
  • бельгийские художники (199)
  • бразильские художники (92)
  • венгерские художники (140)
  • вьетнамские художники (59)
  • голландские художники (111)
  • грузинские художники (125)
  • греческие художники (83)
  • датские художники (80)
  • итальянские художники (498)
  • испанские художники (386)
  • иранские , иракские , пакистанские художники (77)
  • ирландские художники (39)
  • индонезийские художники (15)
  • индийские художники (71)
  • китайские художники (387)
  • канадские художники (447)
  • корейские художники (184)
  • кенийские художники (7)
  • кубинские художники (24)
  • литовские художники (161)
  • латвийские художники (65)
  • молдавские художники (114)
  • мексиканские художники (70)
  • малайзийские художники (35)
  • монгольскиe, мозамбикские художники (8)
  • норвежские художники (63)
  • новозеландские художники (14)
  • немецкие художники (362)
  • нидерландские художники (85)
  • oсетинские художники (8)
  • польские художники (572)
  • перуанские художники (52)
  • португальские художники (25)
  • pоссийские художники (4434)
  • pусские художники (361)
  • pумынские художники (104)
  • cингапурские художники (26)
  • сирийские художники (7)
  • турецкие художники (83)
  • тайваньские/ тайландские / тайские художники (92)
  • украинские художники (1108)
  • узбекские художники (41)
  • филиппинские художники (33)
  • французские художники (1077)
  • финские художники (95)
  • художники Казахстана, Киргизии, Татарстана (79)
  • чилийские художники (44)
  • чешские / словенские художники (113)
  • шведские художники (112)
  • швейцарcкиe художники (61)
  • эстонские художники (52)
  • южноафриканские художники (51)
  • югославские, македонские ,cербские, хорватские (74)
  • японские художники (377)
Читайте также:  Какие у тебя любимые цветы

Цитатник

Прозрачность и текучесть акварели. Художница Yuko Nagayama. Все акварели здесь здесь "Проз.

Кошки. Художница Татьяна Родионова. Вся котоживопись здесь Подношения богине БастКошки. Кош.

В коллекцию. Jeanne Saint Cheron (French, born in 1973) Ранее картины этого художника были – З.

КошкиМышки. Инга Измайлова Ранее картины этого художника были – ЗДЕСЬ https://b.radikal.ru/b.

Нежная красота нашей жизни. Художник Татьяна Анатольевна Зарецкая. Часть 7. Вся живопись здесь В.

Фотоальбом

Поиск по дневнику

Подписка по e-mail

Интересы

Друзья

Постоянные читатели

Сообщества

Четверг, 16 Октября 2014 г. 16:40 + в цитатник

Израильская фирма изобрела новый способ хранения солнечной энергии

Эти же страны создают технологии и производят технические системы для добычи солнечной энергии. Но они не в силах конкурировать в стоимости с Китаем, который выпускает технику по лицензии, полученной от этих стран.

Качество китайских образцов, хотя и заметно ниже, но, все же, по критерию «стоимость/качество» опережает американские и израильские системы

Израильские ученые уверены, что им удалось решить одну из самых насущных проблем современной энергетики — проблему хранения солнечной энергии, сообщает UzReport TV. Распространенные на сегодняшний день технологии, как правило, используют солнечную энергию только в течение светового дня. Технологический прорыв в этой области мог бы положить начало новому этапу в развитии источников возобновляемой энергии.

Здесь нет ни одной солнечной батареи, только зеркала, отражающие солнечный свет. Панели-рефлекторы имеют особую параболическую форму, которая позволяет им фокусировать световой пучок, создавая в одной точке сверхвысокую температуру. Зеркала нагревают жидкость в замкнутом пространстве, и образующийся пар приводит турбину в движение.

«Если мы хотим развивать источники возобновляемой энергии, нам нужно решить, как мы будем эту энергию запасать. Чтобы пользоваться ею не тогда, когда светит солнце или дует ветер, а тогда, когда у нас возникает в ней нужда. Наша технология позволяет хранить энергию и продавать ее по приемлемой цене», – отметил Ави Бренмиллер, исполнительный директор компании Brenmiller.

Читайте также:  Какие цвета сочетаются с голубым в интерьере

Как сделать так, чтобы система, работающая на солнечной батарее, не теряла работоспособности и ночью, когда солнечные лучи освещают другую сторону планеты.

И ночью тоже поставляла энергию подключенным к станции объектам.

Они имеют специальную – постоянную или меняющуюся, параболическую форму.

Это обеспечивает всегда самую оптимальную фокусировку светового пучка – в итоге, в точке фокуса самая высокая температура, какая только возможно.

Зеркала нагревают жидкость в замкнутом пространстве подземных хранилищ, и образующийся пар приводит в движение турбину.

Огромные аккумуляторные батареи способны круглосуточно поддерживать необходимое напряжение в сети.

Главный секрет компании – состав материала, способного разогреваться до 500 градусов и отдавать тепло жидкости, заключенной в нем.

Это более эффективно, чем системы на основе солевого электролита, которые каждые сутки теряют до 5% запасенной энергии.

Таким образом израильским ученым удается получить концентрированную солнечную энергию, преобразованную, практически, без затрат, а значит – без потерь переданную потребителям в то время, когда они хотят ее получить.

Бывший советник Всемирного банка по вопросам энергетики считает – технологических аналогов этой системы в мире нет.

Какова цена этой энергии для потребителя?

Такая же, как и добытая при сжигании угля или газа.

Но, разумеется – абсолютно экологически чистая.

Нe менее важная перспектива применения новых технологий – в современной ракетной технике, авиации, на транспорте и многих других сферах.

Разведанных запасов энерготоплива при современном темпе роста потребления энергии должно хватить примерно от 70 до 130 лет. Но имеется вариант перехода на другие источники, такие как солнечная энергия. Но, даже если на Земном шаре будут открыты неисчерпаемые ресурсы энергосырья, экологической беды не получится избежать. Через 100 лет на Земле будет столько вырабатываться энергии, что может произойти экологическая катастрофа. Это приведет к таянию полярных льдов, из-за чего очень сильно увеличится уровень Мирового океана. В этом случае, странам и городам, которые находятся на побережье океана, солнечная энергия просто-напросто не понадобится, их смоет или затопит.

Именно поэтому нужно начать пользоваться солнечной энергией, которая совершенно не зависит от того, пользуется или не пользуется ею человек. Солнечная энергия нагревает атмосферу земного шара. Для того чтобы по максимуму использовалась ее, ее необходимо превратить в какой-нибудь другой вид. Сохранить световые лучи еще абсолютно ни у кого не получалось. Самым распространенным и перспективным способом преобразования света является фотоэлектрический. Фотоны свою энергию передают электронам в полупроводниках, и благодаря этому появляется электрический ток.

Как все это происходит можно подробно прочитать в учебнике по физике. Мы это коротко поясним. Запрещенные энергозоны в отдельных полупроводниках по ширине равны размеру энергии кванта света. Что такое запрещенная зона? Если говорить коротко, то это так называемый потенциальный барьер, который нужно пройти электрону при прыжке с одного на другой атом в кристаллической решетке. После того как поглотится фотон, электрон становится подвижным, а значит, возникает электрический ток. Электрический ток – это направленное движение электрозарядов.

Но вот незадача, фотоиндуцированные электроны могут двигаться в обе стороны. ЭДС различных знаков могут компенсировать друг друга. При таком раскладе тока не будет.

Читайте также:  Каменные раковины для кухни отзывы

Если же совместить 2 полупроводника (часто пользуются кремнием), легированных различными примесями (первая, в силу несовместимых валентностей, привносит в начальное вещество нескомпенсированные электроны – это получается полупроводник типа- n, а вторая, чья валентность немного меньше, приводит к образованию дырок, носителей «+» зарядов – получается полупроводник типа -р), на границе полупроводников создается n-р-переход.

Еще совсем недавно фотоэлектроэнергия стоила весьма дорого. До 1982 г. в нашем государстве фотоэлементы производились для космических целей. В наше время появилось опытное изготовление дисковых солнечных элементов для хозяйственных целей. Солнечная энергия уменьшилась в цене в 3-4 раза. Но, при любых раскладах, 7-10 рублей за 1 Ватт – это очень дорого. В данное время идет поиск способов, при которых бы солнечная энергия стоила немного дешевле и была доступна для всеобщего пользования. Имеется одна интересная разработка нашего ученого А. Степанова. Он выдвинул неплохое суждение не выращивать высококачественный кремний в виде больших слитков, которые потом нужно пилить на круглые пластинки, а те, потом тщательно полировать, при этом затрачивая большое количество энергии и впустую расходуя материал. Он предложил вытягивать весьма тоненькими ленточками из расплава. При этом варианте уменьшается стоимость фотоэлементов и возрастает эффект от солнечных батарей, так как можно ленты смыкать очень плотно, а между дисковыми элементами остается неиспользованная пространство.

Солнечная энергия – это камень преткновения для всех ученых, так как КПД кремниевых элементов очень маленький. Так как лишь маленькая часть этой энергии в полупроводниках поглощается электронами, большая часть падающего излучения идет для нагрева фотоэлемента (это снижает его фотоэлектрические характеристики), часть их отражается, а какая-то пробивает его насквозь.

Напомним, в полупроводнике запрещенная полоса очень узкая, а соответственно и небольшое «энергетическое меню» электронов. Также, большие потери энергии связаны с рекомбинацией дырок и электронов.

В итоге коэффициент полезного действия солнечных элементов не будет превышать 10%. Но уже имеются опытные образцы, которые были получены в лабораториях А. Зайцевой, М. Кагана, КПД которых равняются 15-17%. И это еще не максимальный предел. Экспертами было рассчитано, что предел КПД солнечных элементов с n-р-переходом может достигать 27-30%.

В особенности перспективными являются полупроводниковые преобразователи с гетера-переходами. Они сделаны из 2-х разных по химсоставу полупроводников. Именно поэтому они отличаются шириной запрещенных зон, она у них разная. В так называемой области n-р-перехода появляется, за счет сглаживания потенциальных барьеров, добавочная фото ЭДС. Ученые, работающие под наставлением академика Ж. Алферова, получили на фотодиодах с гетеропереходом «арсенид галлия – арсенид алюминия», КПД примерно равно 20%.

Примечательно, что нагреваясь, данные фотодиоды не теряют фотоэлектрические свойства. Они хорошо работают, даже если уплотнить поток солнечной энергии в 1600 раз.

Оказалось, что появилась возможность сделать фотопреобразующее устройство, которое будет утилизировать весь свет, падающий на него. Он обладает варизонной структурой, другими словами запрещенная зона у него переменной ширины. Добиться этого можно путем введения в различные зоны полупроводника разные примеси. В этом случае добавочная фото-ЭДС генерируется в целой пространственной зоне, для различных точек которой – различные запрещенные зоны. В такой зоне для абсолютно любого кванта отыщется укромное местечко, где он без помех поглотится электроном.

Теория вариозиных структур в России разрабатывается группой ученых, и благодаря этому, фотопреобразователи будут иметь коэффициент полезного действия 90%.

Также, в наше время высоких технологий идет поиск новых и более дешевых материалов, из которых буду производиться фотоэлементы. Очень перспективны, по мнению многих ученых, полупроводниковые соединения серы, кадмия, меди. Преобразователи, которые получаются на их основе, самые дешевые, ну вот опять же беда – КПД у них где-то 5%, и материалы не очень стабильны, под воздействием окружающей среды разрушаются. Сложная и дорогая герметизация сводит на нет ранее полученную экономию.

В следующей части этого повествования мы вам расскажем о накопителях энергии, какие виды их существуют и как они работают.

Комментарии запрещены.

Присоединяйся