Hirdetés
Megújuló források. Ez egy olyan probléma, amellyel minden nap szembesülünk, akár felismerjük, akár nem. Minden gázfogantyú szivattyújával, az autó gyorsítójának minden megnyomásával, okostelefon-töltőnk minden csatlakozójával üzemanyagot fogyasztunk. És egy nap az üzemanyag elfogy. Akkor miért nem használjuk azt az energiaforrást, amely nem fogy ki - a napot?
A nap csodálatos entitás. Elegendő energiát biztosít a világ számára az egész civilizáció hatalmához. Az egyetlen probléma az, hogy hogyan ragadjuk meg és hasznosítsuk ezt az energiát? Mire jó egy csomó ingyenes energia, ha nem tudjuk átalakítani hasznos közeggé? Ebben rejlik a kérdés, és ezt sokkal nehezebb megoldani, mint gondolnád.
“Várj egy percet" te mondod, "az 1980-as évek óta van kereskedelmi napelemeink!És igazad lenne, ha ezt mondod. A baj azonban nincs hogyan hogy a nap energiáját villamos energiává alakítsák. Már tudjuk, hogyan kell ezt csinálni - csak nem olyan szinten, amely tömegesen fogyasztható. A napenergia korlátainak megértéséhez tudnunk kell, hogyan működnek a napelemek.
Tehát csatlakozz hozzám, miközben belemerülök a napenergia belső működésébe. Vessünk közelebbről a folyamatot, amely során a napfényt életképes üzemanyag-forrássá alakítják.
A napenergia, amint számíthatnál, a nappal kezdődik. Az a hatalmas tűzgolyó, amely az égen lóg, a tökéletes energiaforrás. A szénel ellentétben a nap nem zárja el légkörünket szén-dioxiddal. Könnyen megközelíthető, így nem kell fúrnunk az egész világot. A napenergiával való munka nem jelent veszélyt az emberre (kivéve talán az alkalmi napégést).
És mindenekelőtt a napenergia ingyenes. A tényleges receptorok felépítésén és a berendezések karbantartásán kívül a napenergia nem jár költségekkel.
Szóval hogyan működik ez az egész?
Az energia körülöttünk van különböző formákban. A fény energia. A hő energia. A mozgás az energia. A nyugalom (potenciális) energia. A nap hatalmas mennyiségű fényt bocsát ki, és célunk az, hogy ezt a fényenergiát valami felhasználhatóvá alakítsuk, nevezetesen elektromos energiává.
A legtöbb esetben, amikor a fény eléri egy tárgyat, akkor ez hőenergiává alakul. Gondoljon vissza a legutóbbi strandlátogatásra. Ahogy ült a napfényben, a bőr felforrósodott. Ez egy egyszerű élet tény, amelyet mindannyian tapasztaltunk. Vannak bizonyos anyagok, amelyek a fényt hőtől eltérő energiákká alakítják. A szilícium az egyik ilyen anyag.
Amikor a fény eléri a szilíciumot, az nem oszlik el hőként. Ehelyett a szilíciummolekula elektronjai mozognak, és áramot termelnek. A szilícium ilyen módon történő felhasználásához azonban nagy szilikonkristályokra van szüksége, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy észrevehető mennyiségű villamos energiát termeljenek.
A napenergia-technológia régebbi verziói szilícium kristályokat használtak. Mint kiderült, a napfény átalakításának ez a módszere nem volt nagyon kivitelezhető, mivel a nagy szilíciumkristályokat nehéz megtermelni. Ha valami nehéz, akkor annak ára továbbra is magas. Ha az ár magas marad, valószínűtlen a széles körű használat.
Manapság a naptechnika más anyagot használ. Ez az új anyag rézből, indiumból, galliumból és szelénből áll, és helyesen nevezik réz-indium-gallium-szelenidnek vagy CIGS-nek. A szilíciumtól eltérően, a CIGS-ből készült kristályok kisebbek és olcsóbbak, de sokkal hatástalanabbak, mint a szilícium a napfény átalakításában.
És itt vagyunk ma. A napenergia nem csak a világ energiatermeléséből származik, és így marad a tudósokig vagy keressen egy új anyagot, amely ugyanolyan jól működik, mint a szilícium, vagy fedezze fel a nagy szilícium olcsón előállítási módszerét kristályok.
Mivel a napelemek jelenleg nem hatékonyak, van néhány módszer a napenergia felhasználásának javítására. Az egyik módszer az akkumulátor használata, amely energiát tárol, lehetővé téve az energiafogyasztást, amikor nincs nap - éjszaka és felhős napokon. Egy másik módszer a helikosztat használata.
Mi az a helikosztat? Gondolkodhat úgy, mint egy nagy tükör (vagy sok tükör), amely egy forgó pólushoz vagy peronhoz (vagy sok pólushoz és peronhoz) csatlakozik. A napelemektől eltérően a heliosztatikok nem közvetlenül szívják fel a napot; ehelyett tükrök segítségével irányítják a napfényt, és helyhez kötött napelemekre irányítják az abszorpciót.
A helikosztályokat általában számítógépek vezérlik. Ezeknek a számítógépeknek bizonyos adatait táplálják (a heliosztatikus helyzet, a nap helyzete) panelen, az időben és a dátumban) és az adatokat addig összetörték, amíg a számítógép kiszámítja a nap helyzetét a ég. Amint ez megtörtént, a számítógép úgy állítja be a tükör szögét, hogy a napfény visszapattanjon belőle, és elérje a cél napelemet.
A helikosztát legnagyobb előnye, hogy sokaságukat úgy lehet elrendezni, hogy egyetlen napreceptorra irányuljanak. Míg általában a napelemek csak némi lefedést kapnak a napfénytől, a heliosztatikumok elrendezése drasztikusan megnövelheti a konvertálandó fény mennyiségét.
A napenergia még a heliosztatikumok esetében is hosszú út áll előttünk, mielőtt széles körben felhasználható lenne. Ha nem az lenne a probléma áttérés a tényleges napfény, a napenergia a civilizációnk számára a legmegújulóbb, a leginkább megfizethető és a környezet számára leginkább egészséges üzemanyag lenne. Vagyis amíg a nap felrobbant.
Kép jóváírás: Napelem illusztráció keresztül Shutterstock, Napelem fotó keresztül Shutterstock
Joel Lee B.S. számítástechnikában és több mint hat éves szakmai írói tapasztalat. A MakeUseOf főszerkesztője.
