دسته‌ها
اخبار تکنولوژی

ایراد مهم پنل های خورشیدی بعد از 40 سال تلاش کشف شد!

دانشمندان به تازگی خبر داده‌اند که ایراد مهم پنل های خورشیدی که کارایی این تجهیزات شگفت‌انگیز تولید انرژی پاک را کاهش می‌داد،‌ پس از 40 سال تحقیق و بررسی،‌ بالاخره کشف شده است.

صفحات خورشیدی یکی از بهترین و ساده‌ترین ابزار ساخته شده برای استفاده از انرژی‌های پاک و تجدید پذیر هستند و به تازگی هم محققان در یک پژوهش پرده از ایراد مهم پنل های خورشیدی برداشته‌اند. این ایراد باعث شده که تجهیزات مورد نظر کارایی ایده آلی نداشته باشند و گفته شده که بعد از 40 سال تلاش، دانشمندان موفق به کشف این مشکل شده‌اند.

از مدت‌ها قبل تاکنون محققان به دنبال راه‌هایی برای افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی بوده‌اند و تحقیقی هم که به تازگی در این حوزه سر و صدای زیادی به پا کرده، در سال گذشته منتشر شد. گفته شده که ایراد مهم پنل های خورشیدی به مواد استفاده شده در سلول‌ها مربوط می‌شود.

پیش از این مشکل مورد نظر که به سیلیکون به کار رفته در پنل‌ها مرتبط است، شناسایی نشده بود و این احتمال می‌رود که کاهش کارایی صفحه‌های خورشیدی به میزان 2 درصد در ساعات اولیه استفاده هم به همین مشکل مربوط باشد.

به این کاهش 2 درصدی، «تخریب ناشی از نور» (LID) گفته می‌شود و وقتی در نظر می‌گیریم که هرکدام از نیروگاه‌های خورشیدی به ازای هر صفحه، چنین کاهشی در کارایی را تجربه می‌کنند، جمع کلی عدد مورد نظر بسیار زیاد می‌شود و باعث کاهش برق تولیدی در مقیاس گیگاوات خواهد شد. چنین کاهشی در کارایی وابستگی به سوخت‌های فسیلی را افزایش می‌دهد.

جالب است بدانیم که پتانسیل هدر رفته به واسطه پدیده LID در کل جهان بیشتر از تمامی انرژی است که 15 نیروگاه هسته‌ای بریتانیا قادر به تولید آن هستند. کشف اخیر در مورد ایراد مهم پنل های خورشیدی هم می‌تواند نقش مهمی در جبران این هدر رفت انرژی در سلول‌ها باشد.

ایراد مهم پنل های خورشیدی بعد از 40 سال کشف شد!

تونی پیکر (Tony Peaker) از دانشگاه منچستر بریتانیا در این رابطه می‌گوید که تخریب ناشی از نور به خاطر تاثیرات محیطی و اقتصادی، برای چیزی در حدود چهار دهه کانون توجه بسیاری از دانشمندان حوزه انرژی‌های تجدید پذیر بوده است. با این وجود تا قبل از تحقیقات پیکر و همکارانش، هیچ راه حل قابل قبولی برای این ایراد مهم پنل های خورشیدی ارائه نشده بود.

جزئیات تحقیق ایراد مهم پنل های خورشیدی

در طول چهار دهه‌ای که پیکر به آن اشاره می‌کند، بیش از 270 تحقیق آکادمیک در رابطه با بحث تخریب ناشی از نور منتشر شد و برای فهمیدن دلیل بی‌ثمر بودن تمامی این تحقیقات، پیکر از روشی به نام «طیف‌سنجی گذرا در عمق» (DLTS) برای آنالیز کاستی‌های سیلیکون به کار رفته در سلول‌های خورشیدی استفاده کرد.

تحلیل DLTS نشان داد که بار الکتریکی تولید شده از نور خورشید و جریان الکترون‌ها در سلول گیر می‌افتند. این پدیده توان صفحات را کاهش می‌دهد و تا زمانی که پنل گرم شود، همچنان از جریان آزاد الکتریسیته جلوگیری می‌کند. محققان در این رابطه می‌گویند که کار آن‌ها در پیدا کردن دلیل علمی پدیده LID موفق بوده و در آینده، چنین مشکلی باید با تکنیک‌های مهندسی برطرف شود.

از طرف دیگر مشاهده شده که پنل‌های مرغوب که از سیلیکون با کیفیت بالاتر ساخته می‌شوند، طول عمر بیشتری دارند و همچنین گرم کردن پنل ها در طول شب برای از بین بردن اثر گیر افتادن الکترون‌ها، کارایی این تجهیزات را بالا می‌برد. چنین شواهدی ارتباط ایراد مهم پنل های خورشیدی با مشاهدات آزمایشگاهی را تایید می‌کنند.

تحقیقات مربوط به افزایشش کارایی صفحات خورشیدی در سطحی بین‌المللی ادامه دارد و با کشف اخیر پیکر و همکاران، انتظار می‌رود که نیروگاه‌های خورشیدی سراسر جهان کارایی خود را در آینده نزدیک بالاتر ببرند. ژورنال “Journal of Applied Physics” نتایج تحقیقات دانشمندان دانشگاه منچستر را منتشر کرده است.

منبع

دسته‌ها
اخبار تکنولوژی

بارش باران منبعی از انرژی تجدیدپذیر خواهد بود!

بارش باران پیش از این توجه دانشمندان حوزه انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر را به عنوان منبعی احتمالی برای تولید انرژی جلب کرده، اما اخیرا سیستمی فوق‌العاده کارآمد برای تولید برق از باران معرفی شده است.

تولید برق با بارش باران ایده‌ای است که از مدت‌ها پیش مدنظر محققان بوده و بسیاری در تلاش بوده‌اند تا به کمک قطرات آبی که از آسمان به زمین می‌ریزند، الکتریسیته تولید کنند. با این وجود هیچ یک از سیستم‌های پیشنهادی پیشین به اندازه سیستمی که به تازگی معرفی شده، کارآمد نبوده‌اند. در ادامه با گجت نیوز همراه باشید تا به بررسی این روش شگفت‌انگیز تولید انرژی تجدیدپذیر از باران بپردازیم.

تولید برق از بارش باران

محققان در ایده جدید مطرح شده نوعی ژنراتور ساخته‌اند که با استفاده از یک ساختار ترانزیستوری اثر میدانی، مقدار شگفت‌انگیزی الکتریسیته را از هر قطره باران تولید می‌کند. گفته شده که این ژنراتور به ازای هر قطره 140 ولت برق تولید می‌کند که این مقدار برای روشن کردن حدود صد عدد لامپ ال ای دی کوچک برای چند لحظه کافی است. این در حالی است که ژنراتورهای پیشین هزاران برابر کمتر از مقدار گزارش شده برق تولید می‌کردند.

در طرح جدید از الکترود آلومینیوم در کنار الکترود اکسید قلع ایندیومی استفاده شده که با یک لایه ماده “PTFE” پوشانده شده است. این ماده بار الکتریکی شبه دائمی دارد و وقتی قطرات حاصل از بارش باران به الکترود آن برخورد می‌کنند، دو الکترود طرح به هم متصل می‌شوند و مدار بسته‌ای ایجاد می‌شود که به آزاد شدن الکتریسیته ذخیره شده کمک می‌کند. گفته شده که این ساختار برای استفاده در باران‌های طولانی مدت و دائمی هم مناسب است.

البته هنوز این سیستم در مراحل اولیه توسعه قرار دارد و رساندن آن به یک محصول نهایی زمان می‌برد. به عنوان مثال چالش اول این است که چگونه پالس‌های انرژی لحظه‌ای تولید شده به جریانی دائمی و ثابت تبدیل شوند. با این حال استفاده‌های فراوانی برای ژنراتور ساخته شده وجود دارد و کاربران می‌توانند از این سیستم تولید انرژی تجدیدپذیر بر روی تمامی سطوحی که در معرض بارش باران قرار دارند، استفاده کنند.

منبع