Võitlus kliimamuutustega võib saada hoogu, kuid tundub, et rohelise energiaga räni päikesepatareid on jõudmas oma piiridesse.Kõige otsesem viis praegu ümberehitamiseks on päikesepaneelid, kuid on ka teisi põhjuseid, miks need on taastuvenergia suur lootus.
Nende põhikomponent, räni, on hapniku järel suuruselt teine aine Maal.Kuna paneele saab paigutada sinna, kus on vaja energiat – kodudesse, tehastesse, ärihoonetesse, laevadesse, maanteesõidukitesse –, on vaja vähem energiat maastikel edastada;ja masstootmine tähendab, et päikesepaneelid on nüüd nii odavad, et nende kasutamise ökonoomilisus on muutumas vaieldamatuks.
Rahvusvahelise Energiaagentuuri 2020. aasta energiaväljavaadete aruande kohaselt toodavad päikesepaneelid mõnes kohas ajaloo odavaimat elektrienergiat.
Isegi see traditsiooniline lollakas "aga kui on pime või pilvine?"on tänu salvestustehnoloogia ümberkujundavatele edusammudele muutumas vähem problemaatiliseks.
Liikumine kaugemale päikeseenergia piiridest
Kui ootate "aga", siis siin see on: kuid ränist päikesepaneelid on saavutamas oma efektiivsuse praktilisi piire mõne üsna ebamugava füüsikaseaduse tõttu.Kaubanduslikud ränist päikesepatareid on nüüd ainult umbes 20 protsenti tõhusad (kuigi laborikeskkondades kuni 28 protsenti. Nende praktiline piirmäär on 30 protsenti, mis tähendab, et nad suudavad elektrienergiaks muundada vaid umbes kolmandiku Päikese energiast).
Siiski toodab päikesepaneel oma eluea jooksul kordades rohkem heitmevaba energiat, kui selle valmistamisel kasutati.
räni/perovskiit päikesepatarei
Perovskiit: taastuvate energiaallikate tulevik
Sarnaselt ränile on see kristalne aine fotoaktiivne, mis tähendab, et valguse tabamisel erutuvad selle struktuuris olevad elektronid piisavalt, et oma aatomitest lahti murda (see elektronide vabanemine on kogu elektritootmise alus akudest tuumaelektrijaamadeni). .Arvestades, et elekter toimib, on elektronide konga rida, kui ränist või perovskiidist lahtised elektronid suunatakse juhtmesse, on tulemuseks elekter.
Perovskiit on lihtne soolalahuste segu, mida kuumutatakse 100–200 kraadini, et tuvastada selle fotoaktiivsed omadused.
Sarnaselt tindiga saab seda printida pindadele ja see on painutatav viisil, nagu jäik räni pole.Kuna seda kasutatakse kuni 500 korda väiksema paksusega kui räni, on see ka ülikerge ja võib olla poolläbipaistev.See tähendab, et seda saab kanda igasugustele pindadele, näiteks telefonidele ja akendele.Tõeline põnevus on aga perovskiidi energiatootmise potentsiaalis.
Perovskiidi suurima väljakutse – riknemise – ületamine
Esimesed perovskiitseadmed 2009. aastal muutsid vaid 3,8 protsenti päikesevalgusest elektriks.Aastaks 2020 oli efektiivsus 25,5 protsenti, mis on lähedal räni laborirekordile 27,6 protsenti.On tunne, et selle efektiivsus võib peagi ulatuda 30 protsendini.
Kui ootate perovskiidi kohta "aga", siis on paar olemas.Perovskiidi kristallivõre komponent on plii.Kogus on väike, kuid plii võimalik toksilisus tähendab, et seda tuleb arvestada.Tõeline probleem seisneb selles, et kaitsmata perovskiit laguneb kergesti kuumuse, niiskuse ja niiskuse mõjul, erinevalt ränipaneelidest, mida müüakse tavapäraselt 25-aastase garantiiga.
Räni saab paremini hakkama madala energiatarbega valguslainetega ja perovskiit töötab hästi kõrgema energiaga nähtava valgusega.Perovskiiti saab häälestada ka erineva lainepikkuse valguse neelamiseks – punane, roheline, sinine.Räni ja perovskiidi hoolikas joondamine tähendab, et iga rakk muudab suurema osa valguse spektrist energiaks.
Arvud on muljetavaldavad: ühe kihi efektiivsus võib olla 33 protsenti;virna kaks lahtrit, see on 45 protsenti;kolm kihti annaksid 51 protsenti efektiivsust.Sellised arvud, kui neid saab äriliselt realiseerida, muudaksid taastuvenergia pöörde.
Postitusaeg: august 12-2021