Hva er fremtiden for solenergi?

I det 21. århundre har solenergi allerede blitt en del av dagliglivet. Fra soloppvarmede svømmebassenger til soldrevne hjem, det er mange eksempler som viser den nyttige anvendelsen av solens rene, trygge, bærekraftige kraft. Når bekymringen vokser om effekten av forbrenning av fossilt brensel, og muligheten for å utmattende ikke-fornybare energikilder, ser fremtiden for solenergi lys. Fra 2013 er teknologien ikke uten problemer, og så langt har applikasjoner stort sett vært relativt liten skala, men mye forskning pågår på dette området, og det har vært en rekke veldig lovende utvikling.

å utnytte solenergi

Solen er potensielt en enorm kilde til fornybar, ren energi. Noen anslår at sollys kan produsere 10.000 ganger så mye kraft som jorden som ble brukt ved det 21. århundre. Det er imidlertid store teknologiske utfordringer som skal oppfylles med å utnytte den energien effektivt. Det er en rekke forskjelligeNT -teknologier som er tilgjengelige, og under utvikling, som bruker sollys for å gi strøm.

Sollys kan bare brukes til å varme opp vann som deretter brukes til å gi sentral oppvarming for hjem. Alternativt kan den brukes til å generere elektrisitet ved bruk av fotovoltaiske (PV) celler anordnet på solcellepaneler. En tredje metode er å konsentrere sollys på et mål for å generere varme, som kan brukes direkte til industrielle formål, eller for å gi strøm.

Solcellepaneler

Disse panelene er avhengige av den fotoelektriske effekten, der visse stoffer produserer en liten elektrisk strøm når de blir utsatt for lys. Fotovoltaiske celler er konstruert for å utnytte denne effekten, og solcellepaneler består av store matriser av disse enhetene plassert for å motta så mye sollys som mulig. Sammen kan de generere betydelige mengder strøm. Selv om de fra og med 2013 er relativt ineffektive, de vanligvis hhar veldig lave drifts- og vedlikeholdskostnader, og kan være veldig effektive til å gi strøm til hjem. En god del forskning foregår for å forbedre effektiviteten og konstruere celler fra billigere materialer.

De fleste solcellepaneler består av krystallinske silisium-PV-celler, som er 18-24% effektive når det gjelder å konvertere sollys til strøm. En rekke alternativer er imidlertid under etterforskning. Tynne filmceller kan lages av en rekke materialer. Selv om disse foreløpig er mindre effektive enn standard PV -celler, er de lette, fleksible og billigere å produsere. Multijunksjonsceller kan oppnå en effektivitet på mer enn 43%. De er strukturert slik at forskjellige deler av cellen er innstilt for å fange sollys i spesifikke bølgelengdesområder, i stedet for å ha en enkelt reseptor som går glipp av en del av den tilgjengelige energien.

Et annet lovende område er fargestoffsensibiliserte solcelle (DSSC), noen ganger kalt Gratzel-cellen, etter Michael Gratzel, som først developed det på 1990 -tallet. Disse bruker et fargestoff for å fange opp solenergi og produsere en strøm av elektroner, som fylles på nytt via et flytende elektrolyttlag under. Selv om de er potensielt billige å produsere, er de bare rundt 12% effektive, og det er problemer med holdbarhet som kan påvirke kommersiell bruk. For eksempel kan væsken fryse under kalde forhold, eller utvide seg når den er varm, og kan lekke. Forskere har utviklet en versjon av cellen der den plagsomme flytende elektrolytten erstattes med et solid materiale, og åpner veien for billige og holdbare solcellepaneler.

I tillegg til utviklingen av billigere og mer effektive fotovoltaiske celler, ligger en viktig del av fremtiden for solenergi i byggingen av nye bygninger og ettermontering av mange eldre. Noen eksperter spår at de fleste, om ikke alle, nye bygninger vil ha solcellepaneler installert på tak. Siden disse også er lett montert, kan mange eldre bygninger motta oppgraderinger for å kjøre på strømmen frasolen. Eksperter og miljøvernere håper at bygning med grønnenergi vil bli oppmuntret av regjeringer gjennom sjenerøse skatteinsentiver, unntak og tilskudd til alternativ energibruk.

Solcellepaneler på et tak kan i noen områder gi alle eller det meste av hjemmets energibehov. I tilfeller der folk bor i overnatting i flere etasjer, er imidlertid mengden takplass veldig liten sammenlignet med antall hjem. Mens små, individuelle, kan applikasjoner ta noe av belastningen av det elektriske nettet, hvis solen skal gi kraftbehovene til byer og næringer, må fremtiden ligge i store solcelledrevne elektrisitetsgenererende stasjoner.

Det største problemet med utnyttelse av solenergi ved bruk av PV -celler er det rommet som kreves for å bygge kraftverkene. Et anlegg består av tusenvis av solcellepaneler, ikke ulikt de som for tiden er installert på alternative energihjem. På grunn av dette krever de et gjennomgående solfylt område og en betydelig mengde plass. CuRrently dekker den av de største kraftstasjonene i verden mer enn 16,9 kvadrat miles (sup> 2 ) og skaper nok strøm til å drive rundt 200 000 hjem. Noen eksperter antyder at å gi makt til hele USA, et område som er omtrent 100 miles (160,9 km) per side, sannsynligvis et sted i ørkenklimaet i det amerikanske sørvest.

alternativer til solcellepaneler

Det finnes en rekke andre muligheter for storstilt utnyttelse av solens kraft. Et eksempel er å konsentrere Solar Power (CSP) -teknologi. I stedet for å generere strøm direkte, konsentrerer disse sollysene for å varme vann, og gir damp for å drive en turbin som produserer strøm akkurat som et konvensjonelt kraftverk. De kan bestå av matriser av parabolske speil som fokuserer sollys på et lineært rør fylt med væske. Alternativt kan varme fra solen være fokusert av et parabolsk speil for å varme opp en væske som driver en Stirling -motor, som provides den mekaniske energien for elektrisitetsproduksjon.

Et annet velprøvd system er "krafttårnet", der en rekke solsporende flate speil fokuserer varme fra solen på en beholder med væske som brukes til å gi damp for en generator. En rekke planter er i drift, og produserer 10-20 megawatt strøm. Fremtidige planter kan levere opptil 200 megawatt.

fremtiden

En oppmuntrende trend knyttet til fremtiden for solenergi er at mange av verdens største innovatører velger å fokusere talentene og midlene sine på å forbedre alternativ energiteknologi. Mange tildelingsordninger - finansiert av forskjellige regjeringer over hele verden - fokuserer på å tilby solenergi økonomisk og i stor skala. I mange land får innbyggerne økonomiske insentiver for å bytte til "grønne" energikilder og installere sine egne solcellepaneler.

Selv om det fra 2013 er det mange oppmuntrende tegn på at regjeringer erkjenner behovetFor alternative energikilder og fremme forskning på solenergi, ligger svaret delvis i hendene på verdens innbyggere. Hvilke vanlige borgere velger å kjøpe og støtte vil påvirke fremtidens trender. Ved å installere solcellepaneler, donere til forskningsorganisasjoner som er involvert i alternative energier, ta en universitetsgrad i et beslektet emne og stemme for tiltak som fremmer alternativ energiutvikling, kan hvem som helst ha et å si fremtiden for solenergi.