Πολυμερή ηλιακά πάνελ

Οι ηλιακοί συλλέκτες, αν και φιλικοί προς το περιβάλλον, είναι επίσης πολύ ακριβοί. Οι επιστήμονες έχουν βρει μια εναλλακτική λύση σε αυτούς - πολυμερών ηλιακών συλλεκτών. Αυτό που περιγράφεται στο άρθρο.

Ένα άτομο, ακόμη και λίγο ενδιαφέρεται για την ηλιακή ενέργεια, γνωρίζει καλά τι ηλιακή μπαταρία - Αυτός είναι ο συνδυασμός μεγάλου αριθμού φωτοκύτταρων που είναι τοποθετημένα σε οποιαδήποτε επιφάνεια.

Ένα ηλιακό κύτταρο είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μετατρέπει την ενέργεια του ήλιου σε ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλιακά κύτταρα των "παραδοσιακών" ηλιακών κυψελών είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο. Η διαδικασία κατασκευής τέτοιων μπαταριών είναι πολύπλοκη και πολύ δαπανηρή. Παρά το γεγονός ότι το πυρίτιο είναι ένα πολύ κοινό στοιχείο και ότι η κρούστα της γης περιέχει περίπου 20% πυρίτιο, η διαδικασία μετατροπής της πηγής άμμου σε πυρίτιο υψηλής καθαρότητας είναι πολύ περίπλοκη και δαπανηρή.

Επιπλέον, μερικές φορές υπάρχουν προβλήματα με τη διάθεση των αποβλήτων φωτοκύτταρα, καθώς εκτός από το πυρίτιο, αυτά τα φωτοκύτταρα περιέχουν επίσης κάδμιο. Και τέλος, τα φωτοκύτταρα πυριτίου γίνονται πολύ καυτά καθώς λειτουργούν. Μετά την οποία η απόδοσή τους αρχίζει να μειώνεται. Επομένως, εκτός από τα φωτοκύτταρα, οι μπαταρίες πυριτίου απαιτούν επίσης ακριβά συστήματα ψύξης. Δείτε περισσότερα για αυτό εδώ: Πώς οργανώνονται και λειτουργούν οι ηλιακοί συλλέκτες;. Όλα αυτά έκαναν τους επιστήμονες να αναζητούν πιο αποτελεσματικό μεθόδους μετατροπής της ηλιακής ενέργειας.

Μια εναλλακτική λύση για τα ηλιακά πάνελ πυριτίου θα μπορούσε να είναι πολυμερών ηλιακών συλλεκτών. Πρόκειται για μια νέα τεχνολογία και δεκάδες ερευνητικά ινστιτούτα και επιχειρήσεις σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την ανάπτυξή της. Δείτε επίσης: Νέες τεχνολογίες. Αγωγό πλαστικό

Ένα πολυμερές φωτοκύτταρο είναι ένα φιλμ που αποτελείται από ένα ενεργό στρώμα (πολυμερές), ηλεκτρόδια αλουμινίου, εύκαμπτο οργανικό υπόστρωμα και προστατευτικό στρώμα. Για τη δημιουργία κυψελωτών πολυμερικών ηλιακών κυψελών, συνδυάζονται μεμονωμένα ηλιακά κύτταρα μεμβράνης.

Τα πλεονεκτήματα των πολυμερών ηλιακών κυψελών σε σύγκριση με τα συμβατικά κρυσταλλικά: συμπαγές, ευκολία, ευελιξία. Τέτοιες μπαταρίες είναι φθηνές για την κατασκευή τους (το ακριβό πυρίτιο δεν χρησιμοποιείται για την κατασκευή τους) και είναι φιλικές προς το περιβάλλον, καθώς έχουν μικρότερο αντίκτυπο στο περιβάλλον.

Υπάρχει μόνο ένα μειονέκτημα - η απόδοση μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε πολυμερή ηλιακά κύτταρα παραμένει πολύ χαμηλή. Αυτό το μειονέκτημα περιόρισε τη δημιουργία τέτοιων μπαταριών στο επίπεδο των πρωτοτύπων δειγμάτων.

Επί του παρόντος την υψηλότερη απόδοση των πολυμερών ηλιακών κυττάρων κατάφερε να πάρει τον Alan Heather από το Κέντρο Πολυμερών και Οργανικών Στερεών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμπαρα (πριν από επτά χρόνια έλαβε το Βραβείο Νόμπελ Χημείας για την ανακάλυψη και ανάπτυξη αγώγιμων πολυμερών) και τον Gwang Lee από το Κορεατικό Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Gwangju.

Η ηλιακή μπαταρία τους έχει απόδοση 6,5% με φωτισμό 0,2 watts ανά τετραγωνικό εκατοστό. Αυτό είναι το υψηλότερο επίπεδο που επιτυγχάνεται για ηλιακά πάνελ από οργανικά υλικά. Και παρόλο που τα καλύτερα ηλιακά κύτταρα πυριτίου έχουν απόδοση 40%, δείχνουν πολύ έντονο ενδιαφέρον για τις μπαταρίες πολυμερών σε όλο τον κόσμο. Είναι αλήθεια ότι η τεχνολογία για την παραγωγή τέτοιων μπαταριών βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο της ανάπτυξής της.

Οι πρώτες πολυμερείς μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο στη Δανία.

Μόλις πρόσφατα Η δανική εταιρεία Mekoprint A / S ξεκίνησε την πρώτη γραμμή στην οποία θα παράγονται οι πολυμερείς ηλιακές μπαταρίες. Η εταιρεία ασχολείται με εργασίες σχεδιασμού και ανάπτυξης για περίπου 10 χρόνια και είναι έτοιμη για μαζική παραγωγή τέτοιων μπαταριών.

Η παραγωγή αποτελείται από πολυστρωματική εκτύπωση ενός ηλιακού φωτοκυττάρου πάνω σε ένα εύκαμπτο φιλμ, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να στριφογυρίσει, να κοπεί και να κατασκευαστεί από ηλιακούς συλλέκτες οποιουδήποτε μεγέθους.

Σύμφωνα με τους ειδικούς της εταιρείας, το κύριο πλεονέκτημα των μπαταριών πολυμερών είναι το χαμηλό κόστος τους. Η παραγωγή τους θα κοστίσει την εταιρεία τουλάχιστον 2 φορές φθηνότερα από την παραγωγή συμβατικών μπαταριών πυριτίου. Αυτή η κατάσταση, με τη σειρά της, θα επηρεάσει την αγοραία αξία των πολυμερών μπαταριών και ως εκ τούτου θα γίνει πολύ πιο προσιτή.

Το δεύτερο πλεονέκτημα των πολυμερών μπαταριών είναι η τεράστια ευελιξία τους. Μια τέτοια μπαταρία - μπορεί να κοπεί με ένα μαχαίρι, μπορεί να μετατραπεί σε ένα σωλήνα, μπορεί να κολληθεί σε οποιαδήποτε επιφάνεια ενός εντελώς αυθαίρετου σχήματος.

Εάν είναι επιθυμητό, ​​μια τέτοια μπαταρία μπορεί ακόμη και να κολληθεί στα ρούχα (κάτι που έγινε κάποτε από ειδικούς της Δανίας). Η μπαταρία του πολυμερούς ήταν κολλημένη σε ένα κανονικό καπέλο. Και σε ηλιόλουστες καιρικές συνθήκες, η ισχύς της μπαταρίας ήταν αρκετή για να λειτουργήσει ένα μικρό φορητό ραδιόφωνο.

Τέλος, δεν πρέπει να παραλείψουμε να αναφέρουμε την καθαριότητα της παραγωγικής διαδικασίας τέτοιων μπαταριών. Αποδεικνύεται. η παραγωγή τους δεν είναι περισσότερο επιβλαβής από την παραγωγή συνηθισμένων πλαστικών σκευών και οι επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα που συμβαίνουν κατά την παραγωγή συνηθισμένων μπαταριών πυριτίου μπορούν σύντομα να ξεχαστούν.

Είναι πιθανό ότι μετά από λίγο καιρό θα ξεχάσουμε το φυσικό αέριο και τον άνθρακα, καθώς με την περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας είναι πολύ πιθανό η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιεί μπαταρίες ηλιακού πολυμερούς να είναι φθηνότερη από τη διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με καύση παραδοσιακών ενεργειακών πηγών.