سلولهای خورشیدی

پایگاه اطلاع رسانی انبوه سازان ایران  اعلام کرد

محققان استرالیایی در حال ساخت شیشه ای جدید هستند که با برخورداری از ویژگی سلولهای خورشیدی ،‌ نه تنها تولید انرژی کرده بلکه می توان از آن به عنوان نسلی جدید در ساخت ساختمانهای شیشه ای استفاده کرد.

پروفسور جان بل ازاسترالیا معتقد است : چنین شیشه ای ممکن است به کاهش چشمگیر آلاینده های کربنی در آینده منجر شود. وی که با همکاری گروهی از محققان یک شرکت تکنولوژیکی در استرالیا بر روی این پروژه فعالیت می کند در این باره می گوید : سلولهای خورشیدی که از این طریق ساخته می شوند، تحول چشمگیری در کاهش هزینه های ساختمان سازی ایجاد می کنند و در عین حال می توانند به عنوان ذخیره کننده های انرژی اضافی استفاده گردند. او می گوید: حتی با فروش آنها می توان درآمدزایی کرد! این سلولهای خورشیدی شفاف ،‌رنگمایه ضعیف قرمزی دارند ولی با این حال کاملا شفاف به نظر می رسند.

این سلولها حاوی دی اکسید تیتانویم هستند که با رنگی ویژه پوشیده شده و می توانند ضریب جذب نور را افزایش دهند. انرژی خورشیدی جذب شده به وسیله این شیشه ها قابل ذخیره شدن و استفاده در گرمایش خانه ها بوده و در عین حال می تواند از تولید حرارت زیاد در خانه ها جلوگیری کند. بدیهی است با اجرایی شدن نسل جدید شیشه ها در ساختمان سازی در آینده ای نزدیک شاهد تامین تمام انرژی های مورد نیاز در یک ساختمان توسط شیشه باشیم .

     

ساختمان سلول خورشیدی

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.


انرژی خورشیدی :

خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ...تبدیل کنند.


مصارف انرژی خورشیدی :

1)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000درجه سانتی گراد تولید می کنند.
2)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.
3)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.


طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :

1) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.


اساس کار سلولهای خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.


کاربردهای سلولهای خوشیدی :

1)تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
2)تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
3)تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
4)تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

علاوه بر اینهادانشمندان سلول خورشیدی زیستی تولید می کنند
دانشمندان با هدف کاهش هزینه های تولید سلول های خورشیدی رو به استفاده از فناوری زیستی در این فرآیند آورده اند.

به گزارش خبرگزاری مهر، سلول های خورشیدی سیلیکنی به وسیله تبدیل نور خورشید به جریان الکتریسیته کار می کنند اما تولید آنها پرهزینه بوده و سالهای طولانی باید بگذرد تا برگشت سرمایه داشته باشند.
"شوگوانگ شانگ" و تیم همراهش در آزمایشگاه مونتاژ خودکار مولکولی MIT به دنبال استفاده از مولکولهایی با ریشه بیولوژیکی به جای سیلیکن در جذب نور خورشید است.

به نوشته "نیو ساینتیست"، در این پروژه مولکولهای فعال جاذب نور موسوم به chlorophyll از باکتری به نام extremophile جدا می شوند. این باکتری ها می توانند در برابر دماهای بسیار بالا مقاومت کرده و در نتیجه سلول های خورشیدی که از آنها تولید می شوند باید در برابر دماهای بالا از مقاومت خوبی برخوردار باشند.
مولکولهای فعال جاذب نور به مولکولهای پپتیدی متصل می شوند که می توانند به نانوسیم های اکسید روی بر روی لایه ای نیمه هادی بچسبند.
کل سیستم در ادامه در یک پلیمر شفاف و با هدف مورد حفاظت قرار گرفتن پوشیده می شود. دراین سیستم با برانگیخته شدن الکترون ها در سطوح بالاتری از انرژی، انرژی مورد نظر تولید می شود.
البته این پروژه هنوز در مراحل ابتدایی است و محققان تلاش خود برای عملی ساختن آن در ابعاد گسترده را آغاز کرده اند