نبض انرژی قرن در دستان سلول های خورشیدی

متناسب با پیشرفت انسان در زمینه های مختلف، بشر نیازمند انرژی بیشتر است و همین موضوع او را بر آن داشت تا با روش های گوناگون انرژی مورد نیاز خود را کسب کند.

 

 

 

 

 به گزارش تاسیسات نیوز  یکی از این روش های متداول تولید انرژی در بیست سال گذشته، استفاده از باتری های خورشیدی است.

 

خورشید در هر ثانیه حدود 1000 ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل می کند که با جمع آوری آن می توان انرژی مورد نیاز برای امور مختلف را تامین کرد.

 

قدمت فناوری خورشیدی تنها به چند دهه می رسد؛ اما در این مدت کوتاه به واسطه پیشرفت های چشمگیری که در فناوری نانو حاصل شده، نانومواد جدید با ویژگی های منحصربه فرد جایگزین مواد قدیمی مورد استفاده در باتری های خورشیدی شد اند و کارآیی این نوع باتری ها را به طور بی سابقه ای توسعه داده اند.

 

در این گزارش دورنمایی از فناوری های خورشیدی و تحولات صنعتی مرتبط با آن ارایه شده است.

 

فناوری خورشیدی روی آب

 

یک شرکت سوییسی راهکار جالبی را برای استفاده از سلول های خورشیدی در سطح آب ارایه کرده است.

 

این شرکت سه جزیره متشکل از سلول های خورشیدی ساخته و آن ها را در دریاچه ای موسوم به نوکاتل شناور کرده است. هریک از این جزیره ها دربرگیرنده 100 پنل فتووالتاییک هستند و 25 متر قطر دارد.

 

هدف از ساخت این جزیره ها، انجام تحقیقات مرتبط با باتری های خورشیدی است.

 

حمل ونقل دریایی و آسمان آفتابی اغلب دریاها و اقیانوس ها زمینه بسیار مناسبی را برای بهره برداری از انرژی خورشیدی فراهم کرده است.

 

اولین نمونه از به کارگیری فناوری خورشیدی برای حمل ونقل دریایی در سال 2010 و در شانگهای چین معرفی شد. از آن پس، بسیاری از شرکت ها از انرژی خورشید برای تامین توان موردنیاز موتور کشتی ها و قایق ها استفاده کردند.

 

با ظهور فناوری های جدید خورشیدی و افزایش انعطاف پذیری باتری ها، به زودی بخش عمده بدنه کشتی ها به سلول های خورشیدی مجهز خواهد شد.

 

سال گذشته یک قایق تفریحی، تنها با استفاده از انرژی خورشید و با بهره گیری از باتری های خورشیدی توانست به دور دنیا سفر کند.

 

فناوری خورشیدی در آسمان

 

بزرگ ترین رکوردزنی سفرهای هوایی با استفاده از انرژی خورشید در سال 2013 با اتمام موفقیت آمیز طولانی ترین سفر هوایی خورشیدی در جهان توسط گروهی موسوم به Solar Impulse رخ داد.

 

البته هواپیمای مورد استفاده در این سفر حامل انسان نبود و به دلیل وزن کم توانست مدت زیادی را در آسمان بماند.

 

در حال حاضر بسیاری از شرکت ها برای تولید هواپیماهای کوچک مجهز به سلول های خورشیدی اقدام کرده اند که قابلیت پرواز به مدت 14 ساعت را دارند.

 

فناوری خورشیدی در فضا

 

محققان دانشگاه کارنگی ملون، نمونه ای از یک کاوشگر فضایی را ساخته اند که توان مصرفی خود را از نور خورشید به دست می آورد و همراه با موشک SpaceX به فضا ارسال شد. البته گفته می شود این کاوشگر برای اکتشاف در ارتفاعات و دره های تاریک ماه مناسب نیست. اما محققان از یک برنامه پیشرفته برای کنترل میزان انرژی ذخیره شده بهره می گیرند که جریان اکتشاف در مناطق تاریک را تسهیل می کند.

 

چندی قبل اخباری درباره چند ماهواره ازکارافتاده در مدار زمین منتشر شد. نیروی محرکه این ماهواره ها سوختی بود که از زمین به همراه برده بودند و با اتمام آن، در عمل کارآیی خود را از دست دادند.

 

با استفاده از این تجربه نه چندان خوشایند، محققان یک ماهواره خورشیدی موسوم به سولارا ساختند که تمام توان مصرفی خود را از انرژی خورشید دریافت می کند. با وجود این که سولارا برخلاف سایر ماهواره های مخابراتی قابلیت رهگیری تماس های تلفنی را ندارد، سایر قابلیت های ماهواره های غیرنظامی را در اختیار می گذارد و در عمل عمر آن پایان ندارد.

 

شاید جاه طلبانه ترین ایده ای که تاکنون درباره بهره برداری از توان خورشیدی مطرح شده، ایده یک شرکت ژاپنی به نام شیزومی باشد که با عنوان پروژه حلقه ماه شناخته می شود. این شرکت ژاپنی امیدوار است که با استفاده از روبات ها بتواند ظرف مدت 30 سال، کمربندی از باتری های خورشیدی را روی خط استوای ماه بسازد و سپس انرژی حاصل را به شکل یک پرتوی متمرکز به زمین ارسال کند. مقامات شرکت شیزومی امیدوارند تا آغاز سال 2035 بتوانند این پروژه را آغاز کنند. بر اساس تخمین این شرکت، پروژه حلقه ماه 13000 تراوات توان تولید کند.

 

انرژی که از طریق خورشید به زمین می رسد 10000 بار بیشتر از انرژی مورد نیاز انسان است. مصرف انرژی در سال 2050 یعنی سال 1429 خورشیدی (40 سال دیگر) 50 تا 300 درصد بیشتر از مصرف امروزی آن خواهد بود. با این حال اگر فقط 0.1 درصد از سطح زمین با مبدل های انرژی خورشیدی پوشیده شود و این مبدل ها تنها 10% بازده داشته باشند، انرژی حاصل از آن ها برای تأمین نیاز بشر کافی است.

 

در مرکز خورشید، هر ثانیه 700 تن هیدروژن به انرژی تبدیل می شود و دمای خورشید در مرکز آن 15 میلیون و در سطح آن 6 هزار درجه سانتیگراد است.

 

انرژی تولید شده در سطح خورشید بعد از 8 دقیقه به صورت پرتوهای نور به سطح زمین می رسد. این پرتوهای نوری شامل طول موج های فرو سرخ (47 %)، نور مرئی (46%) و فرابنفش (7%) است. از این رو سلول های خورشیدی باید در طول موج های فرو سرخ و نور مریی جذب بالایی داشته باشند.

 پایان پیام/.