Paneles solares de nueva generación (foto y video).
¿De dónde provienen todos los mismos paneles solares de una nueva generación?Echemos un vistazo a la orden.Han transcurrido casi 150 años desde que se estableció la posibilidad física de la transformación directa de la luz solar en energía eléctrica basada en la unión pn.Y a principios del siglo pasado, los científicos descubrieron que de nuestra luz diurna constantemente llegan aproximadamente 1,5 kW por 1 m2 de superficie terrestre.En consecuencia, en la zona ecuatorial - más, y en los polos - menos.
Más tarde, en la segunda mitad del siglo XX, el presidente de la Academia de Ciencias de Ucrania.Art.Vernadsky, al analizar el desarrollo de la mente terrenal, previó que en los próximos 1,5 siglos la humanidad alternativamente pasará a la energía solar, cuando:
sentirá el verdadero precio de la ecología;
resolverá técnicamente el problema de transformar la energía lumínica "dada" en una eléctrica barata.
Los estudios sobre la transformación directa de la energía luminosa en electricidad nunca se han detenido.Pero la humanidad lo hizo solo cuando se trataba de espacio.Los primeros paneles solares, a un alto precio que no prestaron atención, en los satélites artificiales de la Tierra tuvieron una eficiencia de alrededor del 10%.Pero, debe tenerse en cuenta que en el vacío el flujo de fotones no reduce la atmósfera.
No hace mucho tiempo (hace 5 años) el costo del primerKWh de electricidad, que se gastó en América con la ayuda deLos paneles solares oscilaron entre 0,25 y 0,8 $. La mayor parte de la participación fue el costo de producir equipos básicos de alta tecnología que se instalaron en dichas centrales eléctricas. La razón de este estado de cosas era que:
Los semiconductores utilizados en las baterías deben ser prácticamente 100 por ciento limpios y homogéneos. Por supuesto, su producción no puede ser barata.
Las áreas de recepción de luz son muy sensibles a la disminución de la intensidad del flujo de fotones. La potencia de los elementos semiconductores del dispositivo generador instantáneamente cayó incluso de los rayos en las nubes del sol. Redujeron la generación y, por lo tanto, interrumpieron el funcionamiento síncrono de toda la batería. Por lo tanto, el dispositivo semiconductor no se pudo conectar al consumidor de electricidad sin un nivel intermedio: baterías de gran capacidad, que también aumentaron los activos fijos.
La eficiencia de las células solares creadas con silicio cristalino no supera el 15%. Y cuando fue contaminada por la superficie receptora de luz, cayó aún más bajo.
La construcción de células solares basadas en semiconductores de silicio es bastante rígida. Por lo tanto, para el establecimiento de la generación solar, necesitábamos niveles, áreas libres, y esto también cuesta dinero.
Hoy en día, no existe una persona así en la Tierra que no entienda que las reservas de combustible orgánico eventualmente se agotarán y que la energía nuclear es una alternativa para ella no ecológicamente segura. Por lo tanto, se están haciendo enormes esfuerzos en todo el mundo para que la generación de energía solar sea barata y competitiva.capaz de
The Road to Solar Power Today
La primera tarea de los científicos involucrados en la investigación sobre temas de energía solar fue construir semiconductores basados en materiales compuestos para:
aumentar la eficiencia de las fotocélulas;
hacen sus diseños ensamblados en la batería, más plástico;
hacen que las fotocélulas sean sensibles a la luz del espectro infrarrojo de la radiación solar cuya densidad de flujo es mucho menos susceptible a las oscilaciones.
Nuevas fotocélulas semiconductoras semeros
Y las nuevas fotocélulas introducidas por Sempris en 2014 arrojan una ganancia de alrededor del 44%.Estos productos tienen una estructura interna de múltiples capas para transformar más completamente el denso flujo de luz, concentrado por las lentes de Fresnel, en energía eléctrica.Las desventajas de esta nueva generación de baterías son que:
la administración es muy complicada, con lo que un sistema informático especial;
Trabajan eficientemente en iluminación alta y estable;
el precio de las fotocélulas es mucho más alto que el de las fotocélulas de silicio de una sola capa clásica.
Otra forma fue la firma rusa "Hevel".Sus nuevos productos están basados en silicio micromorfo.Son mucho más baratos que los elementos semiconductores cristalinos.Aunque tienen menor eficiencia, producen un voltaje estable incluso con poca luz, y el ensamblaje de células solares a partir de fotomultiplicadores con silicio micromorfo es tan liviano que se pueden montar incluso sin marcos.
Baterías solares conLa aplicación de la nanotecnología
.
El Centro de Investigación en Electrónica Nevshtale (Suiza) ha desarrollado una nueva fotocélula con el uso de la tecnología de nanoescala para aplicar capas de espesor microscópico a una base de silicona. Esto le permite aumentar la eficiencia de las baterías en un 15% capturando los rayos infrarrojos invisibles. Es decir, incluso el calentamiento habitual de las fotocélulas de silicio es una fuente de generación de energía. Además, los productos en sí tienen una hermosa apariencia estética, el color de la teja y un precio bastante competitivo para servir como una fuente adicional de calor en una casa privada.
La firma de Nueva York, Lux Capital, está trabajando un poco en la dirección opuesta. Sus especialistas han creado una película de batería solar flexible basada en compuestos de polímeros. El beneficio práctico de un nuevo tipo de colecciones de fotocélulas es evidente:
cualquier superficie puede ser utilizada para su montaje;
se convierten en electricidad y luz visible, e infrarroja;
Se pueden utilizar en condiciones de vida.
Hasta ahora, la eficiencia de estas nuevas células solares de plástico es de 4 a 6%, pero, como dicen los representantes de la compañía, la próxima generación de productos de Lux Capital demostrará eficiencia a un nivel del 30%.
Perspectivas de desarrollo en los próximos años
Es bien sabido que los productos que ingresan al mercado son el resultado del trabajo de los científicos en los años anteriores, a veces largos. Pero la ciencia se está desarrollando rápidamente. Y en los laboratorios hay muchos desarrollos que se darán mañana, tal vez tales frutas que los consumidores en 10-15 años olvidarán que hubo talPropia energía térmica y nuclear.
Hoy en día en todos los detalles se estudian las perovskitas (titanatos de calcio) en muchos laboratorios del mundo. Esta es una gran clase de minerales con una estructura cristalina. Sólo en 2009 se detectó su capacidad para convertir la luz en electricidad. Pero hoy en día, la eficiencia de las células solares con fotocélulas de piroxita es aproximadamente del 20%. En este caso, el costo de producir productos de titanio y calcio es mucho más bajo que la producción de silicio.
La desventaja de los piróxidos es que contienen plomo, que en la menor humedad forma sales tóxicas. Por lo tanto, siempre que esta falla no pueda ser eliminada, las baterías Pyroxit no pueden ingresar al mercado.
Hace medio siglo, Jores Alferov investigó las estructuras de los semiconductores. Por sus actividades recibió el Premio Nobel, pero la aplicación práctica de su trabajo comenzó a encontrarse solo hoy.
Resulta que se puede aplicar una capa de silicio en un espesor de 2 micrones al vidrio, de modo que el producto se convierta en una fotocélula barata, que es capaz de convertir la luz en electricidad con una mayor eficiencia que el silicio cristalino puro.
Se llevan a cabo investigaciones activas de impurezas, cuya adición a la estructura del silicio mejora su propiedad física para formar una unión p-n con una mayor diferencia eléctrica en los potenciales. Se estudian el selenio, el teluro, el cobre, el cadmio, el galio, el arsénico y muchos otros elementos y minerales. Con las impurezas especialmente seleccionadas, el silicio puede volverse menos sensible a las fluctuaciones en el flujo de luz.
