سلول خورشیدی ایده آل
سلول خورشیدی یا سلول فتو ولتاییک انرژی نور خورشید را به
الکتریسته تبدیل می نماید و یک وسیله تولید الکتریسیته ارزان قیمت و دوست
محیط زیست است برای تولید انرژی الکتریکی لازم نیست حتما هوا آفتابی باشد.
و حتی در هوای ابری هم می توانید از آن برای مصارف خانگی خود استفاده نمایید.
معمولا این سیستم با یک سری باتری و یک سیستم هوشمند عرضه می شود تا
زمانیکه مصرف برق شما پایین است باتری ها شارژ شوند و زمانیکه مصرف افزایش
می یابد به کمک باتری تمام یا قسمتی از انرژی الکتریکی شما تامین می شود
البته این سیستم یا سلول های خورشیدی خانگی فعلا به صورت مکمل منبع برق
قابل استفاده است ولی محققان در حال کار بر روی نوعی سلول خورشیدی هستند که
بیشرین راندمان را داشته باشند و بتوانند بیش از اینها کاربردی باشند.
سلول خورشیدی ایده آل می تواند بیشترین انرژی خورشید را
به انرژی الکتریکی تبدیل نماید. اگر بتوان چنین سلول خورشیدی ساخت انرژی
خورشید تبدیل به یکی از ارزان ترین و مقرون به صرفه ترین منابع انرژی در
برابر منابع فسیلی و سنتی می شود. در حال حاضر سلول های خورشیدی فقط درصدی
از انرژی را به الکتریسیته تبدیل می نمایند و بقیه آن به صورت گرما تلف می
شود حال اگر بتوان این گرما را هم به انرژی الکتریکی تبدیل کرد در حقیقت
راندمان سلول های خورشیدی افزایش یافته است. دپارتمان انرژی
ایالات متحده بر روی تحقیقاتی سرمایه گذاری کرده است تا این مهم را به
حقیقت تبدیل نماید.
چقدر از انرژی خورشید مورد استفاده قرار نمی گیرد
در حقیقت فقط در حدود 31 درصد از انرژی خورشید توسط سلول
خورشیدی به الکتریسیته تبدیل می شود. بقیه انرژی قابل کنترل نیست چون به
صورت گرما در الکترون ها تلف می شود به این پدیده در الکترونیک الکترون
های داغ می گویند و این انرژی به سرعت تلف می شود چون الکترون ها خیلی سریع
خنک می شوند. و هدف از ساخت سلول خورشیدی ایده آل جذب تقریبا تمام این
انرژی تلف شده است.
استفاده از الکترون های داغ
همانطور که گفته شد بیش از نیمی از انرژی خورشید به صورت
گرما تلف می شود حال برای جلوگیری از این روند در مرحله نخست باید سرعت سرد
شدن الکترون های داغ را کاهش دهیم. در مرحله دوم باید انرژی این الکترون
های داغ را قبل از اینکه تبدیل به گرما شود و از دست رود گرفته و تبدیل به
الکتریسیته نماییم. و در نهایت با رسانایی که مقاومت الکتریکی بسیار پایینی
دارد ( تلفات انرژی بسیار کم ) انرژی را از آنجا خارج نماییم.
نانو کریستال ها - ذره های کوانتم
ذره های کوانتم در انتقال الکترون های داغ نقشی
محوری ایفا می نمایند. تحقیقات نشان داده است که الکترون های داغ می توانند
به کمک پابه های تحریک شده با نور نانو کریستال به الکترون های رسانای دی
اکسید تیتانیوم انتقال یابند. هدف از این کار این است که سیمی با بیشترین
رسانایی داشته باشیم تا بتوانیم با بیشترین سرعت ممکن الکترون های داغ را
از سلول های خورشیدی دور نماییم قبل از اینکه با از دست دادن حرارت انرژی
آنها تلف شود.
انرژی خورشید بهترین منبع انرژی
با توجه به تحلیل رفتن تدریجی منابع فسیلی و محدودیت هایی
که برای ما از جهت آلایندگی و محیط زیست ایجاد می نمایند و منبع انرژی که
دوست محیط زیست است می توانیم بگویم که چشم و چراغ منابع آینده انرژی
خورشید است. انرژی خورشید معمول ترین و بهینه ترین منبع انرژی خواهد بود.
این تحقیقات قدمی مهم در دستیابی به سلول خورشیدی ایده آل است.
تحقیق و ترجمه: علی یزدی مقدم
اين مقاله
اختصاصاً براي
ياد بگير دات كام تهيه شده است و استفاده از آن فقط با ذكر نام
نويسنده يا مترجم و نام ياد بگير دات كام همراه با لينك آن مجاز است
|