Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Efektywność obecnie produkowanych ogniw słonecznych wynosi mniej niż 30%. Tymczasem badania przeprowadzone na University of Texas sugerują, że można ją zwiększyć do ponad 60%.

Zespół profesora Xiaoyanga Zhu opracował metodę na przechwytywanie wysokoenergetycznych promieni słonecznych, które są tracone we współczesnych ogniwach.

Dzisiaj najbardziej wydajne ogniwa pracują z efektywnością około 31%. Dzieje się tak, gdyż olbrzymia część światła słonecznego ma zbyt dużą energię, by można było zamienić ją w elektryczność. Energia ta, w postaci gorących elektronów, jest tracona w postaci ciepła. Jeśli udałoby się przechwycić gorące elektrony, to efektywność ogniw można by zwiększyć do 66%.

Profesor Zhu mówi, że aby to osiągnąć należy przeprowadzić kilka operacji. Przede wszystkim trzeba spowolnić proces stygnięcia gorących elektronów. Po drugie trzeba je przechwycić i bardzo szybko zamienić na energię elektryczną. Już w 2008 roku zespół z University of Chicago wykazał, że półprzewodnikowe koloidalne nanokryształy spowalniają stygnięcie gorących elektronów. Teraz Zhu i jego koledzy wykonali kolejny krok - udało im się przechwycić gorące elektrony. Odkryli bowiem, że można je przenieść z nanokryształów selenku ołowiu do przewodnika wykonanego z dwutlenku tytanu. Jeśli możemy pozyskać gorące elektrony, możemy z nimi pracować. Zademonstrowany przez nas transfer gorących elektronów oznacza, że wysokowydajne ogniwo słoneczne nie jest już tylko teoretyczną koncepcją, ale eksperymentalną rzeczywistością - mówi procesor. Dodaje przy tym, że co prawda jego zespół wykorzystał selenek ołowiu, ale metoda będzie działała z kwantowymi kropkami wykonanymi z wielu innych materiałów.

Zhu zaznacza, że minie jeszcze sporo czasu, zanim na rynek trafią ogniwa o wydajności 66%. Ich skonstruowanie wymaga bowiem jeszcze dużo pracy i wykonania ostatniego ze wspomnianych kroków - skierowania energii do przewodu elektrycznego. Jeśli pozyskamy z ogniwa gorący - czyli szybki - elektron i wprowadzimy go do przewodu, to utracimy jego energię w postaci ciepła. Naszym następnym celem jest dopracowanie kompozycji chemicznej przewodu, by straty były jak najmniejsze - powiedział profesor. Pokusił się nawet o stwierdzenie, że nie ma żadnego powodu, dla którego ludzkość nie miałaby w ciągu najbliższych 50 lat nie wykorzystywać 100 procent energii Słońca.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zdaje mi się, że pewien Pan z Polski jakiś czas temu znacznie zwiększył wydajność ogniw słonecznych. Dałbym rękę uciąć, że kiedyś o tym czytałem. Nie pamiętam tylko gdzie i nie mogę znaleźć tego artykułu. : (

Share this post


Link to post
Share on other sites

Termodynamika mówi, że teoretycznie można wykorzystać maksymalnie 86% energii słonecznej w ogniwie (które można również opisać jako maszynę cieplną). Twierdzenie, że w ciągu 50 lat ludzkość będzie wykorzystywała 100% energii słońca jest mocno przesadzone. Poza tym trzeba pamiętać, że nie ma nic za darmo...

Share this post


Link to post
Share on other sites

(...) wysokowydajne ogniwo słoneczne nie jest już tylko teoretyczną koncepcją, ale eksperymentalną rzeczywistością - mówi procesor.

Procesor? ;D Przypomina mi się liceum kiedy mówiło się do nauczyciela "panie procesorze", a ten nieprzyzwyczajony do takiego słowa niczego nie zauważał :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sharp opracował najbardziej wydajne ogniwo słoneczne w historii. Jest ono w stanie zamienić na prąd elektryczny aż 36,9% energii padających nań promieni słonecznych. Wydajność urządzenia została niezależnie potwierdzona przez japoński Narodowy Instytut Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST).
      Nowe ogniwo składa się z trzech warstw ułożonych na krzemowym podłożu. Warstwę pierwszą, patrząc od podłoża, stanowi arsenek indowo-galowy (InGaAs). Warstwa środkowa została stworzona z  indu i galu (InGa), a warstwa najwyższa to fosforek indowo-galowy (InGaP).
      Sharp od lat jest liderem w rozwoju technologii ogniw słonecznych. W 2003 roku trójwarstwowe ogniwo tej firmy, bez wspomagania koncentracją promieni, osiągnęło wydajność 31,5%. Już rok później z ogniw Sharpa korzystał satelita Reimei.
      W roku 2007 dzięki skoncentrowaniu promieni słonecznych na ogniwie osiągnięto wydajność 40%.
      Dwa lata później trójwarstwowe ogniwo Sharpa pozyskało 35,8% energii z nieskoncentrowanych promieni. Obecnie poprawiono ten wynik o 1,1 punktu procentowego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystywanie ogniw słonecznych odbywa się na dwa sposoby: wytwarzanie prądu elektrycznego oraz wytwarzanie wodoru, który jest paliwem „czystym". Inżynierom z University at Buffalo i University of Rochester udało się stworzyć nową klasę barwników, pozwalających lepiej wykorzystywać energię słoneczną. Barwniki te nazwano tlenowcorodaminami (chalcogenorodaminami).
      Działanie takich ogniw typu Grätzel polega na wybijaniu przez fotony swobodnych elektronów, które tworzą napięcie elektryczne, lub (przy pomocy odpowiednich katalizatorów) rozszczepiają wodę na tlen i wodór.
      Chalcogenorodaminy osiągają niespotykaną do tej pory efektywność, w przypadku wytwarzania wodoru sprawdzają się doskonale zarówno w homogenicznych środowiskach produkcyjnych (z kobaltem w roli katalizatora), jak i heterogenicznych (z katalizatorami wykonanymi z platyny osadzanej na tlenku tytanu).
      Główni autorzy wynalazku: Michael Detty z University at Buffalo oraz Richard Eisenberg z University of Rochester opublikowali odkrycie w Journal of the American Chemical Society. Złożyli oni stosowny wniosek patentowy i uzyskali jego wstępną akceptację.
      Nowa technologia, jako potencjalnie opłacalna, ma duże szanse na komercjalizację i upowszechnienie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czemu tak wielu ludzi lubi pić kawę (często posłodzoną), pogryzając do niej coś słodkiego, np. czekoladkę lub ciastko? Okazuje się, że połączenie kofeiny i glukozy zwiększa efektywność pracy mózgu (Human Psychopharmacology: Clinical and Experimental).
      Hiszpańscy naukowcy z Universitat de Barcelona (UB) i Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) posłużyli się funkcjonalnym rezonansem magnetycznym.
      Naszym głównym odkryciem jest ustalenie, że połączenie dwóch substancji poprawia osiągnięcia intelektualne, w kategoriach przedłużonej koncentracji i pamięci roboczej, zwiększając wydajność rejonów mózgu odpowiedzialnych za wskazane funkcje – wyjaśnia Josep M. Serra Grabulosa. Stanowi to wsparcie dla teorii synergicznego działania kofeiny i glukozy, gdzie efekt "współpracy" tych dwóch substancji jest większy od sumy oddzielnych wpływów.
      Akademicy zauważyli, że u osób, które łącznie spożywały kofeinę i glukozę, następował spadek związanej z zadaniem aktywności mózgowej w korze ciemieniowej (obustronnie) oraz lewej korze przedczołowej. Oba rejony biorą czynny udział w procesach uwagi i pamięci roboczej. Obniżenie ich aktywności oraz fakt, że nie zauważono pogorszenia jakości wykonania, oznacza, że po kofeinie i glukozie mózg pracuje wydajniej. Aby uzyskać ten sam poziom wykonania, co u badanych z grupy kontrolnej (spożywających placebo w postaci wody) lub przyjmujących tylko cukier albo tylko kofeinę, potrzebuje bowiem mniej zasobów.
      W ramach najnowszego eksperymentu barcelończycy wykonywali fMRI osobom biorącym udział w teście N-back; jego popularną wersją jest wersja Coppoli. Służy on do oceny przedłużonej koncentracji i wzrokowej pamięci operacyjnej. Badanym szybko prezentuje się bodźce – cyfry lub litery. Zaraz potem muszą oni stwierdzić, czy widzieli dany sygnał wcześniej (0-back), w poprzedniej kolejce (1-back) albo dwie kolejki przedtem (2-back). Podczas wykonywania testu na komputerze trzeba po prostu wcisnąć klawisz symbolu, o który jest się pytanym. Liczy się zarówno czas reakcji, jak i procent odpowiedzi prawidłowych oraz nieprawidłowych. Opisywane badania prowadzono na randomizowanej, podwójnie ślepej próbie. Czterdziestu ochotników losowano do grup i podawano napój z kofeiną, glukozą, jednym i drugim albo wodę.
      W ramach wcześniejszego studium ten sam zespół stwierdził, że połączenie glukozy i kofeiny korzystnie wpływa na uwagę, uczenie i konsolidację pamięci werbalnej. Żadnego z tych zjawisk nie obserwowano, gdy substancje spożywano oddzielnie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      David Crews, psychobiolog na University of Texas w Austin zajmuje się badaniem, jak wczesne etapy życia wpływają na nasze późniejsze predyspozycje i zachowania. Jego ostatnie badanie może zmartwić panów, którzy wychowywali się wśród wielu sióstr. Ze statystyki wynika, że są oni mniej męscy. W każdym razie na pewno dotyczy to szczurów.
      Wiadomo było wcześniej, że płeć bliźniąt wpływa na życie płodowe - są one bowiem nawzajem wystawione na swoje hormony. Doktor Crews postanowił jednak oddzielić życie płodowe od tego po narodzinach. W tym celu wybrał pewną ilość ciężarnych samic szczurów, których miot dokładnie zinwentaryzował, notując liczbę i płeć nowo narodzonych szczurów oraz „współczynnik płci", czyli stosunek samic i samców. Potem powymieniał młode pomiędzy miotami, aranżując rodziny z przewagą jednej z płci lub wyrównanym stosunkiem.
      Okazało się, że płeć młodych, które rodziły się razem nie ma wpływu na późniejszą atrakcyjność szczurzych samców. Inaczej było w przypadku wspólnego wychowywania się już po urodzeniu - dorosłe już samce, które wychowywały się wśród przeważającej ilości samiczek, były mniej męskie. Objawiało się to na dwa sposoby: samce wykazywały mniej zainteresowania samicami, same też były dla nich mniej atrakcyjne. Kiedy jednak przychodziło do spółkowania, okazywały się tak samo sprawne. Okazuje się więc, że samce dorastające w męskim towarzystwie były lepsze w „randkowaniu" i bardziej zainteresowane płcią przeciwną.
      Badania wprawdzie dotyczą szczurów, ale według autorów studium, mają przełożenie również na ludzi. Środowisko, w jakim się wychowujemy, zdecydowanie wpływa na ostateczny kształt osobowości.
      Współautorami studium są: Cynthia B. de Medeiros, Stephanie L. Rees, Maheleth Llinas i Alison S. Fleming.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Technologia baterii słonecznych rozwija się skokami. Najpierw były wytwarzane z krzemu w procesie wzorowanym na elektronice użytkowej. Później zaczęto stosować cienkie krzemowe błony, lepiej dostosowane do wychwytywania promieni słonecznych. Jeszcze później pojawiły się różne kierunki rozwoju, jedne skoncentrowane na maksymalnym zwiększeniu efektywności - zwykle jednak drogie, inne zaś na jak największym obniżeniu kosztu produkcji. Ram Mehra z indyjskiego Sharda University zaproponował tanią technologię zwiększenia efektywności ogniw słonecznych z wykorzystaniem powszechnie dostępnych barwników.
      Wspólnie ze współpracownikami z University of Delhi, Ram Mehra pracował nad zwiększeniem efektywności tanich baterii słonecznych opartych na tlenku cynku. Pomysł indyjskich uczonych opiera się na wykorzystaniu substancji używanych powszechnie na przykład w barwieniu żywności lub w medycynie. Aplikacja barwników na ogniwa słoneczne nie odbiega od procesu farbowania materiału w domowej pralce i nie wymaga żadnych kosztownych urządzeń. Zespół badawczy testował różne mieszanki pigmentów. Jedna z najlepszych receptur opiera się na zielonym barwniku spożywczym E143 (nazywanym też Fast Green FCF), używanym do barwienia żywności w puszkach, zmieszanym z 4,5,6,7-tetrachloro-2',4',5',7'-tetrajodofluoresceiną (inaczej Rose Bengal), różowym barwniku używanym w medycynie. Potraktowane taką miksturą ogniwa słoneczne działają o 8% efektywniej. Ze względu na prostotę i znikomą cenę technologii, każdy może szukać mieszanek jeszcze skuteczniejszych, lub dopasowanych do konkretnych zastosowań.
      Praca Rama Mehry na ten temat została opublikowana w periodyku Journal of Renewable and Sustainable Energy, publikowanym przez American Institute of Physics (Amerykański Instytut Fizyki).
×
×
  • Create New...