Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Amerykański Departament Energii (DOE) poinformował, że dzięki jego finansowaniu i pracom Boeing-Spectrolab dokonano przełomu w produkcji baterii słonecznych. Efektywność nowych paneli wynosi aż 40,7%. To znaczący postęp w porównaniu z obecnie stosowanym bateriami, których efektywność waha się w granicach 12-18 procent.

Tak znaczące zwiększenie wydajności osiągnięto dzięki skupianiu promieni słonecznych – metodzie, której dotychczas nie stosowano. Użycie optycznego koncentratora promieni pozwala pojedynczej komórce panelu słonecznego na wytworzenie znacznie większej ilości energii niż dotychczas.

Dzięki dokonanemu przełomowi koszt zainstalowania kolektorów słonecznych został obniżony do zaledwie 3 dolarów na wat, a koszt produkcji energii elektrycznej spadnie do 8-10 centów za kilowatogodzinę.

Uczeni od dwudziestu lat próbowali przekroczyć barierę 40-procentowej wydajności. Na początku lat 80. ubiegłego wieku DOE rozpoczął badani nad "wielopołączeniową galowo-arsenkową komórką słoneczną”, która w efekcie była w stanie przetworzyć na energię elektryczną 16% energii dostarczanej przez Słońce.

W 1994 roku należące do DOE Narodowe Laboratorium Odnawialnej Energii przełamało barierę 30-procentowej wydajności, co zwiększyło zainteresowanie bateriami słonecznym ze strony przemysłu kosmicznego. Obecnie większość satelitów używa takich paneli słonecznych.

Rozpoczęty przez prezydenta Busha program Solar America Initiative zakłada, że do 2015 roku energetyka słoneczna zyska szeroką akceptację w USA, a z tego typu zasilania będzie korzystało od 1 do 2 milionów gospodarstw domowych. Założono również, że koszt produkcji kilowatogodziny musi mieścić się w granicach 5-10 centów. Ostatnie badania Departamentu Energii powinny umożliwić osiągnięcie tych celów.

Sprawa jest o tyle istotna, że USA chcą uniezależnić się od zewnętrznych źródeł energii. Ma temu służyć prezydencki program Advanced Energy Initiative, który zakłada, że wydatki na badania nad alternatywnymi źródłami energii wzrosną o 22%. Amerykanie chcą alternatywnie zasilać nie tylko domy mieszkalne, ale również biurowce oraz samochody.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest gaj582

skonstruowałem pięć lat temu takie tzw. baterie co żarówka świeci bez przerwy (cały czas, w sposób ciągły) niezalężne od słońca. mogą być i w ciemnej piwnicy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

podziel się pomysłem. napiszemy wniosek patentowy (wiem jak to się robi) i będziemy kosić kasę ;D

Share this post


Link to post
Share on other sites

departament of energy of united stated of america. gdy sie wypowiadaja podają fakty z pięcioletnim opóźnieniem żeby zbytnio ludzie nie wpadali w panike że magia równa sie nowoczesnej technologii. super extra.

Share this post


Link to post
Share on other sites

10 centów za kilowatogodzinę? To jest przecież cena porównywalna z ceną sprzedaży 1 kWh w sieci energetycznej w Polsce! Nie byle jakie osiągnięcie, biorąc pod uwagę dotychczasowe ceny energii ze słońca. Pozostaje tylko standardowy problem: jak przechowywać tę energię, żeby na bieżąco zasilać urządzenia w domu, i jednocześnie nie truć środowiska akumulatorami?

 

Swoją drogą ciekawe, jaki jest koszt produkcji takiego ogniwa, bo tak naprawdę to właśnie czas zwrotu inwestycji jest najbardziej istotny w przypadku takich zakupów. Obecnie średni czas zwrotu kosztów zakupu panelu słonecznego to około 4 lat w warunkach Polski - gdyby się okazało, że te panele zwrócą się jeszcze szybciej, to właśnie to byłoby najistotniejsze w tym odkryciu, a nie koszt jednostki energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ewentualna kolizja dużego meteorytu z Ziemią to wizja, przy której bledną wszelkie inne zagrożenia. To właśnie takie zdarzenie wymazało dinozaury z Ziemi 65 milionów lat temu. Dlatego uczeni zawczasu zastanawiają się, jak temu zapobiec, a jednym z pomysłów jest przypalenie niebezpiecznej asteroidy.
      Generalnie pomysły naukowców można podzielić na dwie kategorie: zniszczenie zagrożenia i zmianę trajektorii. Jedno i drugie proste jest tylko na filmach, nie można być bowiem pewnym, że na przykład eksplozja naprawdę rozbije duży obiekt. A jeśli nawet rozbije, to istnieje ryzyko „zbombardowania" planety niezliczoną ilością szczątków, co byłoby niewiele mniej katastrofalne od pojedynczego uderzenia. Dlatego fizyk Gregory L. Matloff proponuje zmianę kolizyjnego kursu asteroidy. Jak to jednak zrobić?
      Zdaniem uczonego, sprawę załatwiłoby odpowiednio silne podgrzanie powierzchni asteroidy - uwalniający się strumień gazów zadziałałby jak silnik odrzutowy, spychając obiekt z kursu. Aby jednak tak silnie nagrzać skalisty obiekt potrzeba gigantycznych ilości energii - tu Matloff również ma gotową koncepcję: wykorzystanie energii Słońca. Do skupienia jej na obiekcie odpowiednie byłyby odpowiednio ustawione żagle słoneczne.
      Praktyczne zastosowanie napotyka jednak wiele kłopotów - nie wiadomo na przykład, w jaki sposób zareagowałby materiał asteroidy na światło słoneczne. Dlatego przez ostatni rok doktor Matloff i jego współpracownicy z New York City College of Technology przeprowadzali eksperymenty z wykorzystaniem laserów i próbek prawdziwych meteorytów. Ponadto dzięki grantowi przyznanemu przez Professional Staff Congress profesor Lufeng Leng przeprowadził fachowe badania transmisji optycznej (przenikania różnych długości światła w głąb) próbek. Dzięki nim odpowiednio wyposażona sonda będzie mogła zbadać przy pomocy lasera skład i właściwości ewentualnie groźnej asteroidy, co z kolei pozwoli lepiej zaplanować ostateczny „atak" przy pomocy kolektora słonecznego.
      To wszystko oczywiście są na razie bardzo wstępne prace teoretyczne. Ponieważ jednak nie wiadomo, kiedy zagrożenie może nadejść, nie wiadomo też, ile czasu mamy na przygotowanie. Wiadomo, że asteroida Apophis, o masie 25 milionów ton przeleci dość blisko Ziemi w roku 2029 oraz 2036. Mimo że - według dzisiejszych obliczeń - nie zagrozi nam, być może posłuży za poligon doświadczalny, zwolennikami takiego przedsięwzięcia są na przykład przedstawiciele rosyjskiej agencji kosmicznej. Amerykanie wolą raczej wykonywać testy na odległych asteroidach, obawiając się majstrowania przy trajektorii Apophisa bez potrzeby.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas kiedy jedni naukowcy pracują nad stworzeniem paneli fotoelektrycznych sprawniejszych od obecnych, osiągając nawet imponujące wyniki bliskie 40%, inni zajmują się udoskonaleniami tych najmniej wydajnych, najtańszych paneli, może słusznie sądząc, że dla zwykłego użytkownika najważniejszy jest stosunek możliwości do ceny.
      Gijs van Elzakker, badacz z holenderskiego Uniwersytetu Technologicznego w Delft znalazł sposób na zwiększenie wydajności najtańszych krzemowych ogniw słonecznych. Najczęściej spotykane w produkcji i sprzedaży ogniwa dzielą się z grubsza na dwa rodzaje: droższe, wyrabiane z krzemu krystalicznego, których sprawność wynosi około 18% oraz tańsze, z krzemu amorficznego, których robocza sprawność wynosi około 7%.
      Panele z krzemu amorficznego mogłyby osiągać wyższą wydajność, ale przeszkadza tym niezbadany i niezrozumiały na razie efekt Staeblera-Wronskiego. Objawia się on nagłym spadkiem sprawności o około 30% po kilku godzinach od wystawienia na promieniowanie. W rezultacie początkowa sprawność, wynosząca 10% spada właśnie do około 7%. Przerwa w pracy paneli nie eliminuje efektu.
      Van Elzakkerowi udało się mocno zmniejszyć działanie tego zjawiska. Dokonał tego poprzez rozcieńczenie materiału z którego wytwarza się amorficzny krzem, czyli gazu silanowego (SiH4), przy pomocy wodoru.
      Dzięki odpowiednio dobranym proporcjom zminimalizował znaczenie efektu Staeblera-Wronskiego, w rezultacie spadek wydajności jest teraz niewielki i ostateczna sprawność paneli wynosi około 9%. Innowacja holenderskiego badacza została już wdrożona do produkcji w niemieckich zakładach Inventux Technologies, gdzie obecnie pracuje.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Baterie słoneczne są znane od bardzo dawna. Mimo, że dają one energię elektryczną „za darmo" na drodze do ich upowszechnienia stoi cena produkcji - świadomość, że pieniądze zainwestowane w zasilanie energią słońca zwrócą się nie wiadomo kiedy, nie zachęca kupujących. Nawet nacisk na ekologię i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych niewiele w tej materii zmienił. Od dawna szukano lepszych rozwiązań, przede wszystkim tańszych, licząc, że nawet niższa wydajność za znacznie obniżoną cenę zwiększy dostępność tej technologii. Z drugiej strony poszukuje się sposobów na zwiększenie wydajności. Te dwa dążenia pogodzi technologia wdrażana właśnie w firmie Semprius.
      Wydajność typowych komercyjnych ogniw, opartych na krystalicznym krzemie wynosi 14-19%, na tańszym krzemie amorficznym zaledwie 8%. Zwiększyć można ją w zasadzie bardzo łatwo, zamiast krzemu stosując arsenek galu lub arsenek selenu, teoretycznie nawet do około 40%. Niestety, dwukrotny przyrost wydajności kosztuje aż sto razy więcej - taka jest różnica w cenie technologii krzemowej i arsenkowej, czyniąc tę drugą całkowicie nieopłacalną w komercyjnych zastosowaniach.
      Na arsenek galu z nadzieją spoglądają nie tylko technolodzy od ogniw fotowoltaicznych, ale także elektroniki półprzewodnikowej. Zastąpienie krzemu arsenkiem galu pozwoliłoby na budowę znacznie szybszych układów scalonych, nad technologiami pracuje na przykład Intel. Cały czas przeszkodę stanowi jednak cena, która jest pochodną skomplikowanego procesu produkcji.
      Żeby wyprodukować panel słoneczny z arsenku galu, trzeba wyhodować odpowiednio czyste kryształy tego półprzewodnika. Odbywa się to w warunkach wysokiej próżni, w wysokiej temperaturze, gdzie w odpowiedniej komorze kontrolującej warunki kryształ rośnie na specjalnym podłożu. Bardzo drogim podłożu. Później jest cięty na na kawałki, składany i mocowany. Podczas cięcia niestety zniszczeniu ulega kosztowne podłoże, a otrzymujemy tylko jedną warstwę kryształu, czyste marnotrawstwo. Dodatkowy koszt to czas procesu: przygotowanie, a potem opróżnienie komory trwa dłużej, niż sam proces hodowania półprzewodnika.
       
      Ale nie ma problemu nie do rozwiązania
       
      Sposób na ominięcie tych trudności opracował profesor John Rogers, wykładowca materiałoznawstwa i inżynierii na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Znalazł on sposób na jednoczesne wytwarzanie wielu cienkich warstw krystalicznego arsenku galu bez żadnej utraty jakości. W opracowanej przez niego technologii szereg warstw rośnie jednocześnie, warstwy pożądanego przez nas półprzewodnika przedzielone są bowiem rosnącymi jednocześnie warstewkami arsenku glinu. Taki produkt jest następnie kąpany w roztworze chemicznym, który rozpuszcza niepotrzebny arsenek glinu.
      W wyniku otrzymujemy błony krystalicznego arsenku galu, gotowe do wykorzystania. Jak łatwo się domyślić, każda dodatkowa warstwa wytwarzana jednocześnie to mniejszy koszt. Hodując ich po dziesięć otrzymujemy już dziesięciokrotny spadek kosztów podłoża i taką samą oszczędność czasu. Ponieważ technologia jest w pełni skalowalna, realne jest jednoczesne wytwarzanie stu, czy więcej błon. Dodatkowy zysk to oszczędność materiału, niebagatelny, zważywszy na koszt arsenku galu.
      Technologia wdrażana w firmie Semprius w Durham, w Północnej Karolinie, ma też inne zalety. Otrzymane błony można łatwo umieszczać na dowolnych podkładach, również giętkich, otrzymując ogniwa elastyczne.
      Prof. Rogers opracował kilka lat temu analogiczną technologię do wytwarzania wielkoformatowych błon z krystalicznego krzemu, obecnie zaadoptował ją właśnie do arsenku galu. Zapewnia, że metoda nadaje się do każdego krystalicznego półprzewodnika, jest to tylko kwestia znalezienia odpowiedniego materiału oddzielającego, który można bezpiecznie rozpuścić. W planach ma znalezienie właściwej formuły chemicznej dla azotku galu, który pracuje dobrze w widzialnym spektrum światła.
      W przeciwieństwie do wielu dotąd wymyślonych sposobów na lepsze ogniwa słoneczne, które zakończyły żywot na etapie prototypu, ta technologia ma szansę naprawdę wywołać małą rewolucję - firma Semprius zapowiada dostarczenie na rynek pierwszych komercyjnych egzemplarzy jeszcze przed końcem roku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rosyjski atak na Gruzję może mieć poważne konsekwencje dla... eksploracji kosmosu. Jedną z najważniejszych instytucji zajmujących się badaniem przestrzeni pozaziemskiej jest NASA. Jednak w roku 2010 Agencja chce wycofać ze służby swoje wahadłowce. Kolejna generacja amerykańskich pojazdów zdolnych wynieść człowieka w kosmos ma rozpocząć pracę nie wcześniej niż w roku 2014. Tak więc co najmniej przez 4 lata astronauci NASA nie będą mogli wykonać żadnych lotów. Nie będą w stanie dostać się np. na Międzynarodową Stację Kosmiczną.
      Amerykanie liczyli dotychczas na Rosjan i ich rakiety Sojuz. Jednak w obecnej sytuacji międzynarodowej poleganie na Rosjanach nie jest dla Ameryki korzystne. Federacja Rosyjska może bowiem odmówić udostępnienia swojej infrastruktury jeśli USA będzie prowadziła politykę niezgodną z interesami Rosji.
      Problem zauważył republikański kandydat na prezydenta, John McCain. Wraz z dwoma innymi senatorami napisał on do prezydenta Busha list, w którym domaga się, by wahadłowce latały po roku 2010. Pisze w nim, że finansowanie rosyjskiego programu kosmicznego przez USA (za wynajęcie Sojuzów Amerykanie musieliby płacić), jest niekorzystne dla interesów Stanów Zjednoczonych. Rosjanie otrzymują bowiem dodatkowe środki na rozwój technologii rakietowych, a później sprzedają te technologie krajom takim jak np. Iran.
      Niestety, na razie nowa generacja amerykańskich wahadłowców klasy Constellation jest dopiero w planach, a Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) nie chce stworzyć załogowego statku kosmicznego bazującego na pojeździe "Juliusz Verne". ESA woli tańszą współpracę z Rosją, co oznacza, że w latach 2010-2014 państwa zachodnie nie będą dysponowały pojazdem zdolnym wynieść człowieka w przestrzeń kosmiczną. Technologią taką będą za to dysponowały Rosja i Chiny.
      NASA informuje, że musi przerwać program lotów wahadłowców, by za zaoszczędzone pieniądze zbudować Constellation. Na apel McCaina i podobne propozycje Baracka Obamy szefostwo Agencji odpowiada, że jeśli nie dostanie dodatkowych funduszy to przez kilka lat nie będzie mogła organizować lotów załogowych. Tym bardziej, że przedłużenie służby obecnych wahadłowców wymagałoby wdrożenie niezwykle kosztownego programu ponownej certyfikacji tych pojazdów. A to mogłoby spowodować, że zabraknie pieniędzy na Constellation.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykański Departament Energii od roku testuje ciekawy system o nazwie GridWise. W ramach eksperymentu 112 domów w stanie Waszyngton wyposażono w urządzenia, które co 5 minut odbierają informacje o aktualnych cenach energii.
      Wraz z nimi mieszkańcy otrzymali urządzenia, które samodzielnie mogą zaprogramować. Decydują jaką temperaturę chcą utrzymywać w domu i o ile stopni może ona ulec obniżeniu w okresach, gdy energia jest najdroższa.
      GridWise składa się zatem z programowalnego przez użytkownika termostatu i urządzenia odbierającego informacje o cenach.
      Badania wykazały, że w domach, w których został zamontowany, rachunki za ogrzewanie spadły o 10%, a szczytowe zapotrzebowanie na energię zmniejszyło się o 15%.
×
×
  • Create New...