Hvad er fremtiden for solenergi?

I det 21. århundrede er solenergi allerede blevet en del af det daglige liv. Fra solopvarmede svømmebassiner til soldrevne hjem er der mange eksempler, der demonstrerer den nyttige anvendelse af den rene, sikre, bæredygtige kraft af solen. Efterhånden som bekymringen vokser om virkningerne af forbrænding af fossile brændstoffer, og muligheden for udmattende ikke-vedvarende energikilder, ser fremtiden for solenergi lys ud. Fra 2013 er teknologien ikke uden dens problemer, og indtil videre har applikationer for det meste været relativt lille skala, men en hel del forskning foregår på dette område, og der har været en række meget lovende udviklinger.

udnyttelse af solenergi

Solen er potentielt en enorm kilde til vedvarende, ren energi. Nogle estimerer, at sollys kunne producere 10.000 gange så meget strøm som Jorden, der blev brugt ved slutningen af ​​det 21. århundrede. Der er dog store teknologiske udfordringer, der skal imødekommes ved at udnytte denne energi effektivt. Der er en række forskelligeNT -teknologier til rådighed og under udvikling, der bruger sollys til at give strøm.

sollys kan bruges blot til at varme vand, som derefter bruges til at give centralvarme til hjem. Alternativt kan det bruges til at generere elektricitet ved hjælp af fotovoltaiske (PV) celler arrangeret på solcellepaneler. En tredje metode er at koncentrere sollys på et mål for at generere varme, som kan bruges direkte til industrielle formål eller til at tilvejebringe elektricitet.

solcellepaneler

Disse paneler er afhængige af den fotoelektriske effekt, hvor visse stoffer producerer en lille elektrisk strøm, når de udsættes for lys. Fotovoltaiske celler er konstrueret til at udnytte denne effekt, og solcellepaneler består af store arrays af disse enheder, der er placeret til at modtage så meget sollys som muligt. Sammen kan de generere betydelige mængder elektricitet. Skønt de fra 2013 er relativt ineffektive, de normalt hAve meget lave drifts- og vedligeholdelsesomkostninger og kan være meget effektive til at give strøm til hjem. En hel del forskning finder sted i forbedring af effektivitet og konstruktion af celler fra billigere materialer.

De fleste solcellepaneler består af krystallinske silicium-PV-celler, som er 18-24% effektive til at konvertere sollys til elektricitet. En række alternativer er imidlertid under efterforskning. Tynde filmceller kan fremstilles af forskellige materialer. Selvom disse i øjeblikket er mindre effektive end standard PV -celler, er de lette, fleksible og billigere at fremstille. Multijunktionsceller kan opnå en effektivitet på mere end 43%. De er struktureret, så forskellige dele af cellen er indstillet til at fange sollys ved specifikke bølgelængdeområder i stedet for at have en enkelt receptor, der går glip af en del af den tilgængelige energi.

Et andet lovende område er den farvestof-sensibiliserede solcelle (DSSC), nogle gange kaldet Gratzel Cell, efter Michael Gratzel, der først dUdviklet det i 1990'erne. Disse bruger et farvestof til at fange solenergi og producere en strøm af elektroner, der genopfyldes via et flydende elektrolytlag nedenfor. Selvom de potentielt er billige at producere, er de kun ca. 12% effektive, og der er problemer med holdbarhed, der kan påvirke kommerciel brug. For eksempel kan væsken fryse under kolde forhold eller udvide, når den er varm, og kan lække. Forskere har udviklet en version af cellen, hvor den besværlige flydende elektrolyt erstattes med et fast materiale, der åbner vejen for billige og holdbare solcellepaneler.

Ud over udviklingen af ​​billigere og mere effektive fotovoltaiske celler ligger en vigtig del af fremtiden for solenergi i opførelsen af ​​nye bygninger og eftermontering af mange ældre. Nogle eksperter forudsiger, at de fleste, hvis ikke alle, nye bygninger vil have solcellepaneler installeret på tag. Da disse også let er monteret, kan mange ældre bygninger muligvis modtage opgraderinger til at køre på magten fraSolen. Eksperter og miljøforkæmpere håber, at bygningen med grøn-energi vil blive opmuntret af regeringer gennem generøse skatteincitamenter, undtagelser og tilskud til alternativ energiforbrug.

Solpaneler på et tag kan i nogle områder give hele eller det meste af et hjems energibehov. I tilfælde, hvor folk bor i indkvartering i flere etager, er mængden af ​​tagplads imidlertid meget lille sammenlignet med antallet af hjem. Mens små, individuelle applikationer kan tage noget af belastningen fra det elektriske net, hvis solen skal tilvejebringe magtbehov for byer og industrier, skal dens fremtid ligge i store solcelledrevne elektricitetsgenererende stationer.

Det største problem, som udnyttelsen af ​​solenergi står overfor ved hjælp af PV -celler, er den plads, der kræves til at bygge kraftværkerne. En plante består af tusinder af solcellepaneler, ikke i modsætning til dem, der i øjeblikket er installeret på alternative energihuse. På grund af dette kræver de et konsekvent solrigt område og en betydelig mængde plads. CuRrently dækker den af ​​de største kraftværker i verden mere end 10 kvadrat miles (16,9 km ² ) og skaber nok elektricitet til at køre omkring 200.000 hjem. Nogle eksperter antyder, at for at give magt til hele USA, ville der kræves et område ca. 100 miles (160,9 km) pr. Side, sandsynligvis et sted i ørkenklimaet i det amerikanske sydvest.

alternativer til solcellepaneler

Der findes en række andre muligheder for storskala udnyttelse af solens magt. Et eksempel er at koncentrere Solar Power (CSP) -teknologi. I stedet for at generere elektricitet direkte, koncentrerer disse sollys til opvarmning af vand, hvilket giver damp til at drive en turbin, der producerer elektricitet ligesom et konventionelt kraftværk. De kan bestå af arrays af paraboliske spejle, der fokuserer sollys på et lineært rør fyldt med væske. Alternativt kan varme fra solen være fokuseret af et parabolisk spejl for at varme en væske, der driver en Stirling -motor, som ProviDes den mekaniske energi til elproduktion.

Et andet velprøvet system er "Power Tower", hvor en række solsporende flade spejle fokuserer varme fra solen på en beholder med væske, der bruges til at give damp til en generator. Et antal planter er i drift og producerer 10-20 megawatt elektricitet. Fremtidige planter kan levere op til 200 megawatt.

fremtiden

En opmuntrende tendens, der vedrører fremtiden for solenergi, er, at mange af verdens største innovatører vælger at fokusere deres talenter og midler til at forbedre alternativ energiteknologi. Mange prisordninger - finansieret af forskellige regeringer over hele verden - fokuserer på at levere solenergi økonomisk og i stor skala. I mange lande får borgere økonomiske incitamenter til at skifte til “grønne” energikilder og installere deres egne solcellepaneler.

Skønt der fra 2013 er der mange opmuntrende tegn på, at regeringerne anerkender behovetFor alternative energikilder og fremme af forskning i solenergi ligger svaret delvist i hænderne på verdens borgere. Hvad almindelige borgere vælger at købe og støtte vil påvirke fremtidens tendenser. Ved at installere solcellepaneler, donere til forskningsorganisationer, der er involveret i alternative energier, tage en universitetsgrad i et beslægtet emne og stemme for foranstaltninger, der fremmer alternativ energiudvikling, kan enhver have en siger fremtiden for solenergi.