Apa masa depan energi matahari?
Di abad ke -21, tenaga surya telah menjadi bagian dari kehidupan sehari -hari.Dari kolam renang panas matahari hingga rumah bertenaga matahari, ada banyak contoh yang menunjukkan aplikasi berguna dari kekuatan matahari yang bersih, aman, dan berkelanjutan.Ketika kekhawatiran tumbuh tentang efek pembakaran bahan bakar fosil, dan kemungkinan melelahkan sumber energi yang tidak terbarukan, masa depan energi matahari terlihat cerah.Pada 2013, teknologi ini bukan tanpa masalah, dan sejauh ini, aplikasi sebagian besar memiliki skala yang relatif kecil, tetapi banyak penelitian sedang terjadi di bidang ini, dan ada sejumlah perkembangan yang sangat menjanjikan.
Memanfaatkan energi surya
Matahari berpotensi menjadi sumber besar energi bersih dan bersih.Beberapa memperkirakan bahwa sinar matahari dapat menghasilkan kekuatan 10.000 kali lebih banyak dari bumi yang digunakan pada pergantian abad ke -21.Namun, ada tantangan teknologi utama yang harus dipenuhi dalam memanfaatkan energi itu secara efektif.Ada sejumlah teknologi berbeda yang tersedia, dan sedang dikembangkan, yang menggunakan sinar matahari untuk memberikan daya.
Sinar matahari dapat digunakan hanya untuk memanaskan air yang kemudian digunakan untuk menyediakan pemanasan sentral untuk rumah.Atau, dapat digunakan untuk menghasilkan listrik menggunakan sel fotovoltaik (PV) yang disusun pada panel surya.Metode ketiga adalah memusatkan sinar matahari pada target untuk menghasilkan panas, yang dapat digunakan secara langsung untuk keperluan industri, atau untuk menyediakan listrik.Saat terkena cahaya.Sel -sel fotovoltaik dibangun untuk mengeksploitasi efek ini, dan panel surya terdiri dari susunan besar perangkat ini yang diposisikan untuk menerima sinar matahari sebanyak mungkin.Bersama -sama, mereka dapat menghasilkan sejumlah besar listrik.Meskipun, pada 2013, mereka relatif tidak efisien, mereka biasanya memiliki biaya operasional dan pemeliharaan yang sangat rendah, dan dapat sangat efektif dalam menyediakan daya untuk rumah.Banyak penelitian terjadi untuk meningkatkan efisiensi dan membangun sel dari bahan yang lebih murah.
Sebagian besar panel surya terdiri dari sel PV silikon kristal, yang 18-24% efisien dalam mengubah sinar matahari menjadi listrik.Sejumlah alternatif, bagaimanapun, sedang diselidiki.Sel film tipis dapat dibuat dari berbagai bahan.Meskipun saat ini kurang efisien daripada sel PV standar, mereka ringan, fleksibel, dan lebih murah untuk diproduksi.Sel multijungsi dapat mencapai efisiensi lebih dari 43%.Mereka terstruktur sehingga bagian sel yang berbeda disetel untuk menangkap sinar matahari pada rentang panjang gelombang tertentu, daripada memiliki reseptor tunggal yang melewatkan sebagian dari energi yang tersedia.
Area lain yang menjanjikan adalah sel surya peka-pewarna (DSSC), kadang -kadang disebut sel Gratzel, setelah Michael Gratzel, yang pertama kali mengembangkannya pada 1990 -an.Ini menggunakan pewarna untuk menangkap energi matahari dan menghasilkan aliran elektron, yang diisi ulang melalui lapisan elektrolit cair di bawah ini.Meskipun berpotensi murah untuk diproduksi, mereka hanya sekitar 12% efisien, dan ada masalah dengan daya tahan yang dapat mempengaruhi penggunaan komersial.Misalnya, cairan dapat membeku dalam kondisi dingin, atau mengembang saat hangat, dan mungkin bocor.Para peneliti telah mengembangkan versi sel di mana elektrolit cair yang merepotkan diganti dengan bahan padat, membuka jalan bagi panel surya yang murah dan tahan lama.
Selain pengembangan sel fotovoltaik yang lebih murah dan lebih efisien, bagian penting dariMasa depan energi matahari terletak pada pembangunan bangunan baru dan perkuatan banyak yang lebih tua.Beberapa ahli memperkirakan bahwa sebagian besar, jika tidak semua, bangunan baru akan memasang panel surya di atap.Karena ini juga mudah dipasang, banyak bangunan yang lebih tua dapat menerima peningkatan untuk menjalankan Power from the Sun.ExpERTS dan pencinta lingkungan berharap bahwa bangunan energi hijau akan didorong oleh pemerintah melalui insentif pajak yang murah hati, pengecualian dan hibah untuk penggunaan energi alternatif.
Panel surya di atap dapat, di beberapa daerah, menyediakan semua atau sebagian besar kebutuhan energi rumah.Namun, dalam kasus di mana orang tinggal di akomodasi bertingkat, jumlah ruang atap sangat kecil dibandingkan dengan jumlah rumah.Sementara aplikasi kecil, individual, dapat menghilangkan beberapa tekanan dari jaringan listrik, jika matahari ingin memberikan kebutuhan daya kota dan industri, masa depannya harus terletak di stasiun pembangkit listrik tenaga surya yang besar.
Masalah terbesar yang dihadapiMemanfaatkan energi matahari menggunakan sel PV adalah ruang yang diperlukan untuk membangun pembangkit listrik.Sebuah pabrik terdiri dari ribuan panel surya, tidak seperti yang saat ini dipasang di rumah energi alternatif.Karena itu, mereka membutuhkan area yang cerah secara konsisten dan sejumlah besar ruang.Saat ini, salah satu pembangkit listrik terbesar di dunia mencakup lebih dari 10 mil persegi (16,9 km 2 ) dan menciptakan listrik yang cukup untuk menjalankan sekitar 200.000 rumah.Beberapa ahli menyarankan bahwa untuk memberikan kekuatan untuk seluruh Amerika Serikat, suatu daerah sekitar 100 mil (160,9 km) per sisi akan diperlukan, mungkin di suatu tempat di iklim gurun Amerika Barat Daya.
Alternatif Panel Surya Sejumlah sejumlahKemungkinan lain ada untuk memanfaatkan kekuatan matahari skala besar.Salah satu contohnya adalah berkonsentrasi teknologi tenaga surya (CSP).Alih -alih menghasilkan listrik secara langsung, ini memusatkan sinar matahari untuk memanaskan air, menyediakan uap untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik seperti pembangkit listrik konvensional.Mereka dapat terdiri dari array cermin parabola yang memfokuskan sinar matahari pada tabung linier yang diisi dengan cairan.Atau, panas dari matahari dapat difokuskan oleh cermin parabola untuk memanaskan cairan yang menggerakkan mesin stirling, yang menyediakan energi mekanik untuk pembangkit listrik.-Tracking cermin datar memfokuskan panas dari matahari pada wadah cairan yang digunakan untuk menyediakan uap untuk generator.Sejumlah tanaman beroperasi, menghasilkan 10-20 megawatt listrik.Tanaman di masa depan dapat memberikan hingga 200 megawatt. Masa Depan Salah satu tren yang mendorong yang berkaitan dengan masa depan energi matahari adalah bahwa banyak inovator terbesar dunia memilih untuk memfokuskan bakat dan dana mereka untuk meningkatkan teknologi energi alternatif.Banyak skema penghargaan mdash;didanai oleh berbagai pemerintah di seluruh dunia mdash;Fokus pada penyediaan tenaga surya secara ekonomi, dan dalam skala besar.Di banyak negara, warga negara diberi insentif keuangan untuk beralih ke sumber energi "hijau", dan memasang panel surya mereka sendiri.