อนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

ในศตวรรษที่ 21 พลังงานแสงอาทิตย์ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันแล้วจากสระว่ายน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ไปจนถึงบ้านที่ขับเคลื่อนด้วยแสงแดดมีตัวอย่างมากมายที่แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้ประโยชน์ที่เป็นประโยชน์ของพลังที่สะอาดปลอดภัยและยั่งยืนของดวงอาทิตย์เมื่อความกังวลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลและความเป็นไปได้ของการหมดแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนในอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์จะดูสดใสในปี 2013 เทคโนโลยีไม่ได้ไม่มีปัญหาและจนถึงขณะนี้แอปพลิเคชันส่วนใหญ่มีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่มีการวิจัยจำนวนมากเกิดขึ้นในพื้นที่นี้และมีการพัฒนาที่มีแนวโน้มมาก

การควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์อาจเป็นแหล่งพลังงานทดแทนและพลังงานสะอาดขนาดใหญ่บางคนคาดการณ์ว่าแสงแดดสามารถผลิตพลังงานได้มากถึง 10,000 เท่าของโลกที่ใช้ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 21อย่างไรก็ตามมีความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่จะพบในการควบคุมพลังงานนั้นอย่างมีประสิทธิภาพมีเทคโนโลยีที่แตกต่างกันจำนวนมากและภายใต้การพัฒนาที่ใช้แสงแดดเพื่อให้พลังงาน

แสงแดดสามารถใช้เพียงแค่น้ำร้อนซึ่งใช้เพื่อให้ความร้อนกลางสำหรับบ้านอีกทางเลือกหนึ่งสามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เซลล์เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ที่จัดเรียงบนแผงโซลาร์เซลล์วิธีที่สามคือการมีสมาธิกับแสงแดดบนเป้าหมายเพื่อสร้างความร้อนซึ่งอาจใช้โดยตรงเพื่อวัตถุประสงค์ในอุตสาหกรรมหรือเพื่อให้ไฟฟ้า

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

แผงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับผลของโฟโตอิเล็กทริกซึ่งสารบางชนิดผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเมื่อสัมผัสกับแสงเซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์นี้และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยอาร์เรย์ขนาดใหญ่ของอุปกรณ์เหล่านี้ที่อยู่ในตำแหน่งที่จะได้รับแสงแดดมากที่สุดเท่าที่จะทำได้พวกเขาสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญแม้ว่าในปี 2013 พวกเขาค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพ แต่โดยปกติแล้วพวกเขาจะมีค่าใช้จ่ายในการวิ่งและการบำรุงรักษาต่ำมากและสามารถมีประสิทธิภาพมากในการให้พลังงานสำหรับบ้านการวิจัยจำนวนมากเกิดขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและการสร้างเซลล์จากวัสดุที่ถูกกว่า

แผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์ซิลิคอน PV ผลึกซึ่งมีประสิทธิภาพ 18-24% ในการแปลงแสงแดดเป็นกระแสไฟฟ้าอย่างไรก็ตามมีทางเลือกอื่นอยู่ระหว่างการสอบสวนเซลล์ฟิล์มบางสามารถทำจากวัสดุที่หลากหลายแม้ว่าในปัจจุบันสิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเซลล์ PV มาตรฐาน แต่มีน้ำหนักเบายืดหยุ่นและถูกกว่าในการผลิตเซลล์ Multijunction สามารถบรรลุประสิทธิภาพมากกว่า 43%มีโครงสร้างเพื่อให้ส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ถูกปรับเพื่อจับแสงแดดในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะแทนที่จะมีตัวรับเดียวที่พลาดส่วนหนึ่งของพลังงานที่มีอยู่บางครั้งเรียกว่า GRATZEL CELL หลังจาก Michael Gratzel ซึ่งพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกในปี 1990สิ่งเหล่านี้ใช้สีย้อมเพื่อจับพลังงานแสงอาทิตย์และผลิตอิเล็กตรอนซึ่งเติมเต็มผ่านชั้นอิเล็กโทรไลต์ของเหลวด้านล่างแม้ว่าจะมีราคาถูกในการผลิต แต่ก็มีประสิทธิภาพเพียงประมาณ 12% และมีปัญหาเกี่ยวกับความทนทานที่อาจส่งผลกระทบต่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ตัวอย่างเช่นของเหลวสามารถแช่แข็งในสภาพอากาศเย็นหรือขยายเมื่ออบอุ่นและอาจรั่วไหลนักวิจัยได้พัฒนาเซลล์รุ่นที่อิเล็กโทรไลต์ของเหลวที่ลำบากถูกแทนที่ด้วยวัสดุที่เป็นของแข็งเปิดทางสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ราคาถูกและทนทาน

นอกเหนือจากการพัฒนาของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกกว่าอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ในการก่อสร้างอาคารใหม่และการติดตั้งเพิ่มเติมของอาคารเก่าแก่หลายแห่งผู้เชี่ยวชาญบางคนคาดการณ์ว่าอาคารใหม่ส่วนใหญ่จะมีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งบนหลังคาเนื่องจากสิ่งเหล่านี้ติดตั้งได้อย่างง่ายดายอาคารเก่าแก่หลายแห่งอาจได้รับการอัพเกรดเพื่อใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ค่าใช้จ่ายERTS และนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมหวังว่าการสร้างพลังงานสีเขียวจะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลผ่านแรงจูงใจด้านภาษีการยกเว้นและทุนสำหรับการใช้พลังงานทางเลือก

แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาสามารถให้ความต้องการพลังงานทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ของบ้านในกรณีที่ผู้คนอาศัยอยู่ในที่พักหลายชั้นสูงอย่างไรก็ตามปริมาณของพื้นที่หลังคามีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับจำนวนบ้านในขณะที่แอปพลิเคชันขนาดเล็กรายบุคคลสามารถนำความเครียดออกจากกริดไฟฟ้าได้หากดวงอาทิตย์คือความต้องการพลังงานของเมืองและอุตสาหกรรมอนาคตของมันจะต้องอยู่ในสถานีผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดที่เผชิญกับการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้เซลล์ PV เป็นพื้นที่ที่จำเป็นในการสร้างโรงไฟฟ้าพืชประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์หลายพันแห่งไม่เหมือนกับโรงงานที่ติดตั้งในบ้านพลังงานทางเลือกในปัจจุบันด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงต้องการพื้นที่ที่มีแดดจัดอย่างต่อเนื่องและพื้นที่จำนวนมากปัจจุบันหนึ่งในสถานีพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในโลกครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 10 ตารางไมล์ (16.9 กม. ² ) และสร้างกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะวิ่งประมาณ 200,000 บ้านผู้เชี่ยวชาญบางคนแนะนำว่าเพื่อให้อำนาจแก่ทั้งสหรัฐอเมริกาพื้นที่ประมาณ 100 ไมล์ (160.9 กม.) ต่อด้านอาจจะต้องอยู่ที่ไหนสักแห่งในสภาพภูมิอากาศทะเลทรายของอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้

ทางเลือกสำหรับแผงโซลาร์เซลล์มีความเป็นไปได้อื่น ๆ สำหรับการควบคุมพลังของดวงอาทิตย์ขนาดใหญ่ตัวอย่างหนึ่งคือการมุ่งเน้นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ (CSP)แทนที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรงแสงแดดที่มีความเข้มข้นเหล่านี้จะทำให้น้ำร้อนจัดให้มีไอน้ำเพื่อขับกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าทั่วไปพวกเขาอาจประกอบด้วยอาร์เรย์ของกระจกพาราโบลาที่โฟกัสแสงอาทิตย์บนหลอดเชิงเส้นที่เต็มไปด้วยของเหลวอีกทางเลือกหนึ่งความร้อนจากดวงอาทิตย์อาจเน้นไปที่กระจกพาราโบลาเพื่อให้ความร้อนของของเหลวที่ขับเคลื่อนเครื่องยนต์สเตอร์ลิงซึ่งให้พลังงานเชิงกลสำหรับการผลิตไฟฟ้า

ระบบที่พิสูจน์แล้วอีกระบบหนึ่งคือ-การติดตามกระจกแบนมุ่งเน้นความร้อนจากดวงอาทิตย์บนภาชนะของเหลวที่ใช้ในการจัดหาไอน้ำสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีพืชจำนวนมากเปิดใช้งานผลิตไฟฟ้า 10-20 เมกะวัตต์พืชในอนาคตอาจส่งมอบได้มากถึง 200 เมกะวัตต์

อนาคต

หนึ่งที่ให้กำลังใจแนวโน้มที่เกี่ยวข้องกับอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์คือนักประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลกหลายคนเลือกที่จะมุ่งเน้นความสามารถและเงินทุนของพวกเขาในการปรับปรุงเทคโนโลยีพลังงานทางเลือกแผนการรางวัลมากมาย mdash;ได้รับทุนจากรัฐบาลต่าง ๆ ทั่วโลก mdash;มุ่งเน้นไปที่การจัดหาพลังงานแสงอาทิตย์ในเชิงเศรษฐกิจและในขนาดใหญ่ในหลายประเทศประชาชนจะได้รับแรงจูงใจทางการเงินสำหรับการเปลี่ยนมาใช้แหล่งพลังงาน“ สีเขียว” และติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ของตัวเอง

ถึงแม้ว่าในปี 2556 มีสัญญาณสนับสนุนมากมายที่รัฐบาลยอมรับถึงความต้องการแหล่งพลังงานทางเลือกและการส่งเสริมการวิจัยเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์คำตอบนั้นอยู่ในมือของพลเมืองโลกสิ่งที่พลเมืองสามัญเลือกที่จะซื้อและสนับสนุนจะมีผลต่อแนวโน้มของอนาคตโดยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บริจาคให้กับองค์กรวิจัยที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทางเลือกการศึกษาระดับปริญญาของมหาวิทยาลัยในวิชาที่เกี่ยวข้องและการลงคะแนนสำหรับมาตรการส่งเสริมการพัฒนาพลังงานทางเลือกทุกคนสามารถพูดถึงอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์