ذخایر آب در سراسر جهان رو به اتمام است و مناطق غربی ایالات‌متحده بدترین خشکسالی تاریخ خود طی حداقل 1200 سال گذشته را تجربه می‌کند. با این‌حال کارشناسان در تلاش برای یافتن راهکاری مناسب جهت حل این مشکل هستند. ایده احداث کانال خورشیدی یکی از راهکارهایی است که نویدبخش دستیابی به موفقیتی بزرگ خواهد بود.
این طرح توسط گروهی از مهندسان معرفی شد و اکنون در آستانه اجرای آزمایشی در ایالت کالیفرنیای آمریکا است. در این راستا نخستین کانال خورشیدی آزمایشی در منطقه Turlock Irrigation District و دره سن خواکین ایالت کالیفرنیا با همکاری شرکت توسعه‌دهنده موسوم به Solar Aquagrid، محققان و کارشناسان احداث خواهد شد.
به گفته راجر بیلز؛ استاد برجسته مهندسی در دانشگاه کالیفرنیا، استفاده از پوشش 4 هزار مایلی پنل‌های خورشیدی روی کانال‌های انتقال آب این ایالت احتمالا مزایای متفاوتی را به‌دنبال خواهد داشت. آقای بیلز در مقاله منتشر شده توسط وبسایت The Conversation خاطرنشان می‌کند: “ما در جریان مطالعه سال 2021 خود نشان دادیم که پوشاندن تمامی کانال‌های ایالت کالیفرنیا با طول 4 هزار مایلی از طریق پنل‌های خورشیدی موجب صرفه‌جویی بیش از 65 میلیارد گالن آب از طریق کاهش میزان تبخیر خواهد شد. این میزان آب برای آبیاری 50 هزار هکتار زمین کشاورزی یا تامین آب مورد نیاز بیش از 2 میلیون نفر در مناطق مسکونی کفایت خواهد کرد. این پروژه در عوض استفاده از اراضی توسعه نیافته بر استقرار تاسیسات خورشیدی روی زمین‌های در حال استفاده تمرکز نموده و از این طریق زمینه دستیابی ایالت کالیفرنیا به اهداف مدیریت پایدار منابع آبی و خاکی را هموار می‌کند.”
در عین‌حال انتظار می‌رود که پنل‌های خورشیدی قادر به تولید مقادیر قابل‌توجهی انرژی برق باشند؛ رقمی که بر اساس برآوردها حدودا برابر با 13 گیگاوات ظرفیت انرژی تجدیدپذیر خواهد بود. این میزان معادل نیمی از منابع جدیدی است که ایالت کالیفرنیا در راستای تحقق اهداف برق پاک خود امیدوار به دستیابی به آن است. بر این اساس تا سال 2030، 60 درصد از برق مورد نیاز ایالت کالیفرنیا از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تامین شده و این رقم تا سال 2045 به 100 درصد خواهد رسید.
بعلاوه این پروژه مزایای دیگری نظیر حفاظت از حیات وحش و اکوسیستم، تولید برق پاک‌تر، مهار علف‌های هرز آبزی و صرفه‌جویی 80 هزار هکتاری در اراضی کشاورزی یا زیستگاه‌های طبیعی (به منظور تغییر کاربری آنها به مزارع خورشیدی) را به‌دنبال خواهد داشت.
بعلاوه آقای بیلز ادعا می‌کند که نصب پنل‌های خورشیدی روی کانال‌ها علاوه بر حفظ منابع آبی در سطح مناسب، مانع از تبخیر بیش از اندازه آنها شده و جریان آب در قسمت تحتانی سیستم نیز احتمالا به عملکرد مطلوب پنل‌ها کمک خواهد کرد.
به گفته راجر بیلز “نصب پنل‌های خورشیدی روی کانال‌ها به عملکرد کارآمدتر هر 2 سیستم کمک خواهد کرد. پنل‌های خورشیدی به کاهش میزان تبخیر آب کانال‌ها خصوصا در تابستان‌های گرم ایالت کالیفرنیا کمک می‌کنند. بعلاوه از آنجا که سرعت افزایش دمای آب در مقایسه با زمین به‌مراتب کمتر است؛ لذا آب در حال جریان از زیر پنل‌های خورشیدی می‌تواند دمای آنها را تا 10 درجه فارنهایت کاهش داده و میزان تولید انرژی برق را تا حداکثر 3 درصد افزایش دهد.”
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2022-03-06 04:30:032022-03-06 04:30:03نخستین پروژه آزمایشی کانال خورشیدی در ایالت کالیفرنیای آمریکا اجرا می‌شود
صحراهای جهان می‌توانند بهترین مکان‌های روی زمین برای برداشت انرژی خورشیدی باشند، همان فراوان‌ترین و تمیزترین منبع انرژی که در اختیار ماست. بیابان‌ها، وسیع، نسبتاً مسطح و غنی از سیلیسیم هستند. این ماده، ماده اولیه نیمه رسانای ساخته شده از سلول‌های خورشیدی است. بیابان‌ها از نور خورشید نیز بی‌بهره نیستند. در حقیقت، ده نیروگاه خورشیدی بزرگ در سراسر جهان همه در بیابان‌ها یا مناطق خشک واقع شده‌اند.
محققان تصور می‌کنند، ممکن است بزرگترین بیابان جهان، به یک مزرعه خورشیدی غول‌پیکر تبدیل شود که قادر به تأمین چهار برابر تقاضای انرژی فعلی جهان باشد. طرح‌هایی برای پروژه‌هایی در تونس و مراکش تهیه شده است که می‌تواند برای میلیون‌ها خانوار در اروپا برق تأمین کند.
در حالی که سطوح سیاه صفحه‌های خورشیدی بیشتر نور خورشید را که به آنها می‌رسد، جذب می‌کنند، تنها کسری (حدود 15 درصد) از انرژی ورودی به برق تبدیل می‌شود. بقیه به صورت گرما به محیط برگردانده می‌شود. صفحه‌ها معمولاً نسبت به زمینی که پوشانده‌اند بسیار تاریک‌ترند، بنابراین فضای گسترده‌ای از سلول‌های خورشیدی انرژی اضافی زیادی را جذب کرده و به عنوان گرما از آن ساطع می‌شود و بر آب و هوا تأثیر می‌گذارد.
اگر این تأثیرات فقط محلی بود، ممکن است در بیابانی با جمعیت کم و بی‌حاصل اهمیتی نداشته باشد. اما مقیاس تاسیساتی که برای ایجاد نیاز به انرژی فسیلی جهان لازم است، گسترده خواهد بود و هزاران کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد. گرما که از ناحیه‌ای به این اندازه ساطع می‌شود با جریان هوا در جو توزیع می‌شود و تأثیرات منطقه‌ای و حتی جهانی بر آب و هوا دارد.
در جهت عقربه‌های ساعت از بالا سمت چپ: پارک خورشیدی بهدلا، هند؛ مزرعه خورشیدی Desert Sublight، ایالات متحده؛ پارک خورشیدی Hainanzhou، چین و پارک خورشیدی Ouarzazate، مراکش.
صحرای سبزتر
یک مطالعه در سال 2018 از یک مدل آب و هوایی برای شبیه‌سازی اثرات ضریب بازگشت نور پایین (آلبدو) در سطح زمین بیابان‌ها استفاده کرده است. در این مناطق پنل‌های عظیم خورشیدی نصب شده بود. آلبدو معیار اندازه‌گیری میزان انعکاس نور خورشید در سطوح است. به عنوان مثال، شن و ماسه بسیار بازتابنده‌تر از یک صفحه خورشیدی است و بنابراین آلبدو بالاتری دارد.
این مدل نشان داد که وقتی اندازه مزرعه خورشیدی به 20 درصد از کل سطح صحرا می‌رسد، باعث ایجاد بازخوردی می‌شود. گرمای ساطع شده از صفحات خورشیدی تیره‌تر (در مقایسه با خاک بیابانی بسیار بازتابنده) اختلاف دمایی زیادی را بین زمین و اقیانوس‌های اطراف ایجاد می‌کند که در نهایت فشار هوای سطح را کاهش می‌دهد و باعث بالا رفتن هوای مرطوب و ایجاد قطرات باران می‌شود. با بارش باران‌های موسمی بیشتر، گیاهان رشد می‌کنند و صحرا کمتر انرژی خورشید را منعکس می‌کند، زیرا پوشش گیاهی نور را بهتر از شن و خاک جذب می‌کند. با وجود گیاهان بیشتر، آب بیشتری تبخیر می‌شود و محیط مرطوب‌تری ایجاد می‌کند که باعث گسترش پوشش گیاهی می‌شود.
مطالعات نشان می‌دهد که بازخوردی مشابه، بسیاری از بیابان‌های صحرا را در دوره مرطوب آفریقا که فقط 5000 سال پیش به پایان رسیده است، حفظ کرده است. بنابراین، یک مزرعه غول‌پیکر خورشیدی می‌تواند انرژی کافی برای تأمین تقاضای جهانی تولید کند و همزمان یکی از بدترین محیط‌های کره زمین را به محیطی قابل سکونت تبدیل کند. این عالی نیست؟
خب در جواب باید گفت: نه کاملا. در یک مطالعه اخیر، ما از یک مدل پیشرفته زمین برای بررسی دقیق نحوه تعامل مزارع خورشیدی صحرا با آب و هوا استفاده کردیم. مدل ما بازخورد پیچیده بین حوزه‌های متقابل آب و هوای جهان را در نظر می‌گیرد: جو، اقیانوس، زمین و اکوسیستم‌های آن. این نشان داد که ممکن است در قسمت‌های دور افتاده از خشکی و اقیانوس اثرات ناخواسته‌ای وجود داشته باشد که مزایای منطقه‌ای را از صحرا خنثی کند.
دمای کره زمین، بارندگی و تغییرات وزش باد با 20 و 50 درصد پوشش صفحه خورشیدی صحرا تغییر می‌کند
خشکسالی در آمازون، گردبادها در ویتنام
طبق مدل‌سازی محققان، پوشاندن 20 درصد بیابان‌های صحرا با مزارع خورشیدی، درجه حرارت محلی را در کویر 1.5 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد. با 50 درصد پوشش، افزایش دما 2.5 درجه سانتیگراد است. این گرمایش سرانجام توسط جو و حرکت اقیانوس‌ها در سراسر کره زمین پخش می‌شود و میانگین دمای جهان را برای 0.20 درجه پوشش و 0.39 درجه سانتیگراد را برای پوشش 50 درصد افزایش می‌دهد. تغییر درجه حرارت جهانی یکنواخت نیست؛ مناطق قطبی بیشتر از مناطق گرمسیری گرم می‌شوند و باعث از بین رفتن یخ دریا در قطب شمال می‌شوند. این می‌تواند به گرم شدن زمین سرعت بیشتری ببخشد، زیرا ذوب شدن یخ‌های دریا آب تیره‌ای را به وجود می‌آورد که باعث می‌شود انرژی خورشیدی بسیار بیشتری جذب شود.
این منبع جدید گرمای عظیم در صحرا، گردش هوا و اقیانوس جهانی را تنظیم می‌کند و بر الگوهای بارشی در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد. نوار باریک باران شدید در مناطق استوایی که بیش از 30 درصد از بارش جهانی را تشکیل می‌دهد و از جنگل‌های بارانی حوزه آمازون و کنگو پشتیبانی می‌کند، در شبیه‌سازی‌های ما به سمت شمال تغییر جهت می‌دهد.
این امر در منطقه آمازون باعث خشکسالی می‌شود زیرا رطوبت کمتری وارد اقیانوس می‌شود. تقریباً همان میزان باران اضافی که به دلیل اثرات تیره کننده سطح صفحات خورشیدی در صحرا می‌بارد، در آمازون از بین می‌رود. این مدل همچنین پیش‌بینی می‌کند که طوفان‌های گرمسیری مکرر به سواحل آمریکای شمالی و آسیای شرقی برخورد می‌کنند.
برخی از فرآیندهای مهم مانند گرد و غبار ناشی از بیابان‌های بزرگ هنوز کشف نشده‌اند. گرد و غبار صحرا که توسط بادها حمل می‌شود، منبع حیاتی مواد مغذی برای آمازون و اقیانوس اطلس است. بنابراین یک صحرای سبز می‌تواند حتی یک اثر جهانی بزرگتر از آنچه شبیه‌سازی‌های ما پیشنهاد کرده است، داشته باشد.
محققان در حال حاضر در حال انجام تحقیقاتی برای درک اثرات ایجاد مزارع عظیم خورشیدی در بیابان‌های جهان هستند. راه‌حل‌هایی از این دست ممکن است به جامعه کمک کند تا کمتر از انرژی فسیلی استفاده کند، اما مطالعات سیستم زمین به اهمیت در نظر گرفتن پاسخ‌های متعدد جوی، اقیانوس‌ها و سطح زمین هنگام بررسی مزایا و خطرات آنها تأکید می‌کند.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2021-02-15 07:30:242021-02-15 07:30:24پنل‌های خورشیدی به آب و هوای جهانی خسارت وارد می‌کنند!
انرژی خورشیدی برای آینده بسیار ضروری است. اگر به‌صورت جزئی به این مسئله نگاه بیندازیم، می‌بینیم که صنعت پنل‌های خورشیدی در ایالات‌متحده و سایر نقاط جهان در حال رونق گرفتن است. اتحادیه صنعت انرژی خورشیدی(SEIA) می‌گوید از زمانی که کنگره ایالات‌متحده در سال 2006 اعتبار مالیاتی را برای این صنعت به تصویب رسانده، این صنعت به‌طور میانگین از یک دهه پیش، سالانه 50 درصد رشد را تجربه کرده است. در بسیاری از صنایع دیگر، این رقم بسیار قابل‌توجه است. اما انرژی خورشیدی مأموریتی فرای تولید ثروت دارد و آن حفاظت و نجات کره زمین است.
بدون استفاده از پنل‌های خورشیدی و انرژی‌های حاصل از آنها، راهی وجود ندارد تا بتوان از گرمایش جهانی که مسبب آن نیز انسان‌ها هستند و می‌تواند برای همیشه آب‌و‌هوای کره زمین را تغییر دهد، اجتناب کرد. در برنامه توسعه سازمان ملل آمده است: “توانایی انرژی‌های تجدید پذیر در زمینه کاهش تغییرات اقلیمی اثبات شده است.” برخی از فعالان این صنعت بر این باور هستند که تا سال 2050 و به دلیل نیاز به کاهش تغییرات اقلیمی، این صنعت رشدی 6500 درصدی را تجربه خواهد کرد.
اما باوجود تمامی جنبه‌های بااهمیت این پنل‌ها، آنها همچنان ماهیتی اسرارآمیز دارند. این مستطیل‌های مشکی و کمی تهدیدآمیز، نه ظاهری شبیه به ناجیان دارند و نه چنین احساسی را نیز به انسان‌ها منتقل می‌کنند. آبشارها و سدهای عظیم، قهرمانانه به نظر می‌رسند، اما پنل‌های خورشیدی این‌گونه نیستند. خب، در هر صورت این پنل‌ها چگونه کار می‌کنند؟
تاریخچه‌ای مختصر
کار بر روی انرژی خورشیدی از سال 1839 آغاز شده است؛ یعنی هنگامی‌که فیزیکدانی فرانسوی به نام ادموند بکرل (Edmond Becquerel) چیزی را کشف کرد که امروزه آن را تأثیر فوتوولتائیک می‌نامند. بکرل در کسب‌و‌کار خانوادگی خود مشغول به کار بود. پدر وی یعنی آنتوان بکرل (Antoine Becquerel) یک دانشمند فیزیک شناخته‌شده بود و به‌طور فزاینده‌ای به برق و الکتریسیته علاقه‌مند بود. ادموند نیز به طرز کار نور علاقه داشت. وقتی که وی فقط 19 سال داشت، علاقه او و پدرش با یکدیگر پیوند خورده و وی دریافت که از طریق نور خورشید می‌توان به تولید الکتریسیته پرداخت.
سال‌ها گذشت و این فناوری توانست قدم‌های کوچک اما محکمی را بردارد. در طول دهه 1940، دانشمندانی همانند ماریا تلکس (Maria Telkes) با استفاده از سولفات سدیم آزمایش‌هایی را انجام دادند و توانستند که انرژی خورشید را جهت ساخت خانه‌ای به نام Dover Sun House ذخیره کنند. مهندس روسی؛ راسل شومیکر اوچ (Russell Shoemaker Ochs) مشغول بررسی یک نمونه سیلیکونی ترک‌خورده بود و طی این آزمایش فهمید که این نمونه علی‌رغم ترک‌خوردگی همچنان می‌تواند جریان الکتریسیته را از خود عبور دهد.
اما جهش بزرگ در 5 اردیبهشت 1333 (25 آوریل 1954) اتفاق افتاد؛ یعنی هنگامی‌که شیمی‌دان؛ کلوین فولر (Calvin Fuller) و فیزیکدان؛ جرالد پیرسون (Gerald Pearson) و مهندس؛ دارل چاپین (Daryl Chapin) از اولین سلول خورشیدی کاربردی خود رونمایی کردند.
همانند اوچ، این سه نفر نیز پیش‌تر برای شرکت Bell Labs کار کرده بود و همچنین چالش تولید برق از انرژی خورشیدی را نیز پذیرفته بودند. چاپین تلاش کرده بود تا منبع تغذیه موردنیاز برای تلفن‌های بیابانی را تولید کند؛ یعنی جایی که در آن باتری‌های عادی خشک می‌شدند. پیرسون و فولر سعی می‌کردند تا ویژگی‌های نیمه‌هادی‌ها را کنترل کنند. این دستاورد در آینده می‌توانست جهت تأمین انرژی رایانه‌ها مورداستفاده قرار گیرد. هر سه نفر از کارهای یکدیگر خبر داشتند و پس از مدتی تصمیم گرفتند که با یکدیگر کار کنند.
کلوین فولر
رابرت مارگولیس (Robert Margolis)؛ تحلیلگر ارشد انرژی در آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدید پذیر ایالات‌متحده (NREL) می‌گوید: “اولین سلول‌های خورشیدی اساسا به‌صورت دستی مونتاژ شده بودند.”
پنل‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟
برای اینکه بفهمیم پنل‌های سیلیکونی خورشیدی چگونه به تولید الکتریسیته می‌پردازند، ابتدا لازم است که تا حد اتم وارد جزئیات شویم. عدد اتمی سیلیکون 14 است؛ این بدین معنا است که 14 پروتون در مرکز آن قرار داشته و همچنین 14 الکترون نیز به دور این مرکز می‌چرخند. با استفاده از تصورات کلاسیک درباره حلقه‌های اتمی، باید بگوییم که سه حلقه در اطراف مرکز یک اتم در حال چرخش هستند. داخلی‌ترین حلقه، دو الکترون، حلقه میانی، 8 الکترون و بیرونی‌ترین حلقه نیز 4 الکترون دارد. باید این را نیز در نظر گرفت که ظرفیت دو حلقه داخلی تکمیل بوده اما حلقه سومی (بیرونی‌ترین) نیمه تکمیل است. این قضیه بدین معنا است که این حلقه همیشه به دنبال کمک سایر اتم‌ها جهت تکمیل ظرفیت خود می‌گردد. هنگامی‌که دو اتم با یکدیگر متصل شوند، شکلی به نام ساختار کریستالی را تشکیل می‌دهند.
با در نظر گرفتن آن‌همه الکترونی که سعی دارند خارج شده و به یکدیگر متصل شوند، فضای چندانی برای جریان الکتریسیته باقی نمی‌ماند. به همین دلیل است که سیلیکون استفاده‌شده در پنل‌های خورشیدی، ناخالص است. این نوع سیلیکون با عنصری دیگر مانند فسفر ترکیب می‌شود. بیرونی‌ترین حلقه فسفر، 5 الکترون دارد. الکترون پنجمی که الکترون آزاد نامیده می‌شود، قادر است تا بدون تحریک زیاد، جریان الکتریکی را حمل کند. دانشمندان طی فرآیندی که ناخالص‌سازی (doping) نامیده می‌شود، با افزودن ناخالصی‌ها تعداد الکترون‌های آزاد را افزایش می‌دهند. نتیجه این فرآیند، سیلیکون نوع N نامیده می‌شود.
سیلیکون نوع N همان چیزی است که بر روی سطح پنل‌های خورشیدی قرار دارد؛ یعنی در زیر لایه‌ای از سیلیکون نوع P (سیلیکون مخالف نوع N). درحالی‌که سیلیکون نوع N یک الکترون اضافی دارد، سیلیکون نوع P که از ناخالصی‌هایی مانند گالیوم و بور استفاده می‌کند، یک الکترون کمتر دارد. این قضیه یک عدم تعادل دیگر را ایجاد می‌کند و هنگامی‌که نور خورشید به لایه نوع P می‌تابد، الکترون‌ها فضای خالی یکدیگر را پر می‌کنند. این رویه متعادل‌سازی بارها و بارها خود را تکرار می‌کند و بدین شیوه الکتریسیته تولید می‌شود.
پنل‌های خورشیدی از چه چیزی ساخته شده‌اند؟
سلول‌های خورشیدی از ویفرهای سیلیکونی ساخته شده‌اند. این ویفرها نیز از عنصر سیلیکون و کریستال سخت و شکننده جامد ساخته شده که دومی پس از اکسیژن، فراوان‌ترین عنصر موجود بر روی پوسته زمین است. اگر شما در ساحل باشید و ذره‌های کوچک مشکی را مشاهده کنید، باید بگوییم که آنها سیلیکون هستند. همان‌طور که اوچ نیز دریافته بود، این ذرات به‌صورت طبیعی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
همانند سایر کریستال‌های دیگر، می‌توان سیلیکون را نیز بسط داد. دانشمندانی همانند آن‌هایی که در شرکت Bell Labs کار می‌کردند، سیلیکون را در داخل لوله‌ها و در قالب یک کریستال یکپارچه بسط داده و سپس لوله را جدا کرده و قطعات به‌دست آمده را در اندازه‌هایی که ویفر نامیده می‌شوند، برش می‌دهند.
ویکرام آگاروال (Vikram Aggarwal)؛ بنیان‌گذار و مدیرعامل EnergySage که یک بازار مقایسه‌ای جهت پنل‌های خورشیدی است، می‌گوید: “یک چوب گرد را تصور کنید. این چوب همانند یک پپرونی (نوعی از سوسیس که به‌صورت ورقه‌های نازک جهت تهیه ساندویچ‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد) برش داده می‌شود. این چوب‌ها به‌صورت بسیار نازک برش داده می‌شوند؛ این همان مرحله‌ای است که از لحاظ تاریخی مشکلات زیادی را به وجود آورده است. اگر این برش‌ها زیاد از حد ضخیم باشند، ضایعات محسوب شده و اگر زیاد از حد نیز نازک باشند، جهت ایجاد ترک بر روی آنها انعطاف و کارایی لازم را ندارند.”
یک نمونه از ماهواره Vanguard 1
شرکت‌ها تولیدکننده سعی می‌کنند که تا حد امکان این ویفرها را نازک تولید کنند تا بدین شیوه از کریستال‌ها بهترین استفاده ممکن را ببرند. این نوع از سلول‌های خورشیدی از سیلیکون‌های تک کریستالی ساخته می‌شوند.
درحالی‌که اولین سلول‌های خورشیدی ازلحاظ ظاهری با گزینه‌های امروزی شباهت‌هایی دارند، اما تفاوت‌هایی نیز در میان آنها وجود دارد. مارگولیس می‌گوید که اگر به شرکت Bell Labs بازگردیم، می‌بینیم که امید اولیه آنها این بوده است تا سلول‌های خورشیدی قابلیت استفاده در مسابقه فضایی آینده را داشته باشند. بنابراین توجهی ویژه بر روی کاهش وزن این دستگاه‌ها وجود داشته است. هنگامی‌که سلول‌های فوتوولتائیک شناخته شدند، دانشمندان این قطعات را در محفظه‌های سبک‌وزن جای دادند.
این ایده کارایی لازم را داشت. در تاریخ 26 اسفند 1336 (17 مارس 1958)؛ یعنی چهار سال پس‌ازاینکه اولین سلول خورشیدی توسعه داده شد، آزمایشگاه Naval Research Laboratory ماهواره Vanguard 1 را ساخت و آن را پرتاب کرد. این ماهواره اولین ماهواره‌ای بود که از انرژی خورشیدی استفاده می‌کرد.
وضعیت امروزی پنل‌های خورشیدی
امروزه سلول‌های فوتوولتائیک در حجمی انبوه به تولید می‌رسند و توسط لیزر و با دقتی بیش از تصور دانشمندان شرکت Bell Labs برش داده می‌شوند. درحالی‌که این قطعات در فضا مورداستفاده قرار می‌گیرند، توانسته‌اند که بر روی زمین ارزش‌ها و موارد استفاده بیشتری را به خود اختصاص دهند. در نتیجه به‌جای تأکید بر وزن، تولیدکنندگان این قطعات تمرکز خود را بر قدرت و دوام این محصولات معطوف کرده‌اند. پس باید با محفظه‌های سبک‌وزن خداحافظی کرد و به شیشه‌هایی که می‌توانند در مقابل آ‌ب‌و‌هوا مقاومت کنند، سلام کرد.
یکی از تمرکزهای اصلی تولیدکنندگان پنل‌های خورشیدی، مسئله کارایی است. کارایی به این معنا است که از هر مترمربع نور تابیده شده بر روی یک پنل خورشیدی، چه مقدار الکتریسیته به دست می‌آید. آگاروال می‌گوید که این یکی از مسائل پایه ریاضیات بوده و در مرکز تمامی محصولات خورشیدی نیز وجود دارد. در اینجا، کارایی به این معنا است که چه مقداری از نور خورشید می‌تواند به‌درستی از طریق لایه‌های نوع P و N به الکتریسیته تبدیل شود.
آگاروال طی فرضیه‌ای اظهار می‌دارد: “بیایید فرض کنیم که شما در پشت‌بام خود 100 فوت فضا در اختیار دارید. در این فضای محدود، اگر پنل‌ها 10 درصد کارایی داشته باشند، آنگاه این میزان کمتر از 20 درصد خواهد بود. کارایی به معنای تعداد الکترون‌های تولیدشده به ازای هر اینچ مربع از ویفرهای سیلیکونی است. هرچقدر که این پنل‌ها کاراتر باشند، صرفه اقتصادی بیشتری خواهند داشت.”
مارگولیس می‌گوید که در حدود یک دهه پیش، کارایی انرژی خورشیدی در حدود 13 درصد بود اما در سال 2019 این رقم به 20 درصد افزایش یافته است. این یک روند افزایشی است. اما مسئله‌ای که مدنظر مارگولیس بوده، محدودیت ذاتی سیلیکون است. به دلیل ماهیت عنصر سیلیکون، این ماده حداکثر می‌تواند تا 29 درصد کارایی داشته باشد. حال باید چه‌کار کنیم؟
آینده پنل‌های خورشیدی
برخی از دانشمندان مشغول بررسی مواد جدیدی هستند. یک ماده معدنی به نام پروسکایت وجود دارد که آگاروال آن را “بسیار هیجان‌انگیز” توصیف می‌کند. این ماده اولین بار در رشته‌کوه اورال در غرب روسیه کشف شد. پروسکایت در آزمایش‌ها توانسته که تعجب محققان را برانگیزد. این ماده در سال 2012، 10 درصد کارایی داشته اما در سال 2014 این رقم به 20 درصد رسیده است. این ماده با استفاده از فلزات معمولی صنعتی قابل ساخت بوده، آسان‌تر یافت می‌شود و همچنین در قیاس با ایجاد تعادل میان لایه‌های نوع P و N، جریان الکتریسیته را از طریق فرآیندی ساده‌تر هدایت می‌کند.
هم آگاروال و هم مارگولیس این را نیز در نظر می‌گیرند که این فناوری هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد. مارگولیس می‌گوید: “کارایی این ماده در آزمایشگاه‌‌ها به‌سرعت افزایش یافته است، اما تفاوت‌هایی بین آزمایشگاه و دنیای واقعی وجود دارند.” درحالی‌که پروسکایت در هوای صاف پیشرفتی عالی را از خود نشان داده، اما در هنگام رویارویی با عناصری همانند آب، عملکرد آن به‌سرعت کاهش می‌یابد. باران یکی از شرایط عادی دنیای واقعی است.
به‌جای مواد جدید، مارگولیس و تیمش مشغول کار بر روی مفهومی به نام solar plus هستند. وی بیان می‌دارد: “همزمان با اینکه استفاده از انرژی خورشیدی در حال افزایش است، این پتانسیل نیز وجود دارد تا تعامل انرژی خورشیدی با سایر سازه‌ها را نیز در حالت کلی بهبود داد.”
حال یک روز تابستانی بسیار گرم را در شهر خودتان تصور کنید. طی روز به اداره می‌روید و شب هم به خانه بازمی‌گردید. هوا مرطوب و گرم است، بنابراین شما نیز همانند سایر مردم، سیستم تهویه هوای خانه خود را روشن می‌کنید و آنگاه متوجه می‌شوید که شبکه برق‌رسانی شما با مشکل روبه‌رو شده است.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2020-02-15 14:30:282020-02-15 14:30:28پنل‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟
پتنت جدید شیائومی شاید باعث شگفتی خیلی‌ها شود، اما وبسایت LetsGoDigital به‌تازه‌گی یک پتنت طراحی اسمارتفون از این شرکت چینی منتشر کرده که در آن قاب پشت گوشی با یک پنل خورشیدی یکپارچه‌سازی شده است.
در پتنت جدید شیائومی که در آن با طراحی مدرنی مواجه‌ایم، شاهد یک نمایشگر خاص و ویژه، بدون دوربین سلفی قابل رویت هستیم. اما ظاهرا، یک دوربین سلفی و یک حسگر اثر انگشت در زیر صفحه‌نمایش آن جادهی شده‌اند. ضمنا، براساس آنچه که از تصاویر پیداست، به‌خاطر یکپارچه‌سازی قاب پشت دستگاه با پنل خورشیدی، افزایش چندانی در ضخامت آن رخ نداده است.
البته شاید پرسیده شود که چگونه یک پنل شارژکننده خورشیدی می‌تواند برای یک گوشی همراه سودمند باشد. قبلا یک باتری خورشیدی ساخت ال‌جی می‌توانست به ازای هر ۱۰ دقیقه شارژ، ۲ دقیقه به زمان مکالمه شما بیافزاید. این موضوع مربوط به زمان‌های قبل می‌شود. در حال حاضر سلول‌های خورشیدی بسیار کارآمدتر شده‌اند و می‌توانند انرژی بیشتری را در اختیار گوشی‌ها قرار دهند. از طرفی هم نباید فراموش کرد که مجهز کردن بعضی کاربران به باتری‌های قوی‌تر، بسیار مفید خواهد بود.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2019-08-05 05:43:292019-08-05 05:43:29پتنت جدید شیائومی خبر از یک اسمارتفون یکپارچه‌شده با پنل خورشیدی می‌دهد!
امکان صادرات برق خورشیدی توسط ایران وجود دارد. تنها با نصب پنل های خورشیدی در منطقه ریگ سوخته می‌توان انرژی برق یک سال مردم دنیا را تامین کرد. یک مقام مسئول در معاونت علمی با بیان اینکه یک سوم ایران ظرفیت نصب پنل خورشیدی دارد، گفت: برای استفاده از انرژی خورشیدی لازم است یک جنبش...
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2018-12-11 12:41:072018-12-11 12:41:07امکان صادرات برق خورشیدی توسط ایران
شاید تصور اینکه در حال استفاده از گوشی هوشمند خود باشید در حالی که انرژی آن توسط باتری خورشیدی که حاوی موجودی زنده است تامین می‌شود، کمی غیر‌مقول باشد؛ اما محققان، پنل خورشیدی جدیدی را برای گجت‌های کوچک طراحی کرده‌اند که درون آن سیانوباکتری‌ها زندگی می‌کنند.
سیانوباکتری‌ها از قدیمی‌ترین موجودات دنیا هستند که صد‌ها میلیون سال قبل تنها موجود زنده در زمین بودند و با انجام فتوسنتز سبب تولید اکسیژن و رسیدن اکسیژن به سطح امروزی خود شدند تا کره زمین برای حیات محیا گردد. اکنون بار دیگر این دوستان قدیمی باز گشته‌اند و می‌خواهند مشکل تمام شدن شارژ گوشی‌های شما را برای همیشه حل کنند!
این پنل‌های جدید خورشیدی که با استفاده از پرینتر‌های جوهرافشان چاپ می‌شوند، نه تنها قادرند با ایجاد محیطی برای فتوسنتز، انرژی دستگاه شما را تولید کنند بلکه از آن اکسیژن نیز تولید می‌کنند که با توجه به وضعیت عجیب و غریب آب و هوای کلان شهر‌های جهان و عدم آمدن باد (!) می‌توانند گزینه‌ای جذاب باشند. با توجه به علاقه‌مندی روزافزون مردم به استفاده از گوشی‌های هوشمند که تعدادشان بسیار بالاست، در صورت استفاده از این نوع باتری‌های زنده می‌توان به تغییر کیفیت مثبت اتمسفر و پاک‌تر شدن وضع هوا نیز امید داشت.
محققان در کالج سلطنتی لندن، دانشگاه کمبریج و مرکز تحقیقاتی سنت مارتینز، برای تولید این پنل‌ها، جوهری زنده حاوی سیانوباکتری‌ها را آماده کرده و صفحات انرژی‌زا چاپ کرده‌اند! آنها برای این منظور از نانولوله‌های کربنی استفاده کرده‌اند و طی این فرایند نه تنها باکتری‌ها دچار مشکل نشدند بلکه تا صد ساعت به تولید الکتریسیته نیز پرداختند. هر چند شاید این زمان کوتاهی در مقایسه با پنل‌های نصبی در سقف منازل و نیروگاه‌های خورشیدی باشد اما نسبت به سایز و اندازه آنها این میزان شگفت انگیز است. از نکات جالب دیگر این محصول کار کردن در محیط تاریک است! همچنین این محصول به طور کامل قابل بازیافت و دوستدار محیط زیست بوده و دیگر نگرانی از بابت عدم بازیافت و آلوده شدن طبیعت از رها شدن باتری‌های کهنه نخواهیم داشت!
محققان همچنین ابراز کرده‌اند که می‌توان با ایجاد کاغذ دیواری از این پنل‌های خورشیدی، خانه‌ها و ساختمان‌های شهر را هوشمند ساخت و با تولید اکسیژن هوای پاک را در محیط فراهم نمود. استفاده از این پنل‌ها در گجت‌هایی چون ساعت‌های هوشمند و سیستم‌های مراقبتی سیار بیماران با توجه به هزینه بسیار پایین این پنل‌ها کاملا مقرون به‌صرفه خواهد بود.
تیم تحقیقاتی برنامه بعدی خود را در راستای قدرتمند‌تر نمودن و بالابردن عمر این باتری‌های زنده قرار داده‌اند و امیدوارند به‌زودی شاهد استفاده این باتری‌های هیجان انگیز در گجت‌های هوشمند باشند.
دولت انگلستان برای افرادی که ثروت چندانی ندارند برنامه‌های جالبی در نظر دارد. ۸۰۰ هزار خانه در ولز و انگلستان به طور رایگان خدمات انرژی خورشیدی دریافت خواهد کرد و این پنل‌ها برایشان نصب می‌شود.
این پروژه پرهزینه با کمک شرکت سولار پلیسیتی آغاز شده و افراد کم بضاعت نیز می‌توانند ازین پس به سبز ماندن محیط زیست کمک کنند.
استفاده از صفحات انرژی خورشیدی، خودروهای الکتریکی و دیگر تکنولوژی‌هایی از این قبیل همواره موجب بهتر شدن وضعیت محیط زیست می‌شوند. گرچه این سیستم‌ها چندان هم ارزان قیمت نیستند و برای مثال خودروهای برقی قیمت بسیار بالایی دارند.
در حال حاضر انرژی از راه‌های مختلفی تامین می‌شود که اکثر آنها به محیط اطراف ما آسیب‌های جبران ناپذیری وارد می‌کنند. با بهره گیری از پنل خورشیدی حالا ما یک راه جایگزین داریم. همچنین به لطف این روش‌ها، هزینه‌های قبوض به طرز چشم‌گیری کاهش پیدا کرده و هر خانوار می‌تواند تا ۲۴۰ یورو در سال پس‌انداز کند.
در عرض یک سال و نیم آینده ۱۰۰ هزار خانه به این تکنولوژی دست پیدا می‌کنند و انتظار می‌رود ۷۰۰ هزار خانه باقی مانده در ۵ سال پیش‌رو از صفحات خورشیدی بهره ببرند.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2017-09-08 14:30:242017-09-08 14:30:24دولت انگلستان برای خانواده‌های کم بضاعت پنل خورشیدی نصب می‌کند
فناوری‌هایی مانند پنل‌های خورشیدی آئودی استفاده از خودروهای الکتریکی را راحت‌تر و آنها را محبوب‌تر می‌کند، زیرا این پنل‌ها می‌توانند نور خورشید را به انرژی الکتریسیته تبدیل کنند.
نور خورشید در آینده‌ای نزدیک می‌تواند برق مورد نیاز سیستم تهویه هوای خودروی شما را تامین کرده و از این طریق امکان داشتن رانندگی لذت بخش‌تری را در روزهای گرم تابستانی برای شما فراهم سازد. آئودی، یکی از شرکت‌های خودروساز برتر آلمانی، تصمیم گرفته است تا برای عملی ساختن این ایده نوآورانه با یک متخصص سلول‌های خورشیدی از یک شرکت چینی به نام هانگری (Hanergy) پنل‌های خورشیدی نازکی را برای استفاده در سقف خودروهای الکتریکی خود بسازد.
این ایده در نگاه اول بیشتر به آنچه که در فیلم‌های علمی – تخیلی می‌بینیم شبیه است؛ اما خودرو ساز آلمانی گفته است که امکان استفاده از این فناوری را به زودی برای همه مشتریانش فراهم می‌کند.
آئودی با شرکت آلتا دیوایسز (Alta Devices)، یکی از شرکت‌های زیرمجموعه هانگری، برای ساختن پنل‌های نازک خورشیدی و استفاده از این پنل‌ها در سقف شیشه‌ای پانورامیک خودروهای خود قرارداد همکاری بسته است. طبق اطلاعات منتشر شده پنل‌های خورشیدی آئودی راندمانی بیش از ۲۵ درصد دارند و به دلیل داشتن ضخامت بسیار کم و انعطاف پذیری بالا در هر شکلی قابل استفاده هستند.
آئودی گفته است که می‌خواهد به منظور تولید انرژی الکتریسیته بیشتر برای خودروهای الکتریکی، از این پنل‌ها در کل قسمت سقف خودروهای خود استفاده کند؛ طبق اطلاعات منتشر شده توسط خودروساز آلمانی این پنل‌ها در هنگامی که شدت نور کم است توانایی تبدیل پرتوهای نور به انرژی الکتریسیته را دارند.
نحوه عملکرد پنل‌های خورشیدی آئودی
انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی آئودی به سیستم الکتریکی خودرو منتقل می‌شود تا از این طریق ولتاژ مورد نیاز برای عملکرد دستگاه‌هایی مانند سیستم تهویه هوا و گرم کن‌های صندلی را تامین کند. این فناوری باعث می‌شود که مصرف انرژی الکتریکی باتری‌های خودرو کاهش یابد و از این طریق یک خودروی الکتریکی رنج پیمایش بیشتری داشته باشد. هنوز مشخص نیست که پنل‌های خورشیدی آئودی تا چه حدی می‌توانند رنج پیمایش خودروهای الکتریکی این برند مشهور را افزایش دهند، اما نکته‌ای که باید در نظر داشت این است که تولید انرژی الکتریکی از هر روش ممکن، می‌تواند در افزایش رنج عملکرد خودروهای الکتریکی موثر باشد و ایده خلاقانه آئودی هم در این زمینه سودمند است.
برند مارتنز (Bernd Martens)، یکی از اعضای هیئت مدیره شرکت آئودی در رابطه با فناوری جدید این سازنده آلمانی مطلب زیر را منتشر کرده است:
“رنج پیمایش یک خودروی الکتریکی نقش تعیین کننده‌ای در انتخاب شدن یک خودرو از طرف مشتریان دارد. ما می‌خواهیم در کنار متخصصان شرکت هانگری از یک فناوری خورشیدی مبتکرانه در خودروهای خود استفاده کنیم تا از این طریق بتوانیم خودروهایی کاربردی‌تر را با رنج پیمایش بیشتر در اختیار مشتریان خود بگذاریم.”
آئودی معتقد است که می‌تواند در آینده‌ای نزدیک انرژی الکتریکی تولید شده به واسطه پنل‌های خورشیدی خود را مستقیما به باتری خودروهایش بفرستد تا به این نحو توان مورد نیاز برای فعالیت موتورهای الکتریکی به کار رفته در خودروهایش را تامین کند. پنل‌های خورشیدی آئودی هنوز در مراحل اولیه طراحی خود هستند و نمی‌توانند یک خودروی الکتریکی را شارژ کنند، اما برند مارتنز معتقد است که این ایده می‌تواند یک راهکار مطمئن و عاری از آلاینده را برای تامین انرژی خودروها در اختیار شرکت آئودی قرار دهد.
آئودی و هانگری تصمیم دارند که اولین مدل از خودروهای مجهز به پنل‌های خورشیدی سقفی خود را تا پایان سال ۲۰۱۷ میلادی بسازند. آئودی دو سال پیش از خودروی مفهومی ای – ترون کواترو (e-tron quattro) در نمایشگاه خودروی فرانکفورت رونمایی کرد. می‌توان انتظار داشت که مدل تولید انبوه این خودرو نیز به زودی وارد بازار شود به همین دلیل این احتمال وجود دارد که سازنده آلمانی پنل‌های خورشیدی مورد نظر خود را تا به حال ساخته باشد.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2017-08-28 07:54:212017-08-28 07:54:21پنل‌های خورشیدی آئودی رنج پیمایش خودروهای الکتریکی را افزایش می‌دهند
ماموریت ناموفق اخیر کاوشگر شیاپارلی، یک بار دیگر، دشواری فرود بر روی مریخ را به اثبات رساند. کاوشگر شیاپارلی روز ۱۹ اکتبر (۲۸ مرداد) در حالی که فاصله ای بیش از ۳۰۰ کیلومتر با سطح مریخ داشت، سقوط کرد. به نظر می رسد، سقوط کاوشگر شیاپارلی پس از ورود به جو سیاره سرخ، با شدت بر روی سطح سیاره اتفاق افتاده باشد.
آخرین تماس ماموریت اگزو مارس با شیاپارلی، در ساعت ۱۰:۴۲ دقیقه به وقت شرقی (۱۴:۴۲ به وقت گرینویچ) روز ۱۹ اکتبر بود که ظاهرا این کاوشگر در ارتفاع ۴۹۶ کیلومتری سیاره سرخ قرار داشت و تنها ۶ دقیقه با فرود بر روی سیاره فاصله داشته است. متاسفانه آژانس فضایی اروپا (ESA) سابقه خوبی در زمینه رسیدن به سطح سیاره سرخ ندارد.
آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۰۳، فضاپیمای مارس اکسپرس را به ماموریت مریخ فرستاد. کاوشگر بریتانیایی بیگل ۲ هم بخشی از ماموریت مارس اکسپرس بود. درست مشابه ماموریت اگزو مارس که شیاپارلی به همراه فضاپیمای مادر، مدارگرد ردیابی گاز، بخشی از آن بود.
انتظار می رفت، در ۲۵ دسامبر ۲۰۰۳، کاوشگر بیگل ۲ هم به سطح مریخ برسد، پنل های خورشیدی خود را باز کند و پیامی را به مرکز پشتیبانی ماموریت در زمین مخابره کند؛ اما این پیام هیچ گاه مخابره نشد، و تا ۱۱ سال پس از این هم، سرنوشت ماموریت کاوشگر بیگل ۲ حل نشده باقی مانده بود.
مدلی از کاوشگر بیگل ۲ بر روی سطح شبیه سازی شده مریخ در مرکز فضایی جوهانسون ناسا.
کاوشگر بیگل ۲ دوباره در سال ۲۰۱۴ توسط مدارگرد شناسایی مریخ ناسا کشف شد. این فضاپیما به لطف دوربین تصویربرداری با وضوح بالای خود، هایرایز، موفق به مشاهده محل دقیق کاوشگر بیگل شده بود. حال دانشمندانی از دانشگاه های لستر و مونتفورد، به دنبال حل معمای این کاوشگر هستند.
دانشمندان فضایی با همکاری طراحان دیجیتال، مدل سه بعدی از کاوشگر بیگل ۲ ساختند و نحوه دریافت نور خورشید توسط این کاوشگر را در حالات مختلفی شبیه سازی کردند. سپس، عکس های شبیه سازی شده را با عکس های واقعی که توسط دوربین هایرایز گرفته شده بود، مقایسه کردند. این محققان پس از این دریافتند، حداقل سه پنل (از چهار پنل کاوشگر) پس از رسیدن به سطح مریخ باز شده است.
این تیم تحقیقاتی باور دارد، فضاپیمای بیگل ۲ به درستی بر روی سطح سیاره سرخ فرود آمده؛ اما احتمالا پس از آن مشکلی برای تماس با زمین پیش آمده باشد. شاید یکی از پنل های خورشیدی در جهت اشتباهی باز شده و مانع کارکرد صحیح آنتن کاوشگر شده باشد.
پروفسور مارک سیمز، مدیر سابق ماموریت بیگل ۲ از دانشگاه لستر، در بیانیه ای گفت: “در واقع، ممکن است، ما هیچ وقت دقیقا ندانیم، چه چیزی منجر به عدم برقراری ارتباط کاوشگر شده است. در حالی که می توانیم تایید کنیم، کاوشگر فرود موفقیت آمیزی داشته است.”
این محققان قرار است، نتایج مطالعه خود را به زودی منتشر کنند.
http://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.png00ادمینhttp://www.netwebco.ir/wp-content/uploads/2015/09/logo.pngادمین2016-11-16 12:27:222016-11-16 12:27:22دانشمندان به حل معمای کاوشگر بیگل ۲ نزدیک تر شدند
