|
بازده پنج برابری سلولهای خورشیدی هیبریدی با فناوری جدید |
دانشمندان با جفت کردن یک سلول فتوولتائیک با یک لایه پلیمری، سلولهای خورشیدی هیبریدی جدیدی تولید کردهاند که با بهرهبرداری همزمان از انرژی گرمایی و روشنایی خورشید بیشترین بازده ممکن را دارد. |
به نقل از ایسنا منطقه خراسان، بازدهی این سلولهای جدید، پنج برابر بیشتر از فناوری سلولهای خورشیدی موجود در بازار است. اگرچه قیمت این محصول بسیار بالاست، اما محققان امیدوارند مصرفکنندگان دریابند با افزایش میزان بهرهوری از انرژی خورشیدی میتوانند بسیار بیشتر در هزینهها صرفهجویی کنند.
هر نسل از سلولهای خورشیدی از نسل قبلی خود بهرهوری بیشتری داشتهاند. تولیدکنندگان این محصول در تلاشند با گسترش سطح این پنلهای خورشیدی دو رو میزان بهرهوری را باز هم افزایش دهند. اگرچه حتی در نسل قبلی سلولهای خورشیدی این ترفند خیلی کارآمد نبوده است.
ترکیب مواد تشکیلدهنده سلولهای خورشیدی یک روش برای افزایش بهرهوری آنهاست، بنابراین محققان آزمایشهای خود را با مواد گوناگونی روی این فناوری جدید انجام دادند. در این فناوری، یونکویانگ کیم و همکارانش از یک پلیمر رسانای شفاف با نام PEDOT استفاده و نتیجهای بیش از حد انتظار مشاهده کردند.
لایه PEDOT که در برابر نور گرم میشود دارای چند لایه مختلف است: ابتدا یک سلول خورشیدی حساس به نور و در بالای آن یک لایه نازک دارای خاصیت پیزوالکتریک و بر روی آن یک دستگاه ترموالکتریک قرار دارد که هر دوی این لایهها (پیروالکتریک و ترموالکتریک) قابلیت تبدیل حرارت به برق را دارند.
در نتیجه این اختراع انرژی خورشیدی 20 درصد بیشتر از یک سلول خورشیدی معمولی انرژی تولید میکند و این موضوع به دلیل این است که سلول هیبریدی همزمان از انرژی روشنایی و گرمایی برای تولید برق استفاده میکند. بنظرمی رسد اگر یک سیستم خنک کننده در پشت پانلهای خورشیدی تعبیه شود که حرارت صفحه را به آب گرم تبدیل و در منزل استفاده شود. هم استفاده بهینه از انرژی گرمایشی خورشید شده و هم راندمان پانل در جهت تولید برق بیشتر می شود. چرا که وقتی سلول خورشیدی گرم می شود راندمان تولید الکتریسیته اش کم می شود.و با خنک کردن سلول .با یک تیر دو نشان را هدف قرار می دهیم.!! هم برق هم آبگرمکن خورشیدی داریم .و در فضا و هزینه صرفه جوئی عمده ای شده است./ |
بزرگترین مزرعه خورشیدی جهان با همکاری دو کشور چین و پاکستان در شهر پنجاب در حال ساخت است. این نیروگاه که اولین مزرعه خورشیدی ساخته شده در پاکستان است، با 400 هزار پانل خورشیدی قابلیت تولید 100 مگاوات انرژی الکتریکی را دارد.
پارک انرژی خورشیدی قائد اعظم (QUASP) که در زمینی به مساحت 500 هکتار در منطقهای از صحرای پنجاب بنا شده، طی مدت سه ماه توسط شرکت چینی سینجیان سونایسیس و با هزینه ای بالغ بر 130 میلیون دلار ساخته شده است و این اولین قسمت از پروژه بزرگتر 46 میلیارد دلاری راهروی اقتصادی چین- پاکستان محسوب میشود.
هنگامی که در سال 2017 این پروژه به اتمام برسد، 5.2 میلیون سلول فتوولتائیک تا 1000 مگاوات انرژی الکتریکی را برای تامین انرژی 320 هزار خانه تولید خواهد کرد. اگرچه منتقدان هشدار دادهاند که ساخت این نیروگاه با ایجاد یک سری مشکلات زیستمحیطی جدید، سایر مشکلات مربوط به تامین انرژی را حل خواهد کرد.
این مزرعه در منطقهای بیابانی بنا شده که روزانه 13 ساعت از نور خورشید بهرهمند است و مکان آن بسیار ایدهآل برای برپایی یک نیروگاه خورشیدی است.
به گفته نجم احمدشاه، مدیرعامل این پارک خورشیدی، این مجموعه، تولید انرژی پاک را امکانپذیر ساخته، چرا که برای تولید همین میزان انرژی سالانه باید 57 هزار و 500 تن زغال سنگ بسوزد که در نتیجه 90 هزار و 750 تن کربن وارد جو میشود. همچنین از این طریق پاکستان میتواند به هدف خود یعنی کاهش 60 درصدی استفاده از هیدروکربنها تا سال 2025 دست یابد. این میزان در حال حاضر 87 درصد است.
از آنجایی که این پروژه در یک منطقه بکر و بیابانی ساخته شده، ساختار و افزایش فعالیتهای انسانی بدون شک در تنوع زیستمحیطی و جانوری آن منطقه تاثیرگذار خواهد بود.
اصطلاحات پلی کریستال و مونوکریستال مربوط
به ریز ساختار کریستالی سلولهای خورشیدی بکار رفته در ساخت پنلهای خورشیدی
می باشد. ماده اصلی بکار رفته در ساخت سلولهای خورشیدی سیلیس یا سیلیکون
است. سیلیس ماده ای است که قسمت عمده پوسته زمین از آن تشکیل شده ولی این
ماده عمدتاً به صورت ترکیب اکسید سلیسیم یا سیلیکا (SiO2) یافت می شود که
به اصطلاح غیر علمی به آن ماسه می گوییم.
روشهای مختلفی برای تخلیص و
استحصال سیلیسیم از اکسید آن وجود دارد که مهمترین و کاربردی ترین آنها
احیا کردن ماده به روش ترموکربنیک (استفاده از راد کربن در دمای 1700 درجه
سانتیگراد) می باشد.
سیلیس حاصل شده از این فرآیند هنگام سرد شدن حالت
کریستالی پیدا می کند و فرآیند سرد شدن یا انجماد سیلیس مذاب تعیین کننده
ماهیت کریستالهای سیلیس تولید شده خواهد بود. هرچه سرعت انجماد کند تر
باشد، می توان کریستالهای درشت تری از سیلیس را تولید نمود. حتی با رعایت
شرایطی خاص می توان یک تک کریستال بسیار بزرگ سیلیس نیز به دست آورد. چنان
که میدانید روش تولید سخت تر و پیچیده تر به معنی گران قیمت تر بودن
کریستال تولید شده نیز هست.
تفاوت سلولهای خورشیدی مونو کریستال و
پلی کریستال نیز در نوع سیلیس بکار رفته در ساخت آنها است. سلولهای
مونوکریستال با استفاده از یک کریستال بزرگ سیلیس تولید می شوند در صورتی
که برای ساخت سلولهای پلی کریستال از تجمع چندین کریستال سیلیس در یک سلول
استفاده می شود.
نکته قابل توجه در کاربرد سلولهای خورشیدی در
اینجاست که پنلهای ساخته شده از سلولهای مونوکریستال به میزان بسیار جزئی
دارای سطح کمتری نسبت به پنلهای پلی کریستال مشابه خود هستند یا به عبارتی
راندمان آنها بالاتر است. از طرف دیگر، به دلیل گرانتر بودن سیلیکون تک
کریستال، قیمت آنها نیز کمی بیشتر است.
روی هم رفته هزینه لازم برای
استحصال برق از طریق فتوولتائیک با هر دو پنل مونوکریستال و پلی کریستال
برابر است. زیرا یکی از این دو روش را باید انتخاب کنیم: 1- سطح کمتری از
پنلهای گران قیمت تر. 2- سطح بیشتری از پنلهای ارزان قیمت تر.
در
مناطق خیلی گرمسیر شاید استفاده از پنلهای پلی کریستال مناسب تر باشد چون
سطح آنها روشنتر است و حرارت کمتری را از انرژی تابشی خورشید جذب می کنند.
به همین دلیل میزان افزایش مقاومت الکتریکی سیستم در اثر گرمتر شدن نیز
کمتر خواهد بود و افت توان کمتری از پنلها مشاهده خواهد شد.
تولید آب با انرژی خورشید | |
موسسه منابع جهانی اعلام کرده که تا سال ۲۰۴۰، ۳۳ کشور با بحران کمآبی
مواجه خواهند شد که این عامل باعث شده تا مخترعان در صدد طراحی ابزاری
کارآمدتر برای مقابله با این بحران باشند.
به گزارش شفقنا، به نقل از
ایسنا، اپ ورهگن، طراح هلندی موفق به طراحی دستگاهی برای تولید آب در
بیابانها شده که «قطره آب» (WaterDrop) نام گرفته است. وی با بهرهگیری از
مفهوم انرژی خورشیدی، دستگاه شیشهای دستی برای تولید آب در بیابانها
طراحی کرد.
به گفته ورهگن، طرح وی چیزی شبیه به داستانهای تخیلی است، اما طی سالهای اخیر فناوری خورشیدی جهشهای بزرگی داشته است.
ورهگن اظهار کرد: با افزایش دما مقدار آب موجود در هوا افزایش مییابد.
معمولا دمای بالاتر به معنی نور خورشید بیشتر نیز هست. پس چرا بر استخراج
آب از هوا با انرژی تجدیدپذیر خورشید تمرکز نکنیم به کمک این روش، آب مورد
نیاز برای مصارف خانگی و کشاورزی در بیشتر مناطق خشک جهان در دسترس قرار
میگیرد.
ماژولهای فتووالتیک روی سطح خارجی این دستگاه، در طول روز
انرژی خورشیدی را جذب میکنند. از این انرژی میتوان برای خنک کردن هوا و
تولید چگالش استفاده کرد. همچنین میتوان انرژی مورد نیاز یک فن
تولیدکننده جریان هوا را تامین کرد. بطور نظری، قطرات آب نهایی در مخزن
کوچک این دستگاه ذخیره میشود.
ورهگن پیشنهاد میکند که با ادغام
سنگهای کوچک به دستگاه میتوان خاصیت معدنی بودن را به آب تولید شده اضافه
کرد. در دهانه خروجی این دستگاه، یک فیلتر آب کربنی قابل تعویض قرار دارد.
به گزارش ایسنا، تیم تحقیقاتی معتقد است این سیستم به زودی
امکان متصل شدن سلولهای کوچک به یک خودرو را ممکن میسازد به طوری که
خودرو حین حرکت و دست کم در روزهای آفتابی شارژ شود.
محققان
دانشگاه کیسوسترن رزرو، چهار سلول خورشیدی پروسکایت را به باتریهای
لیتیمی فوتوشارژ متصل کردند و معتقدند این کارآمدترین پیکربندی تاکنون است.
تیمهای علمی دیگر از سلولهای خورشیدی پلیمری برای شارژ کردن
باتریهای لیتیمی استفاده کردهاند اما کارآیی مطلوب حاصل نشده است. با این
حال ترکیب به کار رفته توسط محققان حاضر در مقایسه با ترکیبات دیگر اجزای
فوتوشارژ و باتریهای سازگارپذیر یا ابرخازنها، عملکرد بهتری داشته است.
سلولهای
خورشیدی پروسکایت خوشآتیهترین فناوریهای سلول خورشیدی هستند که تاکنون
ارائه شدهاند زیرا توانایی تبدیل طیف وسیعتری از نور خورشید به برق را
در مقایسه با سلولهای سیلیکونمحور دارند. این سلولهای بلوری ساختاری
شبیه به ماده معدنی به همین نام دارند.
دانشمندان سلولهایی با سه
لایه تولید کردند که به یک فیلم منفرد پروسکایت تبدیل شدند؛ محققان سپس
چهار مورد از این سلولهای دارای مساحت یک میلیمتر مربع را در مجموعهای
به یکدیگر متصل کردند.
زمانی که این مجموعه سلولها برای شارژکردن
باتریهای لیتیم- یون به اندازه سکه به آنها متصل شدند، تیم علمی به
کارآیی 7.8 درصدی ذخیرهسازی و تبدیل انرژی خورشیدی به برق دست یافت و برای
چندین چرخه این کارآیی حفظ شد.
دانشمندان بر این باورند میتوان در
آینده از این سیستم در منازل و برای سوخترسانی دوباره به خودروها استفاده
کرد زیرا سلولهای خورشیدی پروسکایت را میتوان به عنوان فیلم
انعطافپذیری تولید کرد که روی خود اتومبیل نصب شوند.
جزئیات این مطالعه در مجله Nature Communications ارائه شد.
چرا به حج می رویم؟
مسلمانان با داشتن شرایطی مکلفاند در دهه اول ماه ذیالحجه به مسجد الحرام در شهر مکه در عربستان سعودی رفته و مجموعهای از اعمال نیایشی را بهجا آورند.
حج بر سه نوع تمتع، قران و افراد است که حج قران و افراد وظیفه ساکنان مکه است. در اسلام بر کسی که دارای بلوغ، عقل، آزاد بودن و استطاعت باشد واجب میشود.[۱]
حج نخستین بار در دین ابراهیم انجام شد و آیینهای حج و عمره، احرام، لثم و لمس حجرالاسود، سعی بین صفا و مروه، وقفه در عرفات و رمی جمره، همگی پیش از اسلام رایج بود و تنها برخی تعدیلات در حج اسلامی نسبت به پیش از اسلام روی دادهاست.
اعراب پیش از اسلام هنگام طواف «لبیک یا لات»، «لبیک یا عزی» و «لبیک یا منات» میگفتند و هر قومی بت خود را میخواند و در اسلام، «اللهم» جای بتها را گرفت و آن عبارت بدین شکل تغییر کرد: «لبیک اللهم لبیک»
عربها صید را در ماه حج حرام میدانستند. پیامبر اسلام حرمت صید را ویژه ایام حج و هنگام احرام مقرر کرد. عربها گاهی لخت به پیرامونگردی (طواف) کعبه میپرداختند. اسلام آن را منع کرد و پوشیدن لباس دوختهنشده را مقرر کرد. عرب از خوردن گوشت قربانی اکراه داشت و پیامبر اسلام آن را مجاز دانست.
مسلمانان پس از فتح مکه و برانداختن بتهای قریش از سعی میان صفا و مروه اکراه داشتند؛ زیرا پیش از اسلام بر این دو کوه دو بت سنگی قرار داشت که حاجیان و زائران آن دوره سعی بین صفا و مروه را برای نزدیک شدن به آنها و دستکشیدن و بوسیدن آنها انجام میدادند. ولی محمد سعی بین صفا و مروه را مجاز کرد و بنا بر متن قرآن این کار از شعائر الله دانسته میشود.