Hogyan lehet megtakarítani a napenergiát - az öko jogot
Az energiafogyasztás felderített tartalékai az energiafogyasztás jelenlegi növekedési ütemének megfelelően körülbelül 70-130 évre elegendőek. De létezik egy változat, amely átáll más forrásokra, mint például a napenergia. De még akkor is, ha az energiaforrások kimeríthetetlen erőforrásait felfedezik a Földön, az ökológiai bántalmak nem kerülhetők el. 100 év után a Földön olyan energiát fognak generálni, hogy ökológiai katasztrófa alakulhat ki. Ez a poláris jég olvadásához vezet, ami nagymértékben növeli a világ óceán szintjét. Ebben az esetben az óceán partján fekvő országok és városok egyszerűen nem igényelnek napenergiát, elmosódnak vagy elárasztják őket.
Ezért kell kezdeni a napenergia használatát, amely teljesen független attól függetlenül, hogy egy személy használja-e azt. A napenergia felmelegíti a világ légkörét. A felhasználás maximalizálása érdekében másfajta formává kell változnia. A fénysugarak megmentése érdekében senki más nem tudott. A fény átalakításának leggyakoribb és legígéretesebb módja a fotoelektromos. A fotonok továbbadják energiájukat a félvezetők elektronjainak, és ennek köszönhetően elektromos áram jelenik meg.
Hogy mindez történik, részletesen olvasható a fizika tankönyvében. Röviden megmagyarázzuk. Az egyes félvezetőkben tiltott energiasávok egyenlőek a fotonenergia méretével. Mi a bandgap? Röviden, ez az úgynevezett potenciális gát, amely szükséges ahhoz, hogy egy elektron átjusson, ha egy atomról egy másikba ugrik egy kristályrácsban. Miután a foton felszívódik, az elektron mozgékonyvá válik, ami elektromos áram keletkezik. Az elektromos áram az elektromos töltések irányított mozgása.
De a szerencsétlenség, a fotóindukált elektronok mindkét irányban mozoghatnak. Az EMF különböző jelek kompenzálják egymást. Ebben a helyzetben nincs áram.
Ha a félvezető 2 kombinálni (gyakran használják szilícium) adalékolt különböző szennyeződések (az első, mivel nem kompatibilis vegyértékek növeli a kezdeti kompenzálatlan elektronok anyagot - ez fordul N típus-félvezető, és a második, amelynek vegyértékét valamivel kevésbé vezet a lyukak képződését, a hordozók „+” töltés - p-típusú félvezető kapunk), jön létre a határ félvezető n-p csomópont.
Újabban a fotoelektromos energia nagyon drága. Ezt megelőzően 1982-ben, hazánkban készült napelemek tér célra. A mi korunkban, volt egy tapasztalt gyártó lemez napelemek kereskedelmi célokra. A napenergia ára 3-4-szer csökkent. De bármilyen forgatókönyv, 7-10 rubel per 1 Watt - ez nagyon drága. Ebben az időben, a keresést a módszereket, amelyek a napenergia kerülne valamivel olcsóbb, és már nyilvános használatra rendelkezésre. A. Stepanov tudósunk egyik érdekes fejlődése. Ő előadott jó ítélet nem nő a magas minőségű szilícium formájában nagy tuskó, amely aztán kell vágni az egész lemezt, és azok majd óvatosan polírozás, így pazarlás sok energiát pazarolnak és pazarlás anyag. Azt javasolta, hogy húzza meg nagyon vékony szalagokat az olvadékból. Ebben a kiviteli alakban csökken költsége és növeli fényelektromos hatás a napelemek, mivel ez lehet egy szalagszorító nagyon szoros, és kihasználatlan marad tér között, a lemez elemek.
A napenergia megrázó blokk minden tudós számára, mivel a szilícium elemek hatékonysága nagyon kicsi. Mivel csak egy kis része az energia elnyelődik elektronok félvezetők, a legtöbb beeső sugárzás hő a napelem (ez csökkenti a fotoelektromos jellemzők), egy részük rögzített, és néhány ütések egészen vele.
Emlékezzünk vissza, hogy egy félvezetőben a tiltott zenekar nagyon keskeny, és ennek megfelelően egy kis "energia menü" az elektronok számára. Emellett nagy energiaveszteségek társulnak lyukak és elektronok rekombinációjához.
Ennek eredményeként a napelemek hatékonysága nem haladja meg a 10% -ot. De már vannak olyan prototípusok, amelyeket a laboratóriumokban szereztek A. Zaitseva, M. Kagan, amelynek hatékonysága 15-17%. És ez nem a maximális határ. A szakértők szerint az n-p-csomópontú napelemek hatékonyságának határa elérheti a 27-30% -ot.
Különösen ígéretesek a heterojunktú félvezető átalakítók. A kémiai összetételben két különböző félvezetőből állnak. Ezért különböznek a tiltott zónák szélességében. Az n-p csomópont úgynevezett régiójában az emf egy további képe jelenik meg, a lehetséges akadályok simítása miatt. A tudósok alatt működő utasítás akadémikus Zsoresz Ivanovics Alfjorov érkezett, a fotodiódák heterojunction „gallium-arzenid - alumínium-arzenid,” a hatékonyság körülbelül 20% -ával egyenlő.
Érdemes megjegyezni, hogy fűtött állapotban ezek a fotodiódák nem veszítik el fotoelektromos tulajdonságait. Jól működnek, még akkor is, ha összeolvasztják a napenergiát 1600-szor.
Kiderült, hogy lehetséges egy fototranszformátor készítése, amely újrahasznosítja az összes ráeső fényt. Vannak variáns szerkezete, vagyis egy tiltott zóna, amelynek változó szélessége van. Ezt úgy érhetjük el, ha a félvezető különféle szennyeződésekbe kerülnek be. Ebben az esetben a kiegészítő fotós EMF egy teljes térbeli térségben keletkezik, ahol különböző pontok vannak különböző tiltott zónákon. Egy ilyen zónában, bármilyen kvantum esetén, ott egy eldugott hely lesz, ahol az elektronikusan befogadható bármilyen beavatkozás nélkül.
Az oroszországi varios struktúrák elméletét egy tudóscsoport fejlesztette ki, ezért a fotoconverterek 90% -os hatékonysággal rendelkeznek.
A csúcstechnológia idejében új és olcsóbb anyagokat keresünk, amelyekből fotocellák készülnek. Számos tudós szerint kén, kadmium, réz félvezető vegyületek nagyon ígéretesek. Átalakítók, amelyek alapján nyertünk közül a legolcsóbb, nos, ez megint egy probléma - a hatékonyság valahol 5% -ot, és az anyagok nem nagyon stabil befolyása alatt a környezet elpusztult. A komplex és drága tömítés csökkenti az előzőleg megszerzett megtakarításokat.