Genel Blog

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Nanoteknolojinin Kullanımı

19

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Nanoteknolojinin Kullanımı

Nanoteknoloji, mevcut verimlilik engellerini aşmaya ve güneş enerjisi üretimini ve depolanmasını büyük ölçüde artırmaya asistan olabilir. Nano ölçekte, güneş enerjisinin işlenmesini ve iletilmesini iyileştirebilecek değişik maddi süreçler oluşturulmuştur. Nanoteknolojinin güneş pillerinde uygulanması, yeni nesil yüksek performanslı ürünlerin geliştirilmesine giden yolu açmıştır. Temiz enerji seçenekleri için rekabet artarken, beklentileri genişletmek için değişik potansiyel yaklaşımlar tartışılmıştır. Güneş …

Nanoteknoloji, mevcut verimlilik engellerini aşmaya ve güneş enerjisi üretimini ve depolanmasını büyük ölçüde artırmaya tezgâhtar olabilir. Nano ölçekte, güneş enerjisinin işlenmesini ve iletilmesini iyileştirebilecek dağıtılmış fiziki süreçler oluşturulmuştur. Nanoteknolojinin güneş pillerinde uygulanması, yeni nesil yüksek performanslı ürünlerin geliştirilmesine giden yolu açmıştır. Pak enerji seçenekleri için rekabet artarken, beklentileri genişletmek için çeşitli potansiyel yaklaşımlar tartışılmıştır. Güneş pili üretimi, çoklu tür, spektrum modülasyonu, termo-fotoelektrik hücreler, sıcak taşıyıcı, orta bant ve diğer çoğu teknik alanında yeni ilkeler araştırılmıştır. Nanopartiküllerin ve nano yapıların ışığın emilimini artırdığı gösterilmiştir.
Nanoteknoloji, 1 ila 100 nanometre arasındaki nano ölçekli malzemeleri kapsayan disiplinler arası bir araştırma, mühendislik ve geliştirme alanıdır. Bu nanometre ölçümlerinde, materyaller, beceriksiz veya eksik olan yeni özellikler sergileyebilir. Bu amaçla nanoteknoloji uygulamaları fizik, kimya, biyoloji ile ilgili bilimler, araç gereç bilimleri, elektronik ve enerji bilimleri gibi geniş bir yelpazede kanıtlanmıştır. Azalan eski kalıntı yakıt kaynakları ve bunların kullanımının çevresel sonuçları ve dünyayı ısıtan artan sera gazı emisyonları sebebiyle, yeni bir yenilenebilir, verimli ve biyo düzenli güç kaynağı keşfetmek bugün bilim adamları ve araştırmacıların karşı karşıya olduğu bir sorundur. Güneş Enerjisi Sistemlerinde Nanoteknolojinin Kullanımı
Güneş enerjisi, rüzgar, hidro ve gelgitler ve yakacak hücreleri ve hidrojenden gelen biyokütle gibi alternatif enerji kaynaklarına uyarı, günümüzde endüstri ve bilim topluluklarında büyük alaka görmektedir. Dünyanın en büyük güç kaynağı olan güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynağı, ucuz ve bedava emisyon olarak, enerji arzında özel bir role sahiptir. Güneş’in her saat gezegene yansıttığı güneş ışığı, dünya insanlarının bir yılda yediği tüm kaynaklardan daha fazladır. Bu enerjinin üretimi böylece epeyce önemlidir. acilen, güneş enerjisi hasadı ihtiyacı sebebiyle, farklı ülkelerde güneş radyasyonu için içten kapasiteye sahip fazla sayıda güneş enerjisi imal sistemi geliştirilmiştir, böylece elektriği ulusal şebekeye iletilir.
Günümüzde takriben 178 GW elektrik arzı güneş enerjisi kadar üretilmiştir. Bu kaynak, engellerin ortadan kaldırılmasıyla, yapı edilen elektrik santrallerinin güneş enerjisi potansiyelinin 2020 yılına kadar 500 GW’ın üstüne çıkması bekleniyordur. Güneş enerjisi gibi yeşil enerjilerin temelini yaratıcı öz çoğunlukla lokal ve çeşitli olduğundan, böylece küresel şebekeyi kullanmak muhtemel değilse, bu tür kaynakların kullanımının merkezi çıktı yerine değişik şekilde dağıtılması mantıklıdır ve daha makul olacaktır. İran, bu enerji arzını ekvatora yaklaştırmak için dinç bir potansiyele sahip. bu vesileyle İran, maden kaynaklarında yedinci sırada yer almaktadır.

Güneş Enerjisi Üretim Mekanizması

Güneş ışığı, foton adı verilen enerji paketlerinden gelen ışık sürekliliğinin (morötesi, sarı ve kırmızı) değişik saç uzunluklarından oluşur. Bu fotonların yoğunluğu dalga boylarına tarafından farklılık gösterir. Güneş Panellerinin yüzeyine maruz kaldıktan sonradan güneş ışığı, güneş pilleri Güneş’in enerjisini emer ve elektriğe çevirir.

Güneş Pili Türleri

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Nanoteknolojinin KullanımıSilikon güneş pilleri (Birinci nesil)
Birinci neslin teknolojisi, tek kristal veya fazla kristal yapıya sahip 300 ila 400 mikron kalınlığa sahip silikon gofretlere dayanmaktadır. Kullanılan silikon malzemeler, tatmin edici miktarda elektron deliği bulmak için farklı elementlerle kirlenmiştir. böylece yükün dış devreye taşınmasıyla elektrik akımı oluşturulur. Bu güneş pilleri, yüksek performansları sebebiyle ticarileştirilmiştir, fakat bu grubun en büyük dezavantajları, silikon hammaddelerin işlenmesinin yüksek maliyeti ve yüksek enerji kullanımıdır.
İnce güneş pili filmi (İkinci tür)
Adından da anlaşılacağı gibi, bu hücrelerin alıştırma konseptleri, cam, metal ya da polimer substratlar gibi yüzeyde biriken ince sözde iletken katmanlarına odaklanmıştır. Bu tür güneş pillerinde, her bir kaplama Güneş’in dalga boyunun bir kısmını tüketmekten sorumludur. sonuç olarak, güneş pillerinin bu formundaki soğurma oranı azalır ve enerji transferleri iyileşir.
Boyaya duyarlı güneş pili (Üçüncü cins)
Pigmentli bir güneş pilinin temel bileşenleri, pigmente aklıselim bir titanyum dioksit filmden (TiO 2) oluşan bir foto elektrottur. Gösterildiği gibi bu hücrelerde , fotonlar Boyaya Duyarlı Güneş Hücrelerine girerken pigment tarafından emilir ve elektronlar ve delikler üretir. Boya elektronlar TiO nanopartiküle geçirilir. TiO 2’nin nanopartikülleribu elektronun taşıyıcıları olarak hizmet eder ve sonunda elektron elektroda girer. Elektroda giren elektron tel ile zıt elektroda (indirgeme elektrodu) geçirilir ve elektrolit geri kazanım döngüsünde kullanılır. Diğer tarafta pigment boşluğu bir çözücü kadar her yerde oluşturulur ve bir sonraki fotonu absorbe edebilir. Bu sayede dış devre üzerinde de akıntı oluşmuş olur.
Güneş pilleri endüstrisinde nanoteknoloji uygulanması
çoğunlukla, nanoteknoloji güneş pillerinin verimliliği üzerinde farklı alanlara yönlendirilmiş açılardan faydalı bir etkiye sahiptir. Bu tür işlevsel sonuçlar şunları içermektedir:
• Güneş ışığının emilimini ve tutulmasını artırma
• Güneş pilleri için modern nanoteknoloji tasarımları sağlamak
• Güneş pili verimliliğini artmak için nanotelleri yararlanma
• Nanoteknolojiye yan foto katalizörlerin güneş pillerinde uygulanması
• Nano kaplamaların uygulanması
• Nanoteknolojinin baskı depolama sistemlerinde uygulanması
Güneş enerjisi alanlarında, örneğin güneş enerjisi sistemleri gibi nanoteknoloji alanındaki nanoteknolojinin özelliklerinden yalnızca birkaçıdır, halihazırda sadece büyük uygulamaları göstermiştir.

Güneş Işığının Soğurulmasının ve Tutulmasının İyileştirilmesi

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Nanoteknolojinin KullanımıIşık yayan nanopartiküller; bir güneş pilinin performansını iyileştirmenin mantıklı bir yoludurç Nanomateryaller, son yıllarda nanoteknolojinin ortaya çıkışından bu yandan çeşitli kullanımlar için değişik şekillerde geliştirilmiş ve üretilmiştir. bu vesileyle, ışık yayan nanopartiküller, ışık absorpsiyonu ve yansıması alanındaki çok güzel özellikleri nedeniyle fazla fazla kapsama alanı elde etmiştir. Kuantum noktaları, altın veya gümüş nanopartiküller ve flüoresan nanolifler gibi ışık yayan nanopartiküller, genel olarak güneş pillerinin performansını çoğaltmak için kullanılır. Bu cins nanopartiküllerin esas paydası, özel optik özellikleridir. Basitçe ifade edilirse, bu tür nanopartiküllerin esas özelliği floresan olmalarıdır. Bu tür nanopartiküller, şekillerine ve ölçeğine bağlı olarak, değişik dalga boylarını emebilir ve çalkalanabilir ve daha sonra başka bir dalga boyundan ya da orijinal dalga boyundan radyasyon formunda emilen enerjiyi özgürlük bırakabilir. Kuantum noktaları, güneş pillerindeki olağanüstü optoelektronik özellikleri nedeniyle pigmentlerin yerine kullanılacaktır.
Bu, aklıselim güneş pilinin voltajını ya da çıkış akımını kuantum düzeyine çıkarma olasılığına yol açar. Bu nesil malzemelerin bir öteki dezavantajı, fotoelektrik özellikleri (güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesi) sebebiyle görünür ışık dışındaki güneş ışığının soğurulma spektrumunu genişletecek olmalarıdır. Kızılötesi ışınları da alsalar da, kuantum tabanlı gözenekli olan teorisi simülasyonu, hücre performansında takriben yüzde 64’lük bir iyileşme öngördü oysa bu epeyce önemlidir.
Güneş pillerinin ışığa tepkisini iyileştiren ve emilimini artıran en yeni ürünlerden biri, gümüş sülfidin (Ag 2 S) kuantum noktalarıdır. Bu nesil kuantum noktaları, güneş spektrumunda 400 ile 1000 nm arasındaki dalga boylarına aleyhinde bağışıktır; dolayısıyla görünür ışığa (400-700 nm) ilave olarak, çoğunlukla kızılötesi radyasyonun yoğunluğunu yansıtırlar. Bu nesil kuantum noktalarının güneş pillerinin performansını çoğaltmak için fazla zinde seçimler olduğu ve bunun sonucunda ticari sürece girmek için bu alanda daha fazla çalışmaya yatırım yapmanın adamakıllı önemli ve yakın olduğu da not edilebilir.

.

Bir önceki yazımız olan Sosyal Ağların Faydaları ve Zararları başlıklı makalemizde faydaları, medyanın ve sosyal hakkında bilgiler verilmektedir.

Yoruma kapalı.