Энергия из космоса

poplavok

Ну я не про такие панели которыми весь дом накрывают) Есть и складные, и самодельные. Допустим 30ватт в сумочку 30х15х10 влазят, или 5ватт даже меньше планшета, как совсем аварийный вариант или для похода.

kalashik

Ну они совсем слабенькие - разве что телефон зарядить или что-то в этом роде

sam53

kalashik писал(а):

Ну они совсем слабенькие - разве что телефон зарядить или что-то в этом роде

К проблеме солнечных батарей надо подходить не с точки зрения решения каких-то локальных сиюминутных задач, а с учетом того, что сейчас происходит колоссальное расходование запасов энергии, накопленных в течении миллиардов лет в недрах Земли. А что останется потомкам - об этом надо уже сейчас думать.
Когда-то в советское время проводили серьезные исследования по поводу использования энергии Солнца для обеспечения продовольствием растущего населения Земли, в первую очередь в малоразвитых странах. Всех деталей не помню, но суть была в том, что северное побережье Африки (Ливия, Тунис, Марокко) использовать для размещения больших площадей солнечных батарей, и с их помощью получать воду, опресняя морскую. Полученную воду использовать для создания посевных площадей в том же регионе, и тем самым создать огромнейшие мощности по производству с/х продукции на открытом грунте со всей сопутствующей инфраструктурой.
В общем это очень затратно на этапе создания, и мало того, западные страны не хотели это финансировать, по причине того, что их парниковые овощи и фрукты никому не нужны будут.
А в целом такой подход позволял решить сразу много проблем, начиная с роста производства с/х, трудовой занятости в тех странах и даже изменение регионального климата.
Но самое главное - для этого не нужно было никакой энергии, а её излишки можно было даже перебросить в Европу.
Кстати, у нас рассматривали регион Средней Азии для подобных вариантов, но все с развалом СССР рухнуло.
Так что лет через двадцать-сорок к преобразованию солнечной энергии будут относится совсем по другому - как только получат дешевые кремниевые (или другие) батареи.
Думаю что вы это еще увидите.

kalashik

sam53 писал(а):

северное побережье Африки (Ливия, Тунис, Марокко) использовать для размещения больших площадей солнечных батарей

Пара песчаных бурь и батареи можно будет выкидывать

sam53

kalashik писал(а):

Пара песчаных бурь и батареи можно будет выкидывать

Похоже вы плохо представляете конструкцию таких батарей, и видимо никогда не видели как их длинные ряды моют специальными автомобилями с растворами и щетками.
Защитное стекло легко меняют - так что батареи могут работать лет десять-пятнадцать. Там проблема совсем в другом - они нагреваются на солнце до 70-80 С, а ночью быстро остывают. Вот эти перепады температур сильнее оказывают влияние на длительность эксплуатации, чем песчаные бури.

sam53

kalashik писал(а):

Ну они совсем слабенькие

Вот еще одно из перспективных направлений развития солнечной энергетики:

«Эксперт» №13 (602)/31 марта 2008

Цитата:

Солнечный КПД в пятьдесят процентов
Ирик Имамутдинов, специальный корреспондент журнала «Эксперт»

Группа исследователей из отделения радиофизики и физической электроники физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова разработала и запатентовала наноматериал на основе углерода. Особые свойства нового материала позволяют создать дешевый, простой и эффективный термоэлектронный преобразователь — ключевой узел электрогенерирующей гелиостанции нового поколения (этот проект вышел во второй тур проходящего сейчас седьмого Конкурса русских инноваций). Теоретические расчеты ученых показали возможность достижения КПД солнечной станции не менее 50%.

Нужно признать, заявка университетских ученых на такой уровень КПД в солнечной энергетике (сопоставимый с эффективностью, например, парогазовых установок традиционной тепловой энергетики) кажется на первый взгляд довольно наглой. Основная проблема и состоит в том, что, несмотря на все старания и многомиллиардные расходы на НИОКР, многократно превышающие прок от существующих солнечных электростанций, пока не удается достичь приемлемых параметров эффективности их работы. Прежде всего это касается так называемого фотоэлектронного преобразования в полупроводниках. На полупроводниковые батареи сейчас приходится практически вся выработка солнечной электроэнергии (установленная мощность таких станций в мире немногим превышает один гигаватт). В фотоэмиссионных устройствах свет, падая на поверхность прибора, вызывает фотоэмиссию, выбивая из атомов полупроводника электроны. Основные трудности в эффективной реализации этой технологии заключаются в том, что если энергия фотона меньше так называемой ширины запрещенной зоны полупроводника (например, у кремния это 1,1 электронвольта), то энергии выбитого им электрона недостаточно для преодоления этой зоны. В результате происходит разогревание кристалла, еще более снижающего КПД всего устройства, и уменьшение его срока службы. За 50 лет развития фотоэмиссионной технологии КПД таких преобразователей сумели поднять до 20% для кремниевых преобразователей и до 30% — для устройств на основе арсенида галлия, при чрезвычайной дороговизне и недолговечности самих полупроводников.

Преобразовать солнечную энергию в электрическую пытаются и с помощью двигателя Стирлинга. В нем чередуются циклы нагревания и охлаждения рабочего тела в закрытом цилиндре, на определенной части которого фокусируется поток света. Но и здесь куча проблем: двигатель Стирлинга сложен в изготовлении, а КПД на самых совершенных устройствах не превышает 15%.

Еще один способ преобразования солнечной энергии в электрическую — парамагнитный тепловой двигатель. В таких устройствах диск (ротор) помещается в постоянное магнитное поле (магниты находятся на статоре). Часть диска нагревается солнечным лучом выше температуры Кюри (когда ферромагнетик становится парамагнетиком), в результате чего под действием магнитного поля возникает крутящий момент. Но говорить о практических результатах исследования в этой области пока еще рано.

«Устройство термоэлектронного преобразования (ТЭП) — самое простое и дешевое в производстве и эффективное для генерации электричества за счет тепловой энергии солнечных лучей», — говорит Александр Шаф, руководитель проекта «Электрогенерирующая гелиостанция нового поколения» [1]. Само явление термоэлектронной эмиссии известно уже более ста лет, но до сих пор низкий КПД ТЭП (достигнутый не превышает 10%) серьезно ограничивал области применения технологии. Например, термоэмиссионные источники питания, получавшие энергию за счет распада ядерных материалов, работали на некоторых советских спутниках. Солнечное термоэмиссионное устройство представляет собой вакуумный корпус (с окном для солнечного пучка), в котором размещены катод, анод и система охлаждения анода. Рабочий диапазон температур катода, выполненного в предложенной разработчиками конструкции на основе металлокерамики или графита, составляет 1200–1800 градусов Цельсия, а в качестве анода как раз и используется новый материал на основе наноуглерода с работой выхода всего около 0,4 эВ. Это и есть «порог вхождения» практически любого электрона, выбитого из катода фотоном даже с низкой энергией.

На основе новых наноуглеродных материалов можно строить не только солнечные термоэмиссионные устройства. Возможно также дополнять этими ТЭП контуры когенерации в традиционных паросиловых блоках на ТЭС и АЭС. Но освоение хотя бы части из 89x1015 Вт ежегодно приходящей на Землю энергии Солнца представляется ученым более соблазнительным.

Ссылки

http://inno.ru/project/30353/

poplavok

Этот вид энергии слишком дорогой и грязный, панели делают грязные заводы, которые выбрасывают слишком много химии, а срок службы панели 15-20 лет в лучшем случае, при минимальной отдаче, да еще обслуживание. Поэтому его массово и не используют, а только там куда нет возможности протащить кабель или построить нормальную электростанцию. Вот в таких условиях нет альтернативы, учитывая именно мобильность батарей. Может когда-то изменится производство и КПД и прочее, вот про будущее и пишут аналитики теоретики. А на сегодня АЭС их превосходит.
Есть еще и гелиостанции, они гораздо чище в плане экологии, но эффективность намного ниже панелей. Такая как СЭС-5.

sam53

poplavok писал(а):

Этот вид энергии слишком дорогой и грязный, панели делают грязные заводы, которые выбрасывают слишком много химии, а срок службы панели 15-20 лет в лучшем случае, при минимальной отдаче, да еще обслуживание.

Атомная энергетика только с виду чистая, а на самом деле утилизация её отходов требуют капитальных затрат, да еще и опасности эксплуатации - Чернобыль и Фукусима говорят сами за себя. Почитайте внимательно что творится в местах добычи и переработки урана - там еще тот букет проблем, даже местное население иногда приходится отселять.

poplavok писал(а):

Поэтому его массово и не используют, а только там куда нет возможности протащить кабель или построить нормальную электростанцию.

В 19 веке алюминий был очень дорогим материалом, а сейчас из него банки для воды делают. Также будет и с кремниевыми преобразователями - стоимость их будет снижаться, а их утилизация практически безвредна.

poplavok писал(а):

Может когда-то изменится производство и КПД и прочее, вот про будущее и пишут аналитики теоретики.

Конечно изменится - работы идут во всем мире:

КПД солнечных батарей увеличится в полтора раза
Опубликовано nikst — 27 July, 2007 - 18:17

Исследовательская группа из американской Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (National Renewable Energy Laboratory) и компании Innovalight открыла в коллоидных нанокристаллах кремния новый квантовый эффект, использование которого может в полтора раза увеличить эффективность солнечных батарей. Статья об открытии опубликована в последнем номере журнала Nano Letters Journal.

Кристаллический кремний используется в качестве рабочего тела в большинстве типов солнечных батарей (в настоящее время на его долю приходится более 93% общего объёма применяемых материалов). В используемых в настоящее время батареях один фотон солнечного света выбивает один электрон, а бОльшая часть солнечной энергии теряется, превращаясь в тепло. Поэтому КПД солнечных батарей столь низок, и они рентабельны лишь при покрытии очень больших площадей в местах наиболее интенсивной солнечной радиации типа пустынь.

Американские учёные установили, что в определенных условиях, при длине волны поглощенного излучения меньше 420 нм, в так называемых кремниевых нанокристаллах ( производства компании Innovalight), возникает эффект генерации множества электронов (Multiple Exciton Generation – MEG), когда один фотон при поглощении кристаллом кремния может выбивать не один электрон, а по крайней мере два. Благодаря открытию эффективность таких батарей можно увеличить почти в полтора раза.

В настоящее время учёные в попытках повысить эффективность генерации электронов в кремниевых нанокристаллах экспериментируют сразу в двух направлениях: с одной стороны, они пытаются добиться возникновения эффекта MEG при использовании более широкого спектра солнечных лучей, с другой – добиться усиления этого эффекта при дальнейшем уменьшении длины волны фотонов.

http://nanotechwire.com/news.asp?nid=4884

Исследователи по всему миру «штурмуют бастионы» в попытках хоть ненамного повысить к.п.д. солнечных преобразователей/батарей. И результаты их «натиска» всякий раз радуют. Очевидно, использование нанокристаллов кремния – это наиболее перспективный путь исследований в настоящее время. Тем не менее, дальнейшие поиски продолжаются, и можно надеяться, что они принесут новые позитивные результаты…

poplavok

Атомная энергия чище с учетом всех факторов и полного цикла. А то что когда-то будет с панелями будет видно. Пока этого нет, а электричество нужно уже сегодня. Зато аналог сэс-5 работает в европе с 2007 года, реально чистая энергия. А у нас забросили и распилили.

kalashik

poplavok писал(а):

Зато аналог сэс-5 работает в европе с 2007 года, реально чистая энергия. А у нас забросили и распилили.

Так ее эксплуатировали покуда не настало время капиталки - зеркала портятся, оборудование изнашивается.
Вот ее и попилили.
А строить новую ни тогда, после закрытия, не было смысла - ни сейчас нет
Эксперимент проведен, довольно удачно - но есть более выгодные варианты.

Форум "В Керчи"

Энергия из космоса

Кто сейчас на форуме