当今的未来能源:太阳能电池板和定日镜如何工作?

太阳是一个宏伟的实体。它为世界提供了足以驱动整个文明的能量。唯一的问题是我们如何捕获和利用这种能量?如果我们不能将一束自由能转化为有用的介质,那有什么好处?问题就出在这里,解决起来比您想象的要困难得多。

请稍等",您说,“ 我们有商业太阳能自1980年代以来!",你这样说是正确的。但是,问题不在于将太阳的能量转换成电能的方法。我们已经知道如何做到这一点–只是不能达到可以大量消费的水平。要了解太阳能的局限性,我们需要了解太阳能电池板的工作原理。

因此,当我深入研究太阳能的内部工作原理时,请加入我的行列。让我们仔细研究一下将阳光转化为可行的燃料来源的过程。

太阳能就像您期望的那样开始于太阳。悬在空中的巨大火球是完美的能源。与煤炭不同,阳光不会使二氧化碳阻塞我们的大气。它易于访问,因此我们不必在全球范围内进行钻探。使用太阳能不会对人类造成威胁(除了偶尔的晒伤)。

最重要的是,太阳能是免费的。除了建造实际的接收器和维护设备外,太阳能也没有成本。

那么,太阳能如何运作?

能源以我们的不同形式存在于我们周围。光就是能量。热是能量。运动就是能量。静止是(势)能。太阳发出大量的光,我们的目标是将光能转换成我们可以使用的东西,即电能。

在大多数情况下,当光撞击物体时,它会转换为热能。 。回想您上一次去海滩的经历。当您坐在阳光下时,皮肤变热。这是我们所有人都经历过的简单事实。但是,存在某些将光转换成热能以外的能量的材料。硅是其中的一种。

当光照射到硅时,它不会随着热量散发。取而代之的是,硅分子中的电子四处运动,从而产生电流。但是,为了以这种方式利用硅,您需要足够大的硅晶体,以产生大量电能。

较旧版本的太阳能技术使用硅晶体。事实证明,这种太阳光转换方法不太可行,因为大型硅晶体难以生长。当遇到困难时,它的价格仍然很高。如果价格居高不下,广泛使用的可能性就不大。

如今,太阳能技术使用的是另一种材料。这种新材料由铜,铟,镓和硒组成,并适当地命名为硒化铜-铟-镓硒或CIGS。与硅不同,CIGS制成的晶体更小,更便宜,但它们在转换太阳光方面比硅效率低得多。

这就是我们今天要面对的问题。太阳能在世界能源生产中所占的比重很小,而且它将一直保持这种状态,直到科学家找到一种能与硅一样工作的新材料或发现一种廉价地生产大型硅晶体的方法为止。

像现在的太阳能电池板一样低效,有几种方法可以用来改善太阳能的捕获和存储。一种方法是使用存储能量的电池,在晚上和阴天没有阳光的情况下允许消耗能量。另一种方法是使用定日镜。

什么是定日镜?您可以将其视为连接到旋转杆或平台(或多个杆和平台)的大镜子(或多个镜子)。与太阳能电池板不同,定日镜不会直接吸收阳光;取而代之的是,他们使用镜子重定向太阳光,并将其对准固定的太阳能电池板进行吸收。

定日镜主要由计算机控制。这些计算机将获得某些数据(定日镜的位置,太阳能电池板的位置,时间和日期),然后对数据进行处理,直到计算机可以计算出太阳在天空中的位置。完成此操作后,计算机将调整反射镜的角度,以使太阳光从反射镜反射并撞击目标太阳能电池板。

定日镜的最大好处是可以将许多反射镜布置成针对一个单一的太阳能接收器。正常情况下,一块太阳能电池板可能只会吸收一些阳光,而定日镜的布置可以极大地放大被转换的光量。

但是即使有了定日镜,太阳能仍有很长的路要走。可以广泛使用。如果不是为了解决实际阳光的转化问题,太阳能将是我们文明最可再生,最负担得起,最健康的环境燃料。也就是说,直到太阳爆炸。

标签: