De réir mar a fhásann an tsibhialtacht, méadaíonn an fuinneamh is gá chun tacú lenár mbealach maireachtála gach lá, rud a éilíonn orainn bealaí nua agus nuálaíocha a aimsiú chun leas a bhaint as ár n-acmhainní in-athnuaite, cosúil le solas na gréine, chun níos mó fuinnimh a chruthú dár sochaí chun leanúint ar aghaidh.
Tá solas na gréine tar éis an saol a sholáthar agus a chumasú ar ár bplainéad feadh na gcéadta bliain. Cibé go díreach nó go hindíreach, ceadaíonn an ghrian beagnach gach foinse fuinnimh aitheanta a ghiniúint mar bhreoslaí iontaise, hidrea, gaoth, bithmhais, etc. méadaíonn ár slí beatha gach lá, rud a éilíonn orainn bealaí nua agus nuálaíocha a aimsiú chun leas a bhaint as ár n-acmhainní in-athnuaite, cosúil le solas na gréine, chun níos mó fuinnimh a chruthú dár sochaí chun leanúint leis an Dul Chun Cinn.
Chomh fada siar leis an saol ársa bhíomar in ann maireachtáil ar fhuinneamh na gréine, ag baint úsáide as solas na gréine mar fhoinse fuinnimh a tháinig ó fhoirgnimh a tógadh níos mó ná 6,000 bliain ó shin, tríd an teach a threorú ionas go dtéann solas na gréine trí oscailtí a fheidhmíonn mar chineál teasa. Na mílte bliain ina dhiaidh sin, d'úsáid na hÉigiptigh agus na Gréagaigh an teicníocht chéanna chun a dtithe a choinneáil fionnuar i rith an tsamhraidh trí iad a chosaint ón ngrian [1]. Úsáidtear fuinneoga móra aon phána mar fhuinneoga teirmeacha gréine, rud a ligeann do theas na gréine dul isteach ach iad a shaothrú. ní hamháin go raibh an teas taobh istigh.Sunlight riachtanach don teas a tháirgtear sa domhan ársa, ach úsáideadh é freisin chun bia a chaomhnú agus a chaomhnú trí shalainn.In salinization, úsáidtear an ghrian chun uisce farraige tocsaineach a ghalú agus salann a fháil, a bhailítear. i linnte gréine [1].I ndeireadh na hAthbheochana, mhol Leonardo da Vinci an chéad fheidhm thionsclaíoch de chomhdhlúthadáin gréine scátháin chuasacha mar théitheoirí uisce, agus ina dhiaidh sin mhol Leonardo teicneolaíocht an chopp táthúer ag baint úsáide as radaíocht na gréine agus ag ligean réitigh theicniúla chun innealra teicstíle a reáchtáil [1].Go luath le linn na Réabhlóide Tionsclaíche, chruthaigh W. Adams rud ar a dtugtar anois oigheann gréine. comhchruinnithe ag scátháin isteach i mbosca adhmaid atá clúdaithe le gloine áit a gcuirfear an pota agus a ligfidh sé boil[1]. Go tapa ar aghaidh cúpla céad bliain agus tógadh an t-inneall gaile gréine timpeall 1882 [1].D'úsáid Abel Pifre scáthán cuasach 3.5 m ar trastomhas agus dhírigh sé ar choire gaile sorcóireach a tháirgtear go leor cumhachta chun an preas priontála a thiomáint.
Sa bhliain 2004, bunaíodh an chéad ghléasra cumhachta gréine comhchruinnithe tráchtála ar a dtugtar Planta Solar 10 i Sevilla, Spain.Tá Sunlight léirithe ar túr thart ar 624 méadar, áit a bhfuil glacadóirí gréine suiteáilte le tuirbíní gaile agus gineadóirí. Tá sé seo in ann fuinneamh a ghiniúint chun cumhacht a thabhairt do níos mó ná 5,500 teach. Beagnach deich mbliana ina dhiaidh sin, in 2014, d'oscail an gléasra cumhachta gréine is mó ar domhan i California, USA.D'úsáid an gléasra níos mó ná 300,000 scátháin rialaithe agus cheadaigh sé táirgeadh 377 meigeavata leictreachais chun cumhacht a thabhairt do thart ar 140,000 teach [ 1].
Ní hamháin go bhfuil monarchana á dtógáil agus á n-úsáid, ach tá teicneolaíochtaí nua á gcruthú ag tomhaltóirí i siopaí miondíola freisin. Rinne painéil ghréine a gcéad tús, agus tháinig fiú gluaisteáin gréine-thiomáinte i bhfeidhm, ach ceann de na forbairtí is déanaí fós le fógairt is ea gréine nua. powered wearable technology.By chomhtháthú nasc USB nó feistí eile, ceadaíonn sé nasc ó éadaí le feistí cosúil le foinsí, fóin agus earbuds, is féidir a mhuirearú ar an go.Just cúpla bliain ó shin, foireann taighdeoirí Seapáine ag an Riken Chuir Institiúid agus Thionscail Torah síos ar fhorbairt cille gréine tanaí orgánach a chuirfeadh teas-phriontáil ar éadaí ar éadaí, rud a ligeann don chill fuinneamh na gréine a ionsú agus é a úsáid mar fhoinse cumhachta [2] ].Is cealla fótavoltach orgánacha iad micrea-chealla gréine le teirmeach. cobhsaíocht agus solúbthacht suas go dtí 120 °C [2].Tá baill an ghrúpa taighde bunaithe ar chealla fótavoltach orgánacha ar ábhar ar a dtugtar PNTz4T [3].Is polaiméir leathsheoltach é PNTz4T a d'fhorbair Riken roimhe seo le haghaidh en scoth.cobhsaíocht vironmental agus éifeachtacht chomhshó ardchumhachta, ansin tá an dá thaobh den chill clúdaithe le leaistiméire, ábhar cosúil le rubair [3]. Sa phróiseas, d'úsáid siad dhá leaistiméir aicrileach réamhshínte 500-micron-tiubh a ligeann solas dul isteach. na cille ach cosc a chur ar uisce agus aer ó dhul isteach sa chill. Cuidíonn úsáid an leaistiméire seo le díghrádú na ceallraí féin a laghdú agus fad a shaolré [3].
Is é ceann de na míbhuntáistí is suntasaí sa tionscal water.The degeneration de na cealla a ba chúis leis ag fachtóirí éagsúla, ach is é an ceann is mó uisce, an namhaid coitianta d'aon teicneolaíocht.Is féidir le haon taise bhreis agus nochtadh fada d'aer tionchar diúltach ar éifeachtacht de chealla fótavoltach orgánacha [4].Cé gur féidir leat a sheachaint ag fáil uisce ar do ríomhaire nó ar an bhfón i bhformhór na gcásanna, ní féidir leat é a sheachaint le do chuid éadaí.Bíodh sé báisteach nó meaisín níocháin, tá uisce dosheachanta.Tar éis tástálacha éagsúla ar an ceall fótavoltach orgánach saorsheasaimh agus an cille fótavoltach orgánach atá brataithe le dhá thaobh, bhí an dá chealla fótavoltach orgánach tumtha in uisce ar feadh 120 nóiméad, thángthas ar an gconclúid go raibh cumhacht na cille fótavoltach orgánach saorsheasaimh ná an éifeachtacht chomhshó laghdaithe ach amháin. 5.4% Tháinig laghdú 20.8% ar chealla [5].
Figiúr 1. Éifeachtacht chomhshó cumhachta normalaithe mar fheidhm de tumoideachais time.The barraí earráide ar an ngraf ionadaíocht a dhéanamh ar an diall caighdeánach normalaithe trí mheán na n-éifeachtúlachtaí chomhshó cumhachta tosaigh i ngach struchtúr [5].
Léiríonn Figiúr 2 forbairt eile ag Ollscoil Nottingham Trent, mioncheall gréine is féidir a neadú i snáth, atá fite fuaite ina theicstíle ansin [2]. Comhlíonann gach ceallraí atá san áireamh sa táirge critéir áirithe lena n-úsáid, amhail ceanglais na 3mm ar fad agus 1.5mm ar leithead[2].Tá gach aonad lannaithe le roisín uiscedhíonach le gur féidir níocháin a ní sa seomra níocháin nó de bharr na haimsire [2].Tá na cadhnraí in oiriúint freisin do chompord, agus tá gach ceann díobh suite i gceann eile. ar bhealach nach n-eascraíonn nó nach gcuireann greann ar chraiceann an té a chaitheann an duine. I dtaighde breise fuarthas amach gur féidir beagán os cionn 200 cill a bheith i bpíosa beag éadaí cosúil le píosa fabraice 5cm^2, go hidéalach ag táirgeadh 2.5 – 10 volta fuinnimh, agus i gcrích go bhfuil ach 2000 cealla Ní mór cealla a bheith in ann a ghearradh smartphones [2] .
Fíor 2. Micrimhilseogra cealla gréine 3 mm ar fad agus 1.5 mm ar leithead (grianghraf le caoinchead ó Ollscoil Nottingham Trent) [2].
Comhleáíonn fabraicí fótavoltach dhá pholaiméir éadroma agus ar chostas íseal chun teicstílí ginte fuinnimh a chruthú. Is é an chéad cheann den dá chomhpháirt ná micrea-chill gréine, a chothaíonn fuinneamh ó sholas na gréine, agus is éard atá sa dara ceann ná nanogenerator, a thiontaíonn fuinneamh meicniúil ina leictreachas [ 6].Is éard atá sa chuid fótavoltach den fhabraic ná snáithíní polaiméire, atá brataithe ansin le sraitheanna de mhangainéis, ocsaíd since (ábhar fótavoltach), agus iaidíd chopair (le bailiú muirear) [6]. Ansin déantar na cealla a fhí le chéile le chéile. sreang bheag copair agus í lánpháirtithe sa bhall éadaigh.
Is é an rún atá taobh thiar de na nuálaíochtaí seo ná leictreoidí trédhearcacha feistí fótavoltach solúbtha.Tá leictreoidí seoltacha trédhearcacha ar cheann de na comhpháirteanna ar chealla fótavoltach a ligeann don solas dul isteach sa chill, ag méadú an ráta bailithe solais. Úsáidtear ocsaíd stáin dhópáilte Indium (ITO). chun na leictreoidí trédhearcacha seo a dhéanamh, a úsáidtear le haghaidh a trédhearcachta idéalach (>80%) agus friotaíocht maith leatháin chomh maith le cobhsaíocht chomhshaoil den scoth [7].Tá an ITO ríthábhachtach toisc go bhfuil a chomhpháirteanna go léir i gcomhréireanna beagnach foirfe. Uasmhéadaíonn tiús in éineacht le trédhearcacht agus friotaíocht torthaí na leictreoidí [7].Beidh aon luaineachtaí sa chóimheas tionchar diúltach ar na leictreoidí agus dá bhrí sin an performance.Mar shampla, laghdaíonn méadú ar an tiús an leictreoid trédhearcacht agus friotaíocht, as a dtiocfaidh díghrádú feidhmíochta. Mar sin féin, is acmhainn chríochta é ITO a ídítear go tapa. Tá taighde ar siúl chun teacht ar rogha eile a bhaineann ní hamháinITO, ach meastar go sáróidh sé feidhmíocht ITO [7].
Ar an drochuair, tá na foshraitheanna seo léirithe a bheith brittle, righin agus trom, a laghdaíonn go mór solúbthacht agus feidhmíocht [7].Tairgeann taighdeoirí réiteach ar ag baint úsáide as cealla gréine solúbtha cosúil le snáithíní mar athsholáthair leictreoid.Tá ceallraí snáithíneach comhdhéanta de leictreoid agus dhá shreang mhiotail ar leith atá twisted agus in éineacht le hábhar gníomhach a chur in ionad an leictreoid [7].Tá cealla gréine gealltanas léirithe mar gheall ar a meáchan éadrom. , ach is í an fhadhb atá ann ná an easpa limistéar teagmhála idir na sreanga miotail, rud a laghdaíonn an limistéar teagmhála agus mar thoradh ar fheidhmíocht fhótavoltach díghrádaithe [7].
Is spreagadh mór iad fachtóirí comhshaoil freisin le haghaidh taighde leanúnach. Faoi láthair, braitheann an domhan go mór ar fhoinsí fuinnimh neamh-inathnuaite cosúil le breoslaí iontaise, gual agus ola. infheistíocht riachtanach don todhchaí.Gach lá gearrann na milliúin daoine a bhfóin, a ríomhairí, a ríomhairí glúine, a n-uaireadóirí cliste agus gach gléas leictreonach, agus is féidir úsáid a bhaint as ár gcuid fabraicí chun na gléasanna seo a ghearradh díreach ag siúl ár n-úsáid as breoslaí iontaise a laghdú. rud fánach ar scála beag de 1 nó fiú 500 duine, nuair a scála suas go dtí na mílte milliún d'fhéadfadh sé laghdú suntasach a dhéanamh ar ár n-úsáid breoslaí iontaise.
Is eol go gcabhraíonn painéil gréine i ngléasraí cumhachta gréine, lena n-áirítear iad siúd atá suite ar bharr tithe, le húsáid fuinnimh in-athnuaite agus úsáid breoslaí iontaise a laghdú, atá fós in úsáid go mór.America.One of the major problems for the industry is obtaining land to. na feirmeacha seo a thógáil.Ní féidir le gnáth-theaghlach ach líon áirithe painéil ghréine a thacú, agus tá líon na bhfeirmeacha gréine teoranta. agus féidearthachtaí deiseanna eile ar an talamh, mar shampla gnóthaí nua.Tá líon mór de na suiteálacha painéil fhótavoltach ar snámh ar féidir leo méideanna móra leictreachais a ghiniúint le déanaí, agus is é an buntáiste is mó a bhaineann le feirmeacha gréine ar snámh ná laghdú costais [8]. ní úsáidtear talamh, ní gá a bheith buartha faoi chostais suiteála ar bharr tithe agus foirgneamh.Tá na feirmeacha gréine snámh ar fad atá ar eolas faoi láthair suite ar dhobharlaigh shaorga, agus sa todhchaí i.s féidir na feirmeacha seo a chur ar dhobharlaigh nádúrtha.Tá go leor buntáistí ag taiscumair shaorga nach bhfuil coitianta san aigéan [9].Tá taiscumair de dhéantús an duine éasca a bhainistiú, agus le bonneagar agus bóithre roimhe seo, is féidir feirmeacha a shuiteáil go simplí.Tá sé léirithe freisin go bhfuil feirmeacha gréine ar snámh níos táirgiúla ná feirmeacha gréine talamh-bhunaithe mar gheall ar éagsúlachtaí teochta idir uisce agus talamh [9]. Mar gheall ar an teas ard ar leith an uisce, tá an teocht dromchla na talún níos airde go ginearálta ná na comhlachtaí uisce, agus tá sé léirithe go bhfuil tionchar diúltach ag teochtaí arda. feidhmíocht rátaí comhshó painéil ghréine.Cé nach rialaíonn an teocht cé mhéad solas na gréine a fhaigheann painéal, bíonn tionchar aige ar an méid fuinnimh a fhaigheann tú ó sholas na gréine. staid scíthe, agus ansin nuair a bhuaileann solas na gréine, sroichfidh siad staid excited [10].Is é an difríocht idir an stát scíthe agus an stát corraithe ná cé mhéad fuinnimh a ghintear sa voltas.Ní hamháin gur féidir sunlig a dhéanamh.ht na leictreoin seo a ghríosadh, ach is féidir teas a dhéanamh mar sin.Má fhuinneamhann an teas timpeall an phainéil ghréine na leictreoin agus go gcuireann sé i riocht íseal corraithe iad, ní bheidh an voltas chomh mór nuair a bhuaileann solas na gréine an painéal [10].Ós rud é go n-ionsúnn agus a scaoileann talamh teas níos éasca ná uisce, is dócha go mbeidh na leictreoin i bpainéal gréine ar thalamh i staid níos airde sceitimíní, agus ansin tá an painéal gréine suite ar nó in aice le comhlacht uisce atá with.Further taighde cruthaithe go bhfuil an éifeacht fuaraithe de cabhraíonn an t-uisce timpeall na bpainéal ar snámh le 12.5% níos mó fuinnimh a ghiniúint ná mar atá ar thalamh [9].
Go dtí seo, ní chomhlíonann painéil ghréine ach 1% de riachtanais fuinnimh Mheiriceá, ach dá gcuirfí na feirmeacha gréine seo ar suas le ceathrú de na taiscumair uisce de dhéantús an duine, chomhlíonfadh painéil ghréine beagnach 10% de riachtanais fuinnimh Mheiriceá.In Colorado, áit a bhfuil snámh tugadh isteach painéil chomh luath agus is féidir, chaill dhá thaiscumar uisce mór i Colorado go leor uisce mar gheall ar ghalú, ach trí na painéil snámh a shuiteáil, cuireadh cosc ar na taiscumair a thriomú agus gineadh leictreachas [11]. Fiú amháin faoin gcéad den duine. Bheadh taiscumair déanta feistithe le feirmeacha gréine go leor chun ar a laghad 400 gigawatts leictreachais a ghiniúint, go leor chun cumhacht 44 billiún bolgáin solais LED ar feadh níos mó ná bliain.
Taispeánann Figiúr 4a an méadú cumhachta a sholáthraíonn an chill gréine ar snámh i ndáil le Fíor 4b.Cé nach raibh mórán feirmeacha gréine ar snámh le deich mbliana anuas, déanann siad difríocht mhór fós i giniúint cumhachta.In amach anseo, nuair a bhíonn feirmeacha gréine ar snámh. tar éis éirí níos flúirseach, deirtear go dtiocfaidh méadú faoi thrí ar an bhfuinneamh iomlán a tháirgtear ó 0.5TW in 2018 go 1.1TW faoi dheireadh 2022.[12].
Ó thaobh an chomhshaoil de, tá na feirmeacha gréine ar snámh seo an-tairbheach ar go leor bealaí. Chomh maith le spleáchas ar bhreoslaí iontaise a laghdú, laghdaíonn feirmeacha gréine freisin an méid aeir agus solas na gréine a shroicheann dromchla an uisce, rud a d'fhéadfadh cabhrú le hathrú aeráide a aisiompú [9]. feirme a laghdaíonn luas na gaoithe agus solas díreach ag bualadh 10% ar a laghad ar dhromchla an uisce d'fhéadfadh sé deich mbliana iomlán de théamh domhanda a fhritháireamh [9].I dtéarmaí bithéagsúlachta agus éiceolaíochta, ní cosúil go bhfuarthas aon tionchar diúltach ar bith. Cuireann na painéil cosc ar ghaoth ard. gníomhaíocht ar dhromchla an uisce, rud a laghdaíonn an creimeadh ar bhruach na habhann, ag cosaint agus ag spreagadh fásra.[13].Níl aon torthaí cinntitheacha maidir le cé acu an bhfuil tionchar ag an saol muirí, ach tá bearta ar nós an mbothán sliogáin cruthaithe ag Ecocean ag a bheith faoi uisce faoi phainéil fhótavoltach chun tacú leis an saol muirí.[13].Tá an tionchar féideartha ar an mbiashlabhra mar gheall ar shuiteáil bonneagair mar cheann de na hábhair imní is mó a bhaineann le taighde leanúnach.painéil fhótavoltach ar uisce oscailte seachas taiscumair de dhéantús an duine.De réir mar a théann níos lú solas na gréine isteach sna huiscí, is cúis le laghdú ar an ráta fótaisintéise, agus mar thoradh air sin caillteanas ollmhór fíteaplanctóin agus maicreafítí.Le laghdú na plandaí, an tionchar ar ainmhithe níos ísle sa bhiashlabhra, etc., eascraíonn fóirdheontais d'orgánaigh uisceacha [14]. Cé nár tharla sé fós, d'fhéadfadh sé seo cosc a chur ar dhamáiste breise don éiceachóras, míbhuntáiste mór d'fheirmeacha gréine ar snámh.
Toisc gurb í an ghrian an fhoinse fuinnimh is mó atá againn, féadann sé a bheith deacair bealaí a aimsiú leis an bhfuinneamh seo a úsáid agus é a úsáid inár bpobail. Is féidir é seo a dhéanamh le teicneolaíochtaí agus nuálaíochtaí nua atá ar fáil gach lá. feirmeacha gréine a cheannach nó ar snámh chun cuairt a thabhairt orthu faoi láthair, ní athraíonn an bhfíric nach bhfuil acmhainneacht ollmhór nó todhchaí geal ag an teicneolaíocht.Tá bealach fada le dul ag cealla gréine ar snámh sa chiall fiadhúlra a bheith chomh coitianta painéil gréine ar bharr homes.Cealla gréine wearable tá bealach fada chun dul sula n-éiríonn siad chomh coitianta leis na héadaí a chaitheamh againn gach lá.Sa todhchaí, táthar ag súil cealla gréine a úsáid sa saol laethúil gan a bheith i bhfolach idir ár. De réir mar a théann an teicneolaíocht chun cinn sna blianta amach romhainn, tá acmhainneacht thionscal na gréine gan teorainn.
Maidir le Raj Shah Tá an Dr. Raj Shah ina stiúrthóir ar an Koehler Instrument Company i Nua-Eabhrac, áit a bhfuil sé ag obair le 27 bliain. Fisic, an Institiúid um Thaighde Fuinnimh agus an Cumann Ríoga Ceimice.Faighteoir Gradam Eagle ASTM An Dr. Shah comheagarthóireacht ar na mallaibh ar an “Lámhleabhar Breoslaí agus Bealaidh,” is mó díol atá ar fáil i Lámhleabhar Breoslaí agus Bealaithe ASTM, an 2ú Eagrán – 15 Iúil, 2020 - David Phillips - Airteagal Nuachta Tionscal Petro - Petro Ar Líne (petro-online.com)
Tá PhD san Innealtóireacht Cheimiceach ag an Dr. Shah ó Ollscoil Penn State agus ina Chomhalta de Scoil Chairte na Bainistíochta, Londain.Is Eolaí Cairte é den Chomhairle Eolaíoch freisin, is Innealtóir Peitriliam Cairte den Institiúid Fuinnimh agus Comhairle Innealtóireachta na RA é.Thug Tau beta Pi, an cumann innealtóireachta is mó sna Stáit Aontaithe, onóir do Shah le déanaí mar Innealtóir Oirirce. Tá sé ar bhoird chomhairleacha Ollscoil Farmingdale (Teicneolaíocht Mheicniúil), Ollscoil Auburn (Tribology), agus Ollscoil Stony Brook (Innealtóireacht Cheimiceach/ Eolaíocht Ábhar agus Innealtóireacht).
Is ollamh cúnta é Raj sa Roinn Eolaíochta Ábhar agus Innealtóireacht Cheimiceach ag SUNY Stony Brook, tá breis is 475 alt foilsithe aige agus tá sé gníomhach i réimse an fhuinnimh le breis agus 3 bliana. tofa mar Chomhalta ag Institiúid Idirnáisiúnta na Fisice Petro Online (petro-online.com)
Is mic léinn innealtóireacht cheimiceach iad Mariz Baslious agus an tUasal Blerim Gashi ag SUNY, agus tá an Dr Raj Shah ina cathaoirleach ar bhord comhairleach seachtrach na hollscoile. Tá Mariz agus Blerim mar chuid de chlár intéirneachta atá ag fás ag Koehler Instrument, Inc. spreagann sé mic léinn chun níos mó a fhoghlaim faoi shaol na dteicneolaíochtaí fuinnimh malartacha.
Am postála: Feabhra-12-2022
