พลังงานแห่งอนาคต: ดวงอาทิตย์อากาศและน้ำเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของเรา

ลองนึกภาพว่าคุณขับรถเป็นเวลาหลายเดือนโดยไม่ต้องเติมน้ำมันลงในถังจัดหาบ้านด้วยพลังงานจากคลื่นทะเลหรือเสียบแล็ปท็อปของคุณเข้ากับปลั๊กไฟบนแจ็คเก็ตของคุณ อย่างไรก็ตามเมื่อดูป้ายราคาที่ปั๊มน้ำมัน (18 รูเบิลต่อลิตรที่ 95) คุณอาจคิดว่ายูโทเปียพลังงานนี้เป็นเทพนิยายที่ห่างไกลมาก ในทางตรงกันข้ามสถานการณ์ที่มืดมนในปัจจุบันในภาคพลังงานมีความสะดวกสบาย ราคาที่เพิ่มขึ้นความวิตกกังวลและความกังวลทั่วไปนโยบายของรัฐบาลใหม่ - ทั้งหมดนี้ไม่ว่าคุณต้องการหรือไม่ผลักดันเราไปสู่ความพยายามใหม่ที่มุ่งปรับปรุงระบบพลังงานทั้งหมด จะใช้เวลาเป็นปีและปีในการใช้ความคิดเหล่านี้ให้เต็มที่ สามารถนำไปใช้คนอื่นได้ในขณะนี้ เราจะใช้ชีวิตในยุคที่มีแหล่งพลังงานที่ต่ำที่สุดหรือไม่? พูดอย่างเคร่งครัดมันไม่น่าเป็นไปได้ ปริมาณสำรองน้ำมันบนโลกมี จำกัด แม้แต่ไฮโดรเจนที่เลี้ยงปฏิกิริยานิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์และนั่นก็ - อนิจจา! - สักวันมันก็จะจบ ก่อนช่วงเวลาที่เลวร้ายนี้เหลือเวลาเพียงห้าพันล้านปีเท่านั้น หากคุณไม่คำนึงถึงโอกาสที่จะเกิดความก้าวหน้าอย่างไม่คาดคิดในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชั่นไม่มีแหล่งข้อมูลใดที่สัญญาว่าจะแก้ปัญหาทั้งหมดของเราได้ในพริบตา แต่ความต้องการพลังงานของมนุษยชาติจะได้รับจากการรวมเทคโนโลยีขั้นสูงต่าง ๆ เข้าด้วยกัน พลังงานของดวงอาทิตย์, ลม, คลื่นทะเลและแหล่งทางเลือกอื่น ๆ จะมีบทบาทในพันธมิตรนี้ อุตสาหกรรมในฐานะผู้บริโภคจะก้าวไปข้างหน้าด้วย - เทคโนโลยีสมัยใหม่ประสบความสำเร็จในการเรียนรู้ที่จะทำมากขึ้นโดยใช้เวลาน้อยลง ความคิดทั่วไปห้าข้อที่ระบุไว้ในบทความนี้ควรช่วยแบ่งเบาภาระที่มนุษยชาติวางเชื้อเพลิงฟอสซิล แนวคิดแต่ละข้อเหล่านี้เข้าใกล้ขั้นตอนการนำไปปฏิบัติและพวกเขาควรปูทางสำหรับการพัฒนาด้านการผลิตและการอนุรักษ์พลังงานต่อไป อย่าหวังว่าพรุ่งนี้เราจะตื่นขึ้นมาในโลกใหม่ แต่ตอนนี้เมื่อปัญหาเหล่านี้ดึงดูดความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์อุตสาหกรรมและผู้บริโภคมากขึ้นเรื่อย ๆ ก้าวของความก้าวหน้าก็เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด ในท้ายที่สุดเราจะทนต่อความจริงที่ว่าทรัพยากรพลังงานทั้งหมดมี จำกัด แต่ความสามารถของบุคคลในการสร้างแนวคิดใหม่ยังคงไม่ จำกัด

ลม: วิธีแก้ปัญหาง่ายๆ

หากบ้านของคุณไม่ยืน "ในเจ็ดลม" - ไม่ต้องกังวล แม้แต่กังหันลมขนาดเล็กเนื่องจากมีการดัดแปลงเพียงเล็กน้อยก็สามารถตอบสนองความต้องการของบ้านคุณได้ครึ่งหนึ่ง

มันทำงานยัง ไง? สำหรับกังหันลมขนาดเล็กทุกอย่างง่าย: ลมหมุนกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนจากมันและสร้างกระแสสลับ อย่างไรก็ตามความเร็วลมเป็นตัวแปรดังนั้นแรงดันเอาต์พุตก็เปลี่ยนแปลงเช่นกัน แรงดันไฟฟ้าสามารถลดลงถึงจุดที่ไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่หรือจ่ายไฟให้กับเครือข่ายผู้บริโภค Andy Knight ศาสตราจารย์วิศวกรรมไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาและทีมนักวิจัยนำโดยเขาได้เสนอรูปแบบใหม่ที่สามารถเก็บพลังงานลมได้แม้ในสภาพอากาศที่สงบ ในอุปกรณ์ของอัศวินกระแสสลับจะไหลผ่านวงจรเรียงกระแสซึ่งจะเปลี่ยนเป็นค่าคงที่ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ 12 โวลต์ เนื่องจากแบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จไฟได้ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าของตนเองผู้พัฒนาจึงรวมคอนโทรลเลอร์พิเศษไว้ในวงจร - มันจะตรวจสอบความถี่ของกระแสไฟฟ้าสลับที่มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หากแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปคอนโทรลเลอร์จะส่งคำสั่งไปยังสวิตช์และการชาร์จจะหยุดจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะถึง 12 V สวิตช์แปลงจะเปิดและปิดวงจรประมาณหนึ่งพันครั้งต่อวินาที ด้วยการปรับอัตราส่วนของเฟสเปิดและปิดอย่างต่อเนื่องอุปกรณ์นี้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยความแม่นยำสูง

วันที่ คอนโทรลเลอร์นี้สามารถรวมอยู่ในวงจรมาตรฐานได้แล้ว

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ การใช้ตัวควบคุมดังกล่าวอาจแตกหักได้สำหรับพื้นที่ที่ตั้งอยู่บริเวณชายแดนของลมแรงนั่นคือที่ซึ่งแรงลมเฉลี่ยไม่ถึง 18 กม. / ชม. จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าระบบนี้สามารถเพิ่มพลังงานของกังหันลมขนาดเล็กได้ถึง 50% ซึ่งหมายความว่ากังหันลมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตรสามารถผลิตกระแสไฟฟ้า 24 kWh ต่อวัน การใช้พลังงานเฉลี่ยของบ้านชาวอเมริกันโดยเฉลี่ยคือ 35 กิโลวัตต์ชั่วโมง

รายละเอียด ตัวควบคุมและตัวแปลงมีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์น้อยกว่าอุปกรณ์ฟาร์มกังหันลมที่คล้ายกันในระดับอุตสาหกรรม การออกแบบได้รับการออกแบบเพื่อให้คุณสามารถสร้างการผลิต "โลชั่น" ที่ไม่แพงเช่นนั้นให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมอิสระได้ทั้งหมด

คัดค้าน หากคุณตัดสินใจที่จะติดตั้งแม้กระทั่งกังหันลมขนาดเล็กอย่าลืมว่ามันควรจะอยู่ในที่เปิดโล่งและเปิดเผยตัวเองให้รับลมได้ทุกทิศทาง

ลูกผสมรุ่นต่อไป

ในเครื่องนี้คุณสามารถไปทำงานได้ตลอดทั้งสัปดาห์โดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงและจากนั้นเข้าสู่ถนนหลายร้อยกิโลเมตรในวันหยุดพักผ่อนที่สมควรได้รับ

มันทำงานยัง ไง? “ รถคันนี้แตกต่างจากรถทั่วไปในระบบเกียร์เท่านั้น” Andrew Frank ศาสตราจารย์ประจำภาควิชากลศาสตร์และการบินจาก Davis University ในแคลิฟอร์เนียกล่าว เขาแนะนำให้เพิ่มอะแดปเตอร์เข้ากับระบบไฮบริดคาร์ที่คุ้นเคยอยู่แล้วในปัจจุบันซึ่งอนุญาตให้เจ้าของเชื่อมต่อรถยนต์ของพวกเขากับกริดพลังงานปกติ (ในระบบไฮบริดในปัจจุบันแบตเตอรี่จะถูกชาร์จใหม่ในช่วงเบรกเท่านั้นเมื่อเครื่องยนต์ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) การปั๊มพลังงานเพิ่มเติมจะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้อย่างมาก การออกแบบของแฟรงก์นั้นเป็นรถยนต์ที่มีน้ำหนักเบาซึ่งทุกอย่างถูกลบเหลือเฟือและติดตั้งเครื่องยนต์เบนซินแบบ 2 สูบและระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า เสียบปลั๊กธรรมดาเข้ากับเต้ารับ 110 โวลต์และคุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ของคุณได้ในเวลาไม่กี่ชั่วโมง (ในสหรัฐอเมริกาช่างฝีมือบางคนกำลังนำรถยนต์ไฮบริดของ Toyota Prius ไปใช้ในโครงการดังกล่าวในเวลาเดียวกันพวกเขาก็สามารถบรรลุระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ - 1.3 ลิตรต่อ 100 กม.! - รุ่น“ PM”)

วันที่ ต้นแบบหลายตัวมีอยู่แล้ว - ถูกสร้างขึ้นโดยกลุ่มคนที่กระตือรือร้นของมหาวิทยาลัย อีกหนึ่งปีและลูกผสมที่มีการชาร์จจากเครือข่ายจะถูกนำเสนอต่อสาธารณชนทั่วไป - อย่างน้อยก็ในรูปแบบของอะแดปเตอร์กับรถยนต์ไฮบริดที่มีอยู่ “ มันต้องใช้เวลามากขึ้นในการสร้างรถยนต์ทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้นและทำการตลาด” แฟรงค์กล่าว“ อย่างน้อยสองหรือสามปี” ผู้ขับขี่บางคนไม่ต้องการที่จะรอและสร้างรถไฮบริดใหม่ด้วยตัวเองแม้ว่าพวกเขาจะเสี่ยงต่อการสูญเสียการรับประกันในเวลาเดียวกัน - ผู้ผลิตรถยนต์ไม่เห็นด้วยกับวิธีปฏิบัตินี้ อย่างไรก็ตามโตโยต้าคนเดียวกันกำลังเฝ้าดูการทดลองนี้อย่างใกล้ชิดและบางที Prius รุ่นต่อไปจะสามารถชาร์จจากเครือข่ายได้

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ ระยะทางเฉลี่ยต่อปีของรถยนต์อเมริกันอยู่ที่ประมาณ 20, 000 กม. และระยะทางเฉลี่ยต่อวันอยู่ที่ประมาณ 50 กม. เท่านั้นซึ่งประกอบด้วยการเดินทางไปทำงานและกลับ สำหรับลูกผสมที่ชาร์จจากเครือข่ายกิโลเมตรส่วนใหญ่เหล่านี้จะบินในโหมดไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว แฟรงก์กำลังวางแผนที่จะสร้างรถยนต์ที่เครื่องยนต์แก๊สจะเปิดเฉพาะที่รถลากขนาดใหญ่หรือที่ความเร็วสูงกว่า 100 กม. / ชม. ราคาขายปลีกสำหรับรถยนต์ดังกล่าวอาจสูงกว่าเครื่องจักรแบบเดียวกันที่มีรูปแบบดั้งเดิม 20-30% แต่ถ้าเราคำนึงถึงราคาน้ำมันเบนซินที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องการจ่ายเงินมากเกินไปนี้สามารถชำระได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้เงินของคุณจะถูกบันทึกไว้ในการบำรุงรักษา “ รถยนต์ที่เรากำลังพัฒนามีเพียง 15–20% ของจำนวนชิ้นส่วนเครื่องจักรกลทั้งหมดที่มีอยู่ในรถยนต์ทั่วไป” Frank อธิบาย แฟรงก์มองว่าการออกแบบนี้เป็นก้าวต่อไปของการเดินทางไปสู่เซลล์เชื้อเพลิงแบบชาร์จไฟได้ไฮบริดที่สามารถทำงานบนไฟเมนเชื้อเพลิงเหลวและไฮโดรเจน ทีมมหาวิทยาลัยของ Frank กำลังสร้างต้นแบบดังกล่าวบนแบตเตอรี่โลหะไฮไดรด์ประสิทธิภาพสูง ไฮโดรเจนจะเป็นแหล่งพลังงานที่ยอดเยี่ยม แต่วิธีการที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตการเก็บรักษาและการส่งมอบก๊าซร่วมนี้ยังไม่ได้รับการพัฒนา

รายละเอียด ลูกผสมที่ชาร์จไฟได้ไม่ได้หมายความถึงการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในโครงสร้างพื้นฐานการขนส่ง - มันขึ้นอยู่กับผู้ผลิตเท่านั้นที่จะตัดสินใจย้ายผลิตภัณฑ์นี้ไปยังตลาด แน่นอนไฟฟ้ายังไม่ฟรี แต่รถยนต์จะบริโภคกิโลวัตต์เป็นหลักในเวลากลางคืนในช่วงที่มีการบริโภคลดลงเมื่อเครือข่ายมีพลังงานมากเกินไป

คัดค้าน ฝ่ายตรงข้ามให้เหตุผลว่าแบตเตอรี่เสริมจะพิสูจน์ว่าหนักเกินไปและมีราคาแพงที่จะเพิ่มว่าการสึกหรอของแบตเตอรี่ในรอบการชาร์จจะทำให้การทำงานของลูกผสมดังกล่าวเป็นงานที่มีราคาแพงมาก Frank ตอบว่าน้ำหนักเสริมของแบตเตอรี่จะถูกชดเชยด้วยการลดน้ำหนักของเครื่องยนต์เบนซินและแบตเตอรี่นิกเกิล - เมทัลไฮไดรด์หรือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใหม่จะไม่เพียง แต่ลดค่าใช้จ่าย แต่จะอยู่รอดในรถยนต์เองซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 20 ปี 000 กม.

คลื่น: พลังงานมหาสมุทร

พลังงานจำนวนมากถูกซ่อนอยู่ในคลื่นทะเลซึ่งมันจะเกินพอที่จะครอบคลุมเมืองใหญ่ ๆ หลายแห่ง มันยังคงเป็นเพียงการหาวิธีแยกมันออก

มันทำงานยัง ไง? เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงเส้นแม่เหล็กถาวรเป็นสายโซ่ของแม่เหล็กถาวรบนแกน 4 เมตร โครงสร้างนี้เชื่อมโยงกับจุดยึดที่ความลึกประมาณ 30 เมตร ขดลวดทองแดงที่ล้อมรอบคันนั้นถูกล้อมรอบด้วย "ทุ่น" ซึ่งก็คือทุ่นไฟเบอร์กลาสซึ่งเมื่อรวมกับคลื่นจะเดินขึ้นและลง เมื่อเคลื่อนที่ขดลวดจะข้ามเส้นสนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น ตามหลักการนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 100 กิโลวัตต์ได้รับการพัฒนาโดย Anette von Joanne และ Alan Wallace อาจารย์ของคณะวิศวกรรมไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยโอเรกอน ซึ่งแตกต่างจากการออกแบบก่อนหน้านี้ซึ่งใช้หลักการของปั๊มไฮดรอลิกหรือนิวเมติกหลักการนี้ให้ประสิทธิภาพสูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์

วันที่ ในเวลาน้อยกว่าห้าปีเขตข้อมูลจากทุ่นดังกล่าวจะสามารถใช้พลังงานบ้านและผู้ประกอบการอุตสาหกรรม

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ อ้างอิงจาก von Joanne พลังงานคลื่นมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือแหล่งพลังงานหมุนเวียนประเภทอื่นตัวอย่างเช่นก่อนที่ลม พฤติกรรมของคลื่นสามารถคาดการณ์ได้มากขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานในพวกเขาสูงกว่าในลม 50 เท่า แรงดันไฟฟ้าสำรองจากเครือข่ายทุ่นสามารถนำไปใช้กับชุดสวิตช์เดี่ยว, แปลงเป็นกระแสตรง, เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 12, 000 โวลต์, และส่งไปยังฝั่ง, ที่สถานีย่อยเสริมจะแปลงเป็นกระแสสลับอีกครั้ง ต้นแบบมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 เมตร แต่หลักการเดียวกันนี้สามารถใช้งานได้ในระดับที่เรียบง่ายกว่า ตัวอย่างเช่นหากการชุมนุมดังกล่าวถูกสร้างขึ้นในระบบยึดของเรือในลานจอดรถมันสามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในบอร์ด

รายละเอียด ฤดูร้อนต่อไปต้นแบบจะถูกทดสอบในธรรมชาติ จากนั้นเราจะดูว่าเขาสามารถทนต่อการโจมตีของการกัดกร่อนพายุและการหมุนอย่างต่อเนื่อง “ เมื่อเราเริ่มการสนทนาเหล่านี้เมื่อเกือบสิบปีที่แล้วผู้คนมองเราเป็นคนโง่” ฟอนโจแอนกล่าว“ แต่เทคโนโลยีก้าวไปข้างหน้าในเวลานั้น” ตอนนี้ทั้งหมดนี้ดูเหมือนจริงมาก”

คัดค้าน ทุ่นหนึ่งหรือห้าร้อยแตกต่างกัน ในการสร้างสถานีไฟฟ้าทุ่นชายฝั่งต้องได้รับการอนุมัติจากกรมประมงและอนุรักษ์โอเรกอนหรือคณะกรรมการกำกับดูแลด้านพลังงานของรัฐบาลกลาง เมื่อพิจารณาจากชายฝั่งโอเรกอนว่าเป็น "อาหารอันโอชะสำหรับการรับพลังงานจากคลื่นทะเล" ฟอนโจแอนยอมรับว่าเขตทุ่นนี้สามารถส่งผลกระทบต่อชีวิตของมหาสมุทรโดยเฉพาะการอพยพของปลาวาฬ เป็นไปได้ว่าผลประโยชน์ของชาวประมงท้องถิ่นจะได้รับผลกระทบ

แบคทีเรีย: เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ

ความรักของแบคทีเรียต่อน้ำเสียไม่เพียง แต่เป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์ ผลพลอยได้จากกระบวนการนี้สามารถจ่ายพลังงานให้กับศูนย์บำบัดด้วยตนเองและสักวันหนึ่งพวกเขาก็จะเหมาะสำหรับการเติมน้ำมันรถยนต์ของคุณ

มันทำงานยัง ไง? แบคทีเรียที่มีอยู่ตามธรรมชาติในน้ำเสียจะย่อยสลายสารอินทรีย์ในระหว่างกระบวนการออกซิเดชั่น ในกรณีนี้อิเล็กตรอนอิสระเกิดขึ้น Bruce Logan ศาสตราจารย์ด้านเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียได้เสนอแนวคิดของเซลล์เชื้อเพลิงที่วางขั้วบวกคาร์บอนไว้ในกากตะกอนที่ปราศจากออกซิเจน ในกรณีนี้แบคทีเรียเจริญเติบโตบนขั้วบวกและอิเล็กตรอนส่วนเกินจะสร้างกระแสเมื่อปิดวงจรภายนอก

วันที่ เซลล์เชื้อเพลิงดังกล่าวสามารถส่งไปยังโรงงานบำบัดได้ไม่ช้ากว่าห้าปีต่อมา

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ “ การใช้น้ำจากชีวิตมนุษย์คุณสามารถรับได้มากถึง 500 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตรของพื้นผิวของขั้วบวก” โลแกนกล่าว“ เพียงพอที่จะส่องแสง 750 ต้นคริสต์มาส น้ำเสียจากโรงงานแปรรูปอาหารมีน้ำตาลที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและในเรื่องนี้พวกเขามีแนวโน้มมากขึ้น กลูโคสบริสุทธิ์สามารถผลิตได้มากถึง 1, 500 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตร หากคุณปรับแต่งเทคโนโลยีนี้โรงบำบัดสามารถให้พลังงานกับตัวเองและนี่ไม่ใช่เรื่องเล็ก - มันใช้เวลา 5 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกาเพื่อดำเนินการกับน้ำเสีย เป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการว่ารถยนต์พลังงานไฮโดรเจนจะขับรถไปยังโรงกลั่นได้ หากแบคทีเรียที่ขั้วบวกได้รับประจุไฟฟ้าขนาดเล็กและออกซิเจนที่ปล่อยออกจากขั้วแคโทดจะถูกลบออกเซลล์เชื้อเพลิงดังกล่าวจะเป็นอุปกรณ์สำหรับผลิตไฮโดรเจนด้วยเช่นกัน ตอนนี้ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

รายละเอียด “ ในความเป็นจริงคุณเพียงแค่ต้องไปที่โรงบำบัดที่ใกล้ที่สุดทิ้งเครื่องปฏิกรณ์เก่าและใส่เครื่องใหม่ของเรา” โลแกนกล่าว

คัดค้าน เซลล์เชื้อเพลิงถูกออกแบบมาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ยังไม่ชัดเจนว่ามันจะตอบสนองความต้องการมากมายของบริการเทศบาลเกี่ยวกับการบำบัดน้ำเสีย

ดวงอาทิตย์: แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์

ดูเหมือนว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมที่จะผสานอย่างใกล้ชิดกับชีวิตประจำวันของเรา องค์ประกอบตามโมเลกุลอินทรีย์กลายเป็นเบาและบางจนในไม่ช้าคุณจะสามารถขับเคลื่อนเครื่องเล่นพกพาของคุณได้จากแขนเสื้อกันลมของคุณ

มันทำงานยัง ไง? ทั้งในเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์และในซิลิคอนดั้งเดิมวัสดุสารกึ่งตัวนำจะดูดซับโฟตอนของแสง ภายใต้อิทธิพลของพลังงานโฟตอนอิเล็กตรอนจะรู้สึกตื่นเต้นและย้ายไปที่ขอบเขตขององค์ประกอบซึ่งพวกมันสัมผัสกับโลหะมักเป็นทองแดง ตัวนำนี้เบี่ยงเบนกระแสไปยังตำแหน่งที่ต้องการพูดกับมอเตอร์หรือขั้วสัมผัสแบตเตอรี่ หากแบตเตอรี่ซิลิคอนประกอบด้วยสารอนินทรีย์เช่นโลหะผสมทองแดงแกลเลียมและซิลิกอนดังนั้นอะตอมของคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนจะมีอยู่ในองค์ประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ ทีมวิจัยนำโดย Bernard Kippelen ศาสตราจารย์ที่ศูนย์ Photonics อินทรีย์และอิเล็กทรอนิกส์ที่ Georgia Institute of Technology สามารถรวมฟิล์มสารอินทรีย์ที่เรียกว่า "pentacene" กับอนุภาคนาโนของ C60 fullerene เรียกว่า buckyball ("ball ball") สำหรับรูปร่างของมัน ผลลัพธ์นี้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแสงซึ่งสามารถสร้างพลังงานได้ 3 มิลลิวัตต์จาก 1 ซม. ²

วันที่ ภายในสองถึงสามปีโซล่าเซลล์อินทรีย์จะถูกใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำเช่นแท็กระบุความถี่วิทยุ (RFID) สำหรับพลังของแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือที่นี่คุณต้องรอ 5-10 ปี

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ วัสดุอินทรีย์นั้นเข้ากันได้อย่างง่ายดายกับแผ่นรองพลาสติก Kippelin กล่าวว่า“ ในอนาคตพวกเขาสามารถพิมพ์ได้เหมือนหนังสือพิมพ์บนเครื่องกดบทบาทสมมุติ” และตั้งแต่องค์ประกอบเหล่านี้กลายเป็นบางและยืดหยุ่น - ความหนาของฟิล์ม 50 nm - พวกเขาสามารถครอบคลุมผนังของเต็นท์หรือองค์ประกอบเสื้อผ้าให้อาหารอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลขนาดเล็กเช่นโทรศัพท์มือถือ

รายละเอียด เทคโนโลยีของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนทำงานได้ดีมาก แต่วิทยาศาสตร์ของสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ยังคงอยู่ในวัยเด็กเท่านั้น

คัดค้าน เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนมีประสิทธิภาพประมาณ 15% วันนี้ประสิทธิผลขององค์ประกอบอินทรีย์ไม่เกิน 3-5% แต่ถ้าเป็นไปได้ที่จะสร้างการผลิตจำนวนมากของวัสดุดังกล่าวพื้นผิวใด ๆ ที่สามารถกลายเป็นสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ลองนึกภาพหลังคาหลังคาบ้านเรือนตัวรถสร้างกระแสไฟฟ้าให้เราอย่างช้า ๆ

บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Popular Mechanics (ฉบับที่ 11 พฤศจิกายน 2548)

แนะนำ

โดยตรง: การทดสอบข้ามประเทศของ Volvo V90
2019
5 ฟังก์ชั่นที่สมองทำงานขณะนอนหลับ
2019
สมาร์ทโฟนราคา 15,000 จะดีหรือไม่? ให้เกียรติรีวิว 10 lite
2019